Теплоизоляция ферментатора, трубопровода подачи горячей воды и в случае необходимости, аккумулятора тепла, для наших широт является непременной составляющей. Пи этом, ферментатор можно изолировать как снаружи, так и изнутри. Преимущества и недостатки показано в Таблице 4.1. Материалы, которое для этого наиболее подходят будут названы далее.
|
Теплоизоляция ферментатора внешняя или внутрення? |
||
|
|
Преимущества |
Недостатки |
|
Внутренняя изоляция |
Можно проложить по завершению строительства либо закладывается в обшивку (при покрытии) Для построеных резервуаром является единственным решением |
Изоляционный материал должен быть устойчивым к субстрату, бактериям и кислотам. Устойчивым к механическим повреждениям и всплыванию |
|
Внешняя изоляция |
Возможность использования всего объема ферментатора Механические устойчивые поверхности Небольшая разница в растягивании (стена/перекрытие) Возможность контролировать бетонные поверхности |
Большая разница в растягивании между стеной и перекрытием.
Изоляция должна быть устойчива к давлению и особенно хорошо защищена.
Расширения под воздействием тепла из забетонированных греющих змеевиков должны проверяться на статику. |
Минеральная вата
Минеральная вата (стекло-, минеральная и шлаковата) все еще является наиболее часто использованым изоляционным материалом. Это связано с низкой стоимостью и устойчивостью к высоким температурам, а также разложению микроорганизмами.
Строительно-биологические аспекты, которые выступают не в пользу минеральных волокон при строительстве жилых зданий, для биогазовых установок имеют меньшее значение. Если работать с этим материалом (в маске защиты дыхательных путей) согласно правил и накрывать оболочкой, то вред для здоровъя таким образом будет минимизирован.
Маты из минеральных волокон
Маты из минеральных волокон используют в первую очередь тогда, когда надо изолировать округлые или выпуклые поверхности, а также субстратопроводы большого диаметра. Подходящее, дешевое и долгосросчное решение по изоляции круглых резервуаров состоит в том, чтобы обвернуть их 1-2 слоями матов из стекловолокна, после чего для защити их от внешнего воздействия их покрывают битумным картоном (под крышей) либо тонким металопрофилем (на открытом пространстве).
Маты из минеральных волокон хоть и не чувствительны к проницанию влаги, однако во влажном состоянии очень сильно теряют свою теплоизоляционный эффект. Образования водного конденсата на поверхности резервуара не учитывают, поскольку температура внутри ферментатора, как правило, выше чем температура окружающей среды. Минеральные волокна в качестве изоляции подземных сооружений не подходят в силу опасности впитывания влаги.
|
Природные изоляционные материалы |
|
Плотность кг/м³ |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/мК |
Толщина ***
м |
Площадь*** Соотношение м²/м³ |
Цена без ПДВ Евро/м³ |
|
Легкие панели из древесной шерсти |
400 |
0,1* |
0,202 |
4,95 |
150 |
|
|
Корок (расширенный) |
100-120 |
0,05* |
0,101 |
9,9 |
200 |
|
|
Волокна кокоса (маты) |
125 |
0,05* |
0,101 |
9,9 |
140 |
|
|
Панели из тростника |
190-220 |
0,045* |
0,091 |
10,99 |
145 |
|
|
Древесное лубяное волокно (сырое) |
220 |
0,065* |
0,131 |
7,63 |
225 |
|
|
Целлюлозные хлопья (изофлок) |
35-50 |
0,045* |
0,091 |
10,99 |
125 |
|
|
Овечья шерсть (несобранная, вымытая) |
15-30 |
0,034* |
0,069 |
14,49 |
125 |
|
|
Маты из овечьей шерсти |
10-20 |
0,035* |
0,071 |
14,08 |
180 |
|
|
Фетр из овечьей шерсти |
100-140 |
0,034** |
0,069 |
14,49 |
1000 |
|
|
Льняные маты |
25 |
0,035** |
0,071 |
14,08 |
170 |
|
|
Льняные начесы (несвязанные) |
147 |
0,06** |
0,121 |
8,26 |
4 |
|
|
Маты из хлопка, изокоттон |
20 |
0,04* |
0,081 |
12,34 |
150 |
|
|
Искуственные материалы |
Минеральная вата (маты) |
30-50 |
0,035-0,05* |
0,101 |
9,9 |
45 |
|
Перлит |
90 |
0,055* |
0,111 |
9,0 |
75 |
|
|
Пеностекло |
13-25 |
0,045* |
0,091 |
10,99 |
330 |
|
|
Расширен. полистирольная пена |
20-45 |
0,04* |
0,081 |
12,35 |
60 |
|
|
Экструдир. Полистирольная пена |
30-80 |
0,035* |
0,071 |
14,08 |
250 |
|
|
Полиуретановая пена |
|
0,03* |
0,061 |
16,39 |
175 |
|
|
* Вычисленное значение |
** Собственные данные |
*** показатели при U = 0,5 Вт/м²K |
||||
Искуственные пенистые материалы
Искуственные пенистые материалы также подходят в качестве изоляционных для биогазовых установок.
Расширенные полистироловые плиты
Расширенные изоляционные полистироловые плиты, известные также под торговым названием как стиропор, легко обрабатываются без пылеобразования, их можно приклеить к бетону и без разрезания можно сгибать на большой радиус. Однако такие плиты нельзя подвергать длительному воздействию влаги, поскольку они медленно поглощают воду и почти не выделяют ее обратно. Поэтому такой материал преимущественно используют для наземных построек, для внешней изоляции стен и перекрытий. Поскольку расширенный полистирол не устойчив к неблагоприятным погодным условиям, то для наземных резервуаров его надо накрывать внешней обшивкой из досок (Изобр. 4.16), металического профнастила или битумных волнистых плит.
Стиропоровые хлопья
Стиропоровые хлопья, либо вспененные в определенной форме, либо выготовленные из скрученных между собой упаковочных форм, используются как очень дешевый насыпной материал для изоляции находящихся под крышевым укрытием ферментаторов. В этом случае в первую очередь необходимо создать внешнюю оболочьку, в виде внешней кладки, деревянной обшивки или чего то похожего. Материал высыпают из мешков или задувают из контейнеров.
Расширенные плиты изпенистого полистирола
Расширенные плиты из пенистого полистирола, известные также под торговым названием как стиродур, стиропена, крышные маты, агматы и изопена, имеют большую устойчивость к воздействию давления, устойчивы к воздействию навоза и не впитывают воду даже при длительном пребывании в ней из-за закрытой клеточной структуры. Материал наиболее подходит для изоляции подземных ферментаторов. Например плиту основы новостроящегося ферментатора выливают, как правило, на заложенной в пещаную подушку плите.
Подходят также для внешней изоляции бетонных стен подземных резервуаров. Фиксация плит дюбелями или похожими облегчит дальнейшее наполнение. Рекомендуем между изоляцией и земляным покровом закладывать дренажную плиту или шар гидроизоляции. Если диаметр резервуара менее 10 м, то лучше для ровных плит со стороны, где они будут прилегать к стене, при помощи циркулярной пилы призвести параллельные разрезы на 2/3 их толщины с тем, чтобы они лучше гулись и подходили к округлосям резервуара. Каное количество надрезов необходимо предпринять, не обходимо проверять для каждого отдельного случая на экспериментальной плите.
Следует обязательно избегать сквозных фуг и зазоров в изоляции. На практике изоляционный шар состоит из двух смещенно расположенных пластин. Зазоры и фуги, избежать которых невозможно, закриваються при помощи строительной пены.
При изолировании перекрытия на него кладут расширенные пеновые панели. С помощью гидроизоляционного шара, изоляцию защищиют от повреждений и неблагоприятных погодных условий. Вариант используемой гидроизоляции и ее товщина зависит от интенсивностин агрузок на нее. Будет достаточно такой прочности плит, чтобы по них можно было ездить на тракторе и автомобиле. Если хотите избежать прямого контакта с перекрытием, то плиты можно покрить слоем щебня (с расположенной под ним пленочным уплотнением) или жестью.
Для високих резервуаров в большинстве случав дешевле на перекрытие ложить плиты из стиропора или маты из минеральных волокон.
Пеновые плиты из полиуретана
Полиуретановая пена имеет очень низкий коэффициент теплопроводности (λ = 0,025 – 0,035 Вт/мК), а это значит лучшие теплоизоляционные качества. Существуют пеныстые плиты из полиуретана в открытом и закрытом (клеточном) исполнении, а также пена, для распыления на месте.
Плиты обійдуться дороже чем предварительно обработанные материалы из полистирола, из-за чого они реже используются для биогазовых установок. Распыление на месте должно выполняться специализированной фирмой.
Органические изоляционные материалы
Органические изоляционные материалы из шерсти овец, хлопка, льна, волокон кокоса, корка и погожих материалов, которые все чаще используются при экологической постройке домов, также подходят для изоляции наземних частей биогазовых установок.
Цены на эти изоляционные материалы на сегодняшний день в 2-3 раза выше чем за маты из минеральных волокон или плиты из стиропора. Из-за болем високого коэффициента теплопроводности по сравнению с изоляционными материалами из органических веществ, необходимо учитывать болем толстый шар изоляционных материалов (сравн. Табл. 4.2).
Толщина изоляционного шара
Оптимальная толщина изоляционного шара в первую очередь зависит от формы и размеров ферментатора, разницы в температуре между содержанием резервуара и окружающей среды (температура грунта и воздуха), стоимости изоляционного материала и ползы от сэкономленной таким образом процессуальной энергии.
В Главе 9 будет более точно изложено, как рассчитывать экономически выгодную толщину изоляционного шара в зависимости от важнейших факторов воздействия.
Характеристики при пожаре
Теплоизоляция, расположенная над поверхностью грунта должна быть как минимум трудновоспламеняющиеся вещества класса строительных материалов В2.