हीटिंग प्लेट और उसके इन्सुलेशन के बीच एयर गैप का आकार थर्मल प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

आमतौर पर यह सोचा जाता है कि इन्सुलेशन सुरक्षित रखने के लिए गर्म सतह को छू रहा है। वास्तविकता में लगभग हमेशा एक वायु अंतराल होता है - जानबूझकर या नहीं - जो या तो थर्मल प्रदर्शन में सहायता या बाधा डाल सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि इसे कैसे बनाए रखा जाता है। उस अंतराल में ताप परिवहन की भौतिकी को जानने के बाद, इंजीनियर संभावित भेद्यता को डिज़ाइन लाभ में बदल सकते हैं।

एक इन्सुलेटर के रूप में स्थिर वायु का भौतिकी।
फिर भी वायु एक बहुत अच्छा विद्युतरोधी है। यह लगभग 0.026 W/m·K की तापीय चालकता वाली कई विशिष्ट इन्सुलेशन सामग्री से बेहतर है। हॉट प्लेटन और बैकसाइड इन्सुलेशन के बीच हवा का अंतर एक वांछनीय थर्मल प्रतिरोध प्रदान करता है, जब तक हवा रुकी रहती है और प्रवाहित नहीं हो सकती। संवहनशील ऊष्मा स्थानांतरण - गर्म हवा का बढ़ना और ठंडी हवा द्वारा उसका प्रतिस्थापन - के लिए स्थान की आवश्यकता होती है। चिपचिपा बल एक संकीर्ण अंतराल में हावी होते हैं, आमतौर पर लगभग 1 सेमी (0.4 इंच) से कम, संवहन को दबाते हैं। इस व्यवस्था में वायु अंतराल कुल इन्सुलेशन मूल्य में अनुकूल योगदान दे रहा है।

इसलिए, एयर गैप इंसुलेशन हीटिंग प्लेट सिस्टम का थर्मल प्रदर्शन गैप आकार के साथ गैर-{0}}रैखिक है। बहुत संकीर्ण अंतराल (1-2 मिमी) कुछ अतिरिक्त प्रतिरोध देते हैं, लेकिन ब्रिजिंग या शारीरिक संपर्क के प्रति संवेदनशील होते हैं जो हवा की परत को नष्ट कर देते हैं। और अगर हवा की गति के खिलाफ सील किया जाता है, तो 5-10 मिमी रेंज में परिणामी अंतराल कुल मोटाई में बहुत अधिक वृद्धि किए बिना बहुत अधिक अतिरिक्त इन्सुलेशन प्रदान करते हैं।

नकारात्मक पक्ष विकिरण बाईपास है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अंतराल के गर्म हिस्से पर एक दूसरा ताप स्थानांतरण तंत्र हावी हो जाता है। विकिरणीय ऊष्मा स्थानांतरण निरपेक्ष तापमान की चौथी शक्ति के समानुपाती होता है। सामान्य प्रेस प्लैटन तापमान (150-400 डिग्री / 300-750 डिग्री फारेनहाइट) पर वायु अंतराल में विकिरण महत्वपूर्ण हो सकता है। यदि प्लेटन का पिछला भाग उच्च उत्सर्जन क्षमता वाली उजागर धातु है (ऑक्सीकृत स्टील आम तौर पर 0.8 से 0.9 है), तो अवरक्त विकिरण अंतराल पर दृढ़ता से विकिरण करेगा, इस प्रकार प्रवाहकीय इन्सुलेशन के लाभ को नकार देगा।

संवहन वायु संचलन के साथ एक बड़ा अनियंत्रित अंतर गर्मी के नुकसान का मार्ग हो सकता है, इसलिए नहीं कि हवा गर्मी का एक अच्छा संवाहक है, बल्कि इसलिए कि विकिरण बच सकता है और परिसंचारी हवा प्लेट से गर्मी को दूर स्थानांतरित करती है। संवहन -दमन सीमा (ca. 1-2 सेमी) से परे की दूरी जितनी अधिक होगी, विकिरण उतना ही अधिक मायने रखता है, और थर्मल बाधा के रूप में हवा का अंतर कम प्रभावी हो जाता है।

एयर गैप को एक प्रदर्शन परिसंपत्ति बनाना
एक नियंत्रित वायु अंतराल और कम उत्सर्जन अवरोध इसका समाधान है। एक या दोनों तरफ परावर्तक पन्नी के साथ 5-10 मिमी का जानबूझकर, विनियमित वायु अंतर कम खर्च पर कुल इन्सुलेशन प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकता है। उत्सर्जन क्षमता 0.05 (पॉलिश एल्यूमीनियम या एक उद्देश्य-निर्मित उज्ज्वल बाधा के विशिष्ट) के साथ परावर्तक पन्नी का उपयोग अंतराल में विकिरण परिवहन को 95% तक कम कर सकता है; फ़ॉइल गर्म प्लेटन पर वापस विकिरण के थर्मल परावर्तक के रूप में कार्य करता है और ऊर्जा के नुकसान से भी बचाता है जबकि स्थिर हवा की परत विद्युत प्रतिरोध प्रदान करती है।

रेडियंट बैरियर के साथ सही ढंग से निर्मित एयर सेल एक बहुत ही प्रभावी इन्सुलेशन तकनीक है। यह इन्सुलेशन की मोटाई बढ़ाए बिना थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाता है, इसे मौजूदा प्लेटों में दोबारा लगाया जा सकता है और यह विकिरण प्रभुत्व वाले शासन में उच्च ऑपरेटिंग तापमान पर विशेष रूप से प्रभावी है।

डिज़ाइन मार्गदर्शन प्रैक्टिकल
हीटिंग के लिए प्लेट डिज़ाइन में एयर गैप इन्सुलेशन की सर्वोत्तम थर्मल दक्षता के लिए:

दूरी 5-10 मिमी पर छोड़ें - प्राकृतिक संवहन को रोकने के लिए काफी छोटी, लेकिन आकस्मिक स्पर्श से बचने के लिए काफी बड़ी।

गर्म प्लेटन (या गैप के दोनों किनारों पर) पर एक परावर्तक पन्नी संलग्न करें। आदर्श रूप से उत्सर्जन < 0.1 .

उद्घाटन के किनारे को बंद कर दें ताकि हवा प्रवेश न कर सके या चिमनी पर संवहन प्रभाव पैदा न कर सके।

सुनिश्चित करें कि गैप सूखा है - हवा की परत में नमी प्रभावी तापीय चालकता को बढ़ाती है और ठंडी सतहों पर संघनित हो सकती है।

इसके विपरीत, एक बड़ा अंतर जिसे प्रबंधित नहीं किया जाता है और जिसमें संवहनीय वायु संचलन होता है, गर्मी के नुकसान का एक मार्ग हो सकता है। प्रदर्शन को कम करने वाले यादृच्छिक अंतराल मुड़े हुए इन्सुलेशन, ढीले माउंटिंग या गलत इंस्टॉलेशन द्वारा उत्पन्न हो सकते हैं। एक नियमित जांच से यह सुनिश्चित होना चाहिए कि कोई भी आवश्यक वायु अंतराल एक समान है, और परावर्तक सतहें साफ और बरकरार हैं।

निष्कर्ष: बड़ा अवसर, छोटा अंतर
उचित रूप से निर्मित, दीप्तिमान अवरोध के साथ एक वायु स्थान, इन्सुलेशन प्रणाली का एक वांछनीय पहलू है, कोई समस्या नहीं है जिसे संबोधित किया जाना चाहिए। जब प्लेटन का तापमान अधिक होता है, तो विकिरण हस्तांतरण को कम करना महत्वपूर्ण होता है, और उचित आकार के अंतराल में परावर्तक फ़ॉइल केवल फ्लश माउंटेड इन्सुलेशन के उपयोग से गर्मी के नुकसान को 50% से अधिक कम कर सकता है। सरल, निष्क्रिय थर्मल डिज़ाइन उपायों के परिणामस्वरूप बड़ी ऊर्जा बचत हो सकती है। चाहे नए प्लैटन का निर्माण करना हो या पुराने उपकरणों को फिर से लगाना हो, हवा के अंतराल को नियंत्रित करना और विकिरण का प्रबंधन करना एक छिपे हुए स्थान को थर्मल दक्षता में सक्रिय योगदानकर्ता में बदल देता है।