Izolācija ir svarīga ikvienas augstā temperatūrā darbināmas iekārtas sastāvdaļa gan mājsaimniecībā, gan rūpniecībā. Pareizi izolēta iekārta sniedz arī vairākas citas priekšrocības: tā samazina siltuma zudumus un līdz ar to arī enerģijas patēriņu. Rezultātā tās ekspluatācija kļūst videi draudzīgāka un ekonomiski izdevīgāka. Ilgtermiņā izolācija pagarina arī šādu iekārtu kalpošanas laiku, jo remonts nepieciešams retāk.
Siltumizolācijas priekšrocības
Piemēram, pareiza maizes un picas krāsns izolācija, izmantojot keramikas šķiedras segu, picas krāsns sietu un ugunsizturīgu javu āra krāsnīm, sniedz daudz priekšrocību.
Pirmkārt, tā ievērojami uzlabo cepto ēdienu kvalitāti un garšu. Tā kā siltuma zudumi ir mazāki, iespējams uzturēt stabilu temperatūru un novērst ēdiena nepietiekamu izcepšanu vai pārcepšanu.
Otrkārt, labāka siltuma saglabāšana uzlabo pārtikas drošību. Slikti izolētā krāsnī rodas siltuma zudumi un krāsns kamerā var ieplūst auksts gaiss, tādēļ pica, maize vai citi ēdieni izcepas nevienmērīgi. Tas ir īpaši svarīgi, gatavojot zivis vai gaļu, jo, ja tās nav pienācīgi izceptas visā biezumā, pastāv saindēšanās risks. Tādēļ izolācijai ir būtiska nozīme pārtikas drošības un higiēnas nodrošināšanā.
Visbeidzot, pietiekama krāsns izolācija ir būtiska gan tās personas drošībai, kura gatavo vai cep, gan visu pārējo tuvumā esošo cilvēku, piemēram, bērnu, ģimenes locekļu vai viesu, drošībai. Nepietiekama siltumizolācija paaugstina ārējās virsmas temperatūru, un, tai pieskaroties, var gūt apdegumus. Tādēļ efektīva izolācija palīdz nepieļaut, ka ārējā virsma kļūst pārmērīgi karsta un potenciāli bīstama.
Kā darbojas izolācija — siltuma pārneses veidi
Lai labāk izprastu izolācijas darbību, vispirms jāzina tās pamatprincipi. Siltuma pārnese notiek starp ķermeņiem ar atšķirīgu temperatūru, un tai ir trīs veidi: siltumvadīšana, konvekcija un siltumstarojums.
Siltumvadīšanas piemērs ir elektriskā tējkanna ūdens vārīšanas laikā — tās iekšpusē esošais sildelements nodod siltumu ūdenim, paaugstinot tā temperatūru. Savukārt konvekciju var novērot pie radiatora, kas sasilda telpas gaisu. Siltumstarojums ir jūtams, kad cilvēks, sēžot pie kamīna, tieši sajūt tā izstaroto siltumu.
Siltumizolācija ir siltuma pārneses ierobežošana starp materiāliem ar atšķirīgu temperatūru, ko galvenokārt panāk, samazinot siltumvadīšanu. Izolācija parasti darbojas, aizturot gaisu, piemēram, keramikas šķiedras auduma šķiedrās vai izolējošo ugunsizturīgo ķieģeļu porās un gaisa dobumos.
Izplatīti izolācijas piemēri mājsaimniecībā ir ar malku kurināmas maizes un picas krāsns izolēšana ar keramikas šķiedras segu vai kamīna un apkures krāsns izolēšana ar vermikulīta plāksni vai kamīnu konstrukciju plāksni.
Rūpniecībā kā izolācijas piemēru var minēt arī adatu cauršūtas stikla šķiedras segas izmantošanu naftas ķīmijas nozarē, lietuvju krāsnīs vai elektrostacijās.
Kā noteikt, kuru izolācijas materiālu izmantot konkrētajam lietojumam?
Par piemērotiem siltumizolācijas materiāliem parasti uzskata materiālus ar zemu siltumvadītspēju, zemu blīvumu un mazu siltumietilpību.
Galvenais jautājums, uz kuru jāatbild katrā konkrētajā situācijā, ir šāds: „Ja mana objekta temperatūra ir x °C, kāds izolācijas materiāls un kāds tā biezums ir nepieciešams, lai ārējās virsmas temperatūru samazinātu līdz y °C?”
Tātad sasniedzamais temperatūras samazinājums ir atkarīgs no izolācijas materiāla siltumvadītspējas un tā biezuma. Jāņem vērā arī tas, ka siltumizolācijai jāspēj izturēt temperatūru, ar kuru tā saskarsies. Putupolistirols ir ļoti efektīvs izolācijas materiāls istabas temperatūrā, taču, ja nepieciešams materiāls, kas darbojas, piemēram, 1 000 °C temperatūrā, putupolistirols izkusīs un sadegs.
Izolācijas materiālu veidi un temperatūras samazinājums to izmantošanas laikā
Izolācijas materiāls | Biezums | 200 °C | 500 °C | 1000 °C |
Vermikulīta plāksne | 25 mm | 80 °C | 210 °C | 450 °C |
Kamīnu konstrukciju plāksne | 30 mm | 52 °C | 90 °C | 275 °C |
Keramikas šķiedras sega | 25 mm | 56 °C | 185 °C | 425 °C |
Keramikas šķiedras sega | 50 mm | 38 °C | 112 °C | 260 °C |
HT plāksne | 12 mm | 100 °C | 235 °C | Nav pieejams |
Keramikas šķiedras papīrs | 5 mm | 120 °C | 340 °C | 780 °C |
Keramikas šķiedras audums | 2 mm | 180 °C | 450 °C | 900 °C |
23. klases izolējošie ugunsizturīgie ķieģeļi | 114 mm | 32 °C | 62 °C | 110 °C |
No tā skaidri redzams, ka augstas temperatūras audumi, kuru biezums ir no 0,4 mm līdz 2 mm, paši par sevi nav pietiekami, taču tiem ir sava vieta daudzslāņu izolācijas sistēmās.
Piemēram, keramikas šķiedras segu var izmantot kopā ar alumīnija audumu. Savukārt izolējošos ugunsizturīgos ķieģeļus var kombinēt ar kamīnu konstrukciju plāksni.
