에어로겔에 대해 알고 싶은 사항은 다음과 같습니다.

에어로겔이란 무엇입니까?

에어로겔은 나노 크기의 기공과 나노 프레임워크로 구성된 3차원 연속 다공성 물질입니다. 독특한 구조는 기존 소재에 비해 비교할 수 없는 특성을 부여하며, 가장 눈에 띄는 것은 극도로 낮은 열전도율입니다.

Aerogel pore size (20-50nm)

Aerogel Microstructure

Different insulation materials’ thermal conductivity

에어로젤 절연 원리

“무한 길이 경로” 효과:

에어로겔의 메쉬형 구조는 열 전도 경로를 무한히 확장하므로 기체-고체 경계면에서 열이 전도되기 어렵습니다.

“제로 대류” 효과:

에어로겔의 기공 크기(20~50nm)는 공기의 평균 자유통로(70nm)보다 작아 내부 공기의 흐름을 방해합니다.

“무한 열 장벽” 효과:

에어로겔의 네트워크 구조는 “무한한 열 차단 효과”를 생성하여 열 복사를 차단합니다.

에어로젤 복합재료

나노 크기의 에어로겔을 유리 섬유, 세라믹 섬유 등과 같은 기본 재료와 결합함으로써 에어로겔의 우수한 성능이 유연한 기판과 원활하게 통합됩니다. 이는 에어로겔의 경량성과 단열성을 극대화하는 동시에 유연성과 견고성을 부여합니다. 매우 긴 사용 수명, 최상의 단열 성능, 높은 내화성 및 탁월한 기계적 특성과 같은 추가 특성을 보유하고 있으며 항공 우주, 화력 네트워크, 석유 화학, 신 에너지 차량, 철도 운송, 가전 제품, 섬유, 그리고 더.

적용예

산업용 파이프라인 및 장비 단열의 경우 기존 단열면 솔루션과 비교하여 에어로젤은 안전성, 환경 친화성, 에너지 효율성 및 고효율의 특징을 제공합니다.

특정 중-고온 산업용 증기 파이프라인을 예로 들면 증기 온도 465°C, 압력 5.3Mpa, 유속 60t/h, 직경 DN250으로 머리 위에 놓입니다. 원래 단열재는 150mm의 알루미늄 규산염이었습니다. 에어로젤 단열 담요와의 단열 효과 비교는 다음과 같습니다.

150mm의 규산알루미노를 사용한 열손실과 비교하면 에어로겔 용액을 사용한 에너지 절감율은 40%를 넘을 수 있다.

파이프 길이 킬로미터당 계산된 알루미노-실리케이트 방식과 비교하여 두 방식의 비교 계산에서 에어로겔 방식의 연간 에너지 절감량과 이점은 다음과 같습니다.

*Calculated based on a constant 8000h operation, with a heat price of 70 RMB/GJ.

긴 사용 수명과 높은 효율성으로 인해 에어로겔 소재는 장기간에 걸쳐 고객에게 더 큰 경제적 가치를 창출할 수 있습니다. 알루미노실리케이트의 유효사용수명은 3년, 에어로겔 블랑켓의 유효사용수명은 15년을 기준으로 계산합니다. 15년 이상인 경우 에어로겔 단열블랑을 사용하면 알루미노실리케이트 블랭킷을 사용할 때보다 설치 횟수가 4배 감소합니다. 에어로젤 단열 담요에 대한 총 투자는 기존 소재에 비해 약 55% 적습니다. 그 결과 자재 및 건설 비용이 연간 평균 91,770 RMB 절약됩니다. 규산알루미늄 대신 에어로겔 블랭킷을 사용하면 연간 362,150위안의 이익을 얻을 수 있으며 에어로겔 블랭킷을 사용하는 경우 추가 투자금을 1.7년 안에 회수할 수 있습니다. 에어로겔 재료의 사용 수명(이 예에서는 15년) 동안 파이프라인에 에어로겔 단열재를 사용하면 약 481,659만 RMB(362,150 RMB*13.3년 ≒481,659만 RMB)를 축적하여 사용자에게 추가적인 경제적 이익을 제공할 수 있습니다.

에어로겔 재료의 전체 수명주기를 고려할 때 에어로겔 솔루션은 기존 단열면 솔루션에 비해 유지 관리 및 교체 주기 수를 줄여 파이프라인 단열재의 운영 및 유지 관리 비용을 절감합니다. 또한 에너지 절약을 달성하여 고객에게 더 큰 경제적 이익을 제공하고 기업의 운영 관리 비용을 크게 절감합니다.

또한, 에어로겔 소재 특유의 소수성과 통기성으로 인해 단열재 하부 부식(CUI) 방지 효과를 극대화합니다.

에어로젤 단열 담요는 산업용 파이프라인 단열, 탱크 단열, 자동차 방화 및 단열, 건물 단열 등 여러 분야에 가장 이상적인 단열재입니다.

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