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Was ist ein Aerogel?
Aerogel ist ein dreidimensionales kontinuierliches poröses Material, das aus Poren in Nanogröße und einem Nanogerüst besteht. Seine einzigartige Struktur verleiht ihm im Vergleich zu herkömmlichen Materialien unvergleichliche Eigenschaften, vor allem eine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit.
Aerogel pore size (20-50nm)
Aerogel Microstructure
Different insulation materials‘ thermal conductivity
Prinzip der Aerogel-Isolierung
Effekt „Weg mit unendlicher Länge“:
Das netzartige Gerüst des Aerogels erweitert den Wärmeleitungspfad unendlich und erschwert so die Wärmeleitung an der Gas-Feststoff-Grenzfläche.
„Null-Konvektion“-Effekt:
Die Porengröße von Aerogel (20–50 nm) ist kleiner als die mittlere freie Weglänge der Luft (70 nm), wodurch verhindert wird, dass die Luft im Inneren frei strömt.
Effekt „Unendliche Wärmebarriere“:
Das Netzwerkgerüst aus Aerogel erzeugt einen „unendlichen Wärmebarriereeffekt“ und schützt so vor Wärmestrahlung.
Aerogel Composite Materials
By combining nano-sized aerogel with base materials like glass fiber, ceramic fiber, etc., the excellent performance of aerogel is seamlessly integrated with flexible substrates. This maximizes the lightweight and insulation properties of aerogel, while imparting flexibility and toughness. It possesses additional characteristics such as ultra-long service life, superlative insulation performance, high fire resistance, and exceptional mechanical properties, widely applied in fields like aerospace, thermal power networks, petrochemicals, new energy vehicles, rail transit, consumer electronics, textiles, and more.
Application Example
Für die Isolierung industrieller Rohrleitungen und Geräte bietet Aerogel im Vergleich zu herkömmlichen Isolierwattelösungen Merkmale wie Sicherheit, Umweltfreundlichkeit, Energieeffizienz und hohe Wirksamkeit.
Am Beispiel einer bestimmten industriellen Dampfleitung mittlerer bis hoher Temperatur wird diese über Kopf mit einer Dampftemperatur von 465 °C, einem Druck von 5,3 MPa, einer Durchflussrate von 60 t/h und einem Durchmesser von DN250 verlegt. Die ursprüngliche Isolierung bestand aus 150 mm Aluminiumsilikat. Der Dämmwirkungsvergleich mit der Aerogel-Isolierdecke sieht wie folgt aus:
Verglichen mit dem Wärmeverlust bei 150 mm Aluminiumsilikat kann die Energieeinsparungsrate bei Verwendung der Aerogellösung über 40 % betragen.
In der Vergleichsberechnung der beiden Systeme ergeben sich im Vergleich zum Aluminosilikat-System, berechnet pro Kilometer Rohrlänge, folgende jährliche Energieeinsparungen und Vorteile des Aerogel-Systems:
*Calculated based on a constant 8000h operation, with a heat price of 70 RMB/GJ.
Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und hohen Effizienz können Aerogel-Materialien über einen längeren Zeitraum einen größeren wirtschaftlichen Wert für Kunden schaffen. Berechnet auf der Grundlage einer effektiven Nutzungsdauer von Aluminosilikat von 3 Jahren und einer effektiven Nutzungsdauer von Aerogeldecken von 15 Jahren: Über 15 Jahre reduziert die Verwendung von Aerogel-Isoliermatten die Anzahl der Installationen um 4 im Vergleich zur Verwendung von Aluminosilikatdecken. Die Gesamtinvestition in Aerogel-Isolierdecken ist etwa 55 % geringer als die in herkömmliche Materialien. Dies führt zu einer durchschnittlichen jährlichen Einsparung von 91.770 RMB an Material- und Baukosten. Die Verwendung von Aerogel-Matten anstelle von Aluminosilikat bringt einen Jahresgewinn von 362.150 Yuan, und die zusätzliche Investition in die Verwendung von Aerogel-Matten kann sich in 1,7 Jahren amortisieren. Während der Nutzungsdauer von Aerogel-Materialien (in diesem Beispiel 15 Jahre) kann der Einsatz von Aerogel-Isoliermaterialien in Rohrleitungen etwa 4,81659 Millionen RMB (362.150 RMB*13,3 Jahre ≈4,81659 Millionen RMB) an zusätzlichen wirtschaftlichen Vorteilen für die Benutzer einbringen.
Unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus von Aerogel-Materialien reduziert die Aerogel-Lösung die Anzahl der Wartungs- und Austauschzyklen im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstofflösungen und senkt so die Betriebs- und Wartungskosten der Rohrleitungsisolierung. Darüber hinaus werden Energieeinsparungen erzielt, was zu größeren wirtschaftlichen Vorteilen für die Kunden führt und die Betriebsführungskosten für Unternehmen erheblich senkt.
Darüber hinaus maximiert es aufgrund der einzigartigen hydrophoben und atmungsaktiven Eigenschaften von Aerogel-Materialien die Verhinderung von Korrosion unter der Isolierung (CUI).
Aerogel-Isoliermatten sind unter anderem die idealen Isoliermaterialien für die Isolierung industrieller Rohrleitungen, Tanks, Brandschutz und Isolierung im Automobilbereich sowie Gebäudeisolierung.