Rola inżynierii materiałowej w branży HVAC
Inżynieria materiałowa w branży HVAC: co to oznacza?
Inżynieria materiałowa, czasami określana jako nauka o materiałach lub technologia materiałowa, jest dziedziną, która obejmuje badanie właściwości substancji w celu stworzenia nowych materiałów o ulepszonych właściwościach fizycznych i chemicznych, optymalizacji procesów produkcyjnych i opracowania materiałów przyjaznych dla środowiska, które pomagają zmniejszyć ślad węglowy.
Obszar badawczo-rozwojowy ma fundamentalne znaczenie i wpływ na realizowane projekty w branży HVAC, gdzie kluczowy jest wybór optymalnych materiałów, które przekładają się na jakość, funkcjonalność oraz niezawodność urządzeń.
Zapoznaj się z naszym case study z firmą Alnor. Odkryj, w jaki sposób firma ta obniżyła koszty produkcji przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności, pracując z ekspertami Knauf Industries w zakresie inżynierii materiałowej dla HVAC.
Dobór materiałów w branży HVAC
Istnieje kilka popularnych materiałów używanych w instalacjach HVAC. Na przykład, włókno szklane jest zwykle stosowane do izolacji w zastosowaniach termicznych i akustycznych. Mieszany materiał gąbkowy PVC-NBR jest powszechnie wykorzystywany do izolowania przepływu powietrza. Silikon i Poron są zwykle używane do uszczelniania.
Generalną zasadą przy wyborze materiału do konkretnego projektu jest wyspecyfikowanie kluczowych właściwości oraz parametrów technicznych, które docelowe urządzenia ma osiągnąć. Oczywiście nie możemy zapomnieć o kwestii ekonomicznej i dostosowaniu wybranego materiału do oczekiwań cenowych występujących na rynku.
Najczęściej stosowane materiały w przemyśle HVAC
Wśród materiałów, które tradycyjnie przynoszą dobre rezultaty w branży HVAC, należy wymienić włókno szklane i piankę. Oprócz nich, materiały włókninowe przeżywają obecnie wzrost popularności. Przeanalizujmy każdy z nich bardziej szczegółowo:
- Włókno szklane: jest jednym z najbardziej wszechstronnych i jednocześnie niedrogich materiałów w branży HVAC. Ze względu na swoje właściwości termoizolacyjne i akustyczne jest doskonałym wyborem do zastosowań obejmujących izolację urządzeń i domów. Może również zastąpić blachę w kanałach wentylacyjnych.
- Pianki: istnieją trzy rodzaje pianek w oparciu o ich wewnętrzną strukturę:
-
- Pianki otwartokomórkowe: są zwykle używane jako filtry środowiskowe, bufory akustyczne lub do redukcji wibracji i zapewnienia izolacji akustycznej w jednostkach.
- Pianki zamkniętokomórkowe: są głównie stosowane w drzwiach dostępowych do jednostek HVAC, ponieważ zapobiegają wyciekom i wilgoci, oferując jednocześnie pewien poziom izolacji akustycznej. W tej kategorii możemy znaleźć EPP i EPS, dwa materiały, które są kluczowym elementem rozwiązań Knauf Industries ze względu na ich lekkość, odporność mechaniczną i świetne właściwości izolacyjne.
- Pianka kruszona: jest szeroko stosowana jako wypełniacz szczelin w HVAC ze względu na jej zdolność do wypełniania przestrzeni bez powodowania ugięcia w cienkich metalach lub tworzywach sztucznych.
- Materiały włókninowe: ten rodzaj materiałów świetnie sprawdza się w rolach izolatorów termicznych i akustycznych. Nie powoduje również podrażnień i jest znacznie czystszy od innych. Dlatego wielu producentów tego rozwiązania próbuje przebić się na rynek HVAC. Jednak wciąż szukają potwierdzenia w testach, aby ich produkty zostały dopuszczone do użytku.
Znaczenie wyboru właściwych materiałów
Precyzyjnie wykonana część do systemu wentylacji.
Wysokiej jakości instalacja jest zależna przede wszystkim od wyboru dobrych materiałów. Pierwszym krokiem jest upewnienie się, że rozumiemy możliwości materiałów, specyfikacje, które muszą spełniać, obszary do poprawy i oczywiście ich opłacalność, aby stworzyć optymalne produkty HVAC. W przypadku użycia oferowanych przez Knauf Industries materiałów spienionych podstawowe założenia przy każdym projekcie to: określenie gęstości surowca, stopnia palności, oczekiwanego poziomu izolacji termicznej (lambda) oraz wytrzymałości mechanicznej, która jest określana poprzez przygotowanie symulacji statycznych oraz dynamicznych wykonanych przez naszych specjalistów.
Ryzyko związane z zastosowaniem niewłaściwych materiałów w branży grzewczej i wentylacyjnej
Używanie tanich produktów może być wbrew pozorom kosztowne, zwłaszcza w takich branżach jak HVAC. Na przykład użycie niewłaściwego rodzaju pianki lub nieprawidłowe jej nałożenie może spowodować powstanie szczelin, które są głównym wrogiem instalacji HVAC. Również nieuwzględnienie różnic w nieregularnych powierzchniach potrafi spowodować nieszczelności w kanałach wentylacyjnych.
Nieszczelność powietrza można rozpoznać na wiele sposobów: gdy urządzenie pracuje cały czas, gdy temperatura nigdy nie jest na odpowiednim poziomie lub gdy rachunki za energię okazują się nadmiernie wysokie. Aby tego wszystkiego uniknąć, należy wybrać odpowiednie materiały, a także uwzględnić takie czynniki jak tolerancja szczelin.
Jak obniżyć koszty przy wyborze materiałów
Nawet jeśli oszczędność w kwestii materiałów może mieć katastrofalne skutki, istnieją na szczęście pewne sposoby na ograniczenie wydatków i dobór materiałów w sposób efektywny, bez wpływu na jakość systemu. Przyjrzyjmy się tym najważniejszym.
- Nie należy zawyżać specyfikacji materiałów
Przedsiębiorstwa mają tendencję do zawyżania specyfikacji materiałów zazwyczaj dlatego, że nie poświęcają wystarczająco dużo czasu na czytanie kart specyfikacji produktów. Skutkuje to często stosowaniem materiałów zbyt agresywnych lub o wyższym poziomie niż jest to konieczne do prawidłowego funkcjonowania instalacji.
Powszechnym przykładem w branży HVAC są materiały ASTM-E84 lub UL723, które charakteryzują się niskim poziomem dymności i toksyczności. Są zwykle wymagane przy izolacji strumienia powietrza lub kanałów, jednak producenci często stosują je również w miejscach połączeń w całej instalacji, nawet jeśli nie jest to konieczne w przypadku zastosowań, które nie obejmują strumienia powietrza.
- Stosowanie właściwych klejów
Korzystanie z odpowiedniego kleju dla poszczególnych zastosowań jest prostym rozwiązaniem, które może łatwo pomóc obniżyć koszty bez utraty jakości systemu. Na przykład, podczas montażu produktów, które będą mocowane mechanicznie, stosowanie klejów na bazie akrylu nie jest absolutnie konieczne, ponieważ są one droższe niż te na bazie kauczuku.
- Wybierz materiały w rolkach
Wielu producentów nadal używa starych specyfikacji do dostarczania swoich materiałów. Oznacza to konieczność sklejania kawałków materiału, przycinania ich do pożądanej grubości, a następnie nakładania kleju, aby uzyskać rolkę. W dzisiejszych czasach materiały są stale przygotowywane w rolkach, co usprawnia produkcję.
Dobrą opcją jest stworzenie alternatywnych materiałów i upewnienie się, że są one stale produkowane w rolkach, a nie w dużych kawałkach. To pozwoli zaoszczędzić pieniądze bez konieczności całkowitej zmiany całego procesu.
Rozwiązania firmy Knauf Industries: elementy techniczne dla rynku HVAC
Obudowa rekuperatora wykonana z EPP zapewnia izolację termiczną i akustyczną.
Jesteśmy firmą rozpoznawalną na całym świecie ze względu na nasze ogromne doświadczenie w zakresie rozwiązań opakowań ochronnych dla sprzętu AGD i komponentów technicznych dla rynku HVAC. Nasz wyspecjalizowany zespół ściśle współpracuje z klientami w zakresie ekologicznego projektowania nowej gamy urządzeń AGD i RTV.
W szczególności posiadamy szeroki zakres rozwiązań dla każdej części systemu HVAC:
- Ogrzewanie: opracowujemy rozwiązania izolacyjne oraz konstrukcyjne dla pomp ciepła, które zapobiegają stratom energii cieplnej oraz dostosowane obudowy dla kotłów i wymienników ciepła wykonane z EPP lub EPS, dwóch pianek ekspandowanych, które obniżają wagę urządzeń, ułatwiając ich transport i montaż.
- Wentylacja: wspólnie z renomowanymi producentami urządzeń wentylacyjnych stworzyliśmy kompaktowe konstrukcje jednostek wentylacyjnych z odzyskiem ciepła w różnych konfiguracjach, które cechują się wysoka izolacyjnością termiczna oraz akustyczną, a jednocześnie pełnią rolę dekoracyjną. Wykonane są one głównie z EPP, które spełnia, a nawet przewyższa określone wymogi szczelności.
- Kanały z tworzyw sztucznych: mogą być prostokątne lub okrągłe. Wysoka efektywność energetyczna tych materiałów sprawia, że kanały z tworzyw sztucznych są systemem ekonomicznym w średnim i długim okresie, biorąc pod uwagę cały cykl życia konstrukcji. Wśród zalet warto podkreślić izolację termiczną, wydajność energetyczną, łatwość instalacji, uszczelnienie i zapobieganie wyciekom, lekkość, wszechstronność i zapobieganie pleśni.
- Izolacja HVAC: mamy do dyspozycji szeroką gamę rozwiązań izolacyjnych HVAC dedykowanych do poprawy kontroli temperatury, pochłaniania hałasu operacyjnego i zapobiegania stratom energii.
Piotr Złomek, International Key Account Manager