RU2418204C1 - Procedure for re-distribution of constituents of heat flow - Google Patents

Procedure for re-distribution of constituents of heat flow Download PDF

Info

Publication number
RU2418204C1
RU2418204C1 RU2009142041/06A RU2009142041A RU2418204C1 RU 2418204 C1 RU2418204 C1 RU 2418204C1 RU 2009142041/06 A RU2009142041/06 A RU 2009142041/06A RU 2009142041 A RU2009142041 A RU 2009142041A RU 2418204 C1 RU2418204 C1 RU 2418204C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
microspheres
heat
layers
components
Prior art date
Application number
RU2009142041/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Николаевич Астахов (RU)
Дмитрий Николаевич Астахов
Наталья Тихоновна Павлова (RU)
Наталья Тихоновна Павлова
Original Assignee
Дмитрий Николаевич Астахов
Наталья Тихоновна Павлова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Николаевич Астахов, Наталья Тихоновна Павлова filed Critical Дмитрий Николаевич Астахов
Priority to RU2009142041/06A priority Critical patent/RU2418204C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418204C1 publication Critical patent/RU2418204C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: procedure for re-distribution of constituents of heat flow consists in changing weight shares of convective and radiation constituents of power flow transmitted through surface dividing mediums. Also, according to the procedure at the boundary of mediums there is applied at least one layer of substance including hollow micro-spheres. Depending on a required technical result, apart from a layer containing micro-spheres, there can be used additional layers, for example, out of heat reflecting and/or heat absorbing materials.
EFFECT: change of ratio between convective and radiating constituents on background of summary amount of heat power transmitted through surface of heat exchange or usage of effect of re-distribution of convective and radiating constituents of heat flow for considerable reduction of summary amount of power transmitted through surface.
33 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплофизики, в частности к возможности перераспределения конвективной и радиационной составляющей потоков тепловой энергии или использования эффекта перераспределения составляющих теплового потока для изменения количества энергии, передаваемой, по меньшей мере, одной средой, по меньшей мере, одной другой среде как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения количества передаваемой энергии. В данном случае под понятием среды подразумеваются жидкие, газообразные твердотельные образования или их комбинации, например дисперсные среды. В качестве среды, которой передается и/или из которой поступает (тепловая) энергия, также может являться вакуум.The invention relates to the field of thermophysics, in particular to the possibility of redistributing the convective and radiation component of thermal energy flows or using the effect of redistribution of heat flow components to change the amount of energy transmitted by at least one medium, at least one other medium, both in the direction of decreasing , and in the direction of increasing the amount of energy transmitted. In this case, the term medium refers to liquid, gaseous solid formations, or combinations thereof, for example dispersed media. Vacuum can also be used as the medium to which (thermal) energy is transferred and / or from which.

Изобретение может быть использовано при строительстве и эксплуатации трубопроводов и тепловых сетей, теплоизоляции зданий и сооружений снижения или увеличения тепловых потоков через различные элементы конструкций, например стенки металлических емкостей, поверхностей теплообмена, внешней поверхности приборов отопления и тому подобное.The invention can be used in the construction and operation of pipelines and heating networks, thermal insulation of buildings and structures to reduce or increase heat fluxes through various structural elements, for example, walls of metal tanks, heat transfer surfaces, the outer surface of heating devices, and the like.

В настоящее время так называемые «теплоизолирующие покрытия», содержащие полые микросферы, изготавливаются целым рядом отечественных и зарубежных производителей. Авторами были проведены более двадцати серий экспериментов, целью которых являлось выявление покрытия, содержащего полые микросферы, обладающего наилучшими теплоизолирующими свойствами. В ходе проведения экспериментов был выявлен следующий факт: в ряде случаев использование покрытий, содержащих микросферы, может приводить не к снижению тепловых потерь, а, напротив, к их увеличению.Currently, the so-called "heat-insulating coatings" containing hollow microspheres are manufactured by a number of domestic and foreign manufacturers. The authors conducted more than twenty series of experiments, the purpose of which was to identify a coating containing hollow microspheres with the best heat-insulating properties. During the experiments, the following fact was revealed: in some cases, the use of coatings containing microspheres may not lead to a decrease in heat losses, but, on the contrary, to their increase.

Эффект увеличения тепловых потерь наблюдался, например, при нанесении покрытий, содержащих стеклянные микросферы на емкости, изготовленные из алюминия. Сравнительные измерения производились двухканальным измерителем-регулятором температуры. Сущность методики проведенных экспериментов заключалась в одновременном (параллельном) сравнении (мониторинге) скоростей охлаждения двух аналогичных по типоразмеру образцов, на один из которых было нанесено покрытие, содержащее полые микросферы при отсутствии покрытия на втором образце.The effect of an increase in heat loss was observed, for example, when applying coatings containing glass microspheres to containers made of aluminum. Comparative measurements were carried out by a two-channel meter-controller of temperature. The essence of the experimental technique consisted in the simultaneous (parallel) comparison (monitoring) of the cooling rates of two samples of similar size, one of which was coated with hollow microspheres in the absence of coating on the second sample.

С так называемой «обыденной точки зрения» эффект увеличения скорости охлаждения воды в алюминиевой емкости после нанесения на нее покрытия с микросферами выглядит аномальным явлением. «Аномальность» явления заключается в том, что после наполнения двух емкостей водой, имеющей температуру порядка 90°С, емкость, на которую предварительно было нанесено покрытие, содержащее полые микросферы, тактильно («на ощупь») ощущается «более холодной», чем поверхность емкости, на которой покрытие отсутствует. Явление увеличения тепловых потерь в случае наличия на алюминиевой емкости слоя покрытия, содержащего полые микросферы, выглядит «аномально» еще и на том фоне, что сразу несколько производителей покрытий, содержащих микросферы, заявляют коэффициент теплопроводности подобных покрытий на уровне 0.001-0.005 Вт/м·К. С точки зрения возможностей снижения тепловых потерь подобные (0.001-0.005 Вт/м·К) значения коэффициента теплопроводности в десять и более раз ниже (более низкое значение коэффициента теплопроводности означает более высокую эффективность материала как теплоизолятора), чем, например, аналогичный показатель для пенополиуретана, который в настоящее время широко используется для целей теплоизоляции трубопроводных коммуникаций.From the so-called “ordinary point of view”, the effect of increasing the cooling rate of water in an aluminum container after applying a coating with microspheres to it looks like an anomalous phenomenon. The “abnormality” of the phenomenon lies in the fact that after filling two containers with water having a temperature of about 90 ° C, the container, which was previously coated with hollow microspheres, tactile (“to the touch”) feels “colder” than the surface containers on which there is no coating. The phenomenon of an increase in heat loss in the case of a coating layer containing hollow microspheres on an aluminum container looks “anomalous” even against the background that several manufacturers of coatings containing microspheres at once declare the thermal conductivity of such coatings at the level of 0.001-0.005 W / m · TO. In terms of the possibilities of reducing heat losses, similar (0.001-0.005 W / m · K) values of the thermal conductivity are ten or more times lower (a lower value of the thermal conductivity coefficient means higher efficiency of the material as a heat insulator) than, for example, the same indicator for polyurethane foam , which is currently widely used for thermal insulation of pipelines.

В качестве наглядной демонстрации «аномально низкого» коэффициента теплопроводности покрытий, содержащих микросферы, отдельные представители производителей или поставщиков покрытий, содержащих микросферы, достаточно часто ссылаются на результаты следующего «физического опыта»: на металлическую поверхность нагревательного элемента электрической плиты, предназначенной, например, для приготовления пищи, разогретую до температуры порядка 170°С, помешается, например, прямоугольная пластина «теплоизолирующего материала» толщиной порядка одного миллиметра (или немногим более того). Если на разогретую до температуры выше температуры кипения поверхность нагревательного элемента электроплиты поместить каплю воды, то вода практически сразу закипает и быстро испаряется, в то же время капля воды, помещенная на поверхность «теплоизолирующего материала с микросферами», не закипает.As a visual demonstration of the “anomalously low” thermal conductivity coefficient of coatings containing microspheres, some representatives of manufacturers or suppliers of coatings containing microspheres often refer to the results of the following “physical experience”: the metal surface of a heating element of an electric stove designed, for example, for preparing food heated to a temperature of about 170 ° C, for example, a rectangular plate of "heat-insulating material" pore thickness will interfere dca of one millimeter (or a little more than that). If a drop of water is placed on a surface of a heating element of an electric stove heated to a temperature above boiling point, then the water boils almost immediately and evaporates quickly, at the same time, a drop of water placed on the surface of the “heat-insulating material with microspheres” does not boil.

Интерпретация результатов вышеописанного эксперимента с применением так называемого «классического подхода» должна приводить к выводу о том, что температура поверхности «теплоизолирующего материала» заведомо ниже температуры кипения воды и применение подобных материалов должно способствовать существенному снижению тепловых потерь. В то же время результаты измерения скорости охлаждения образцов с нанесенными покрытиями, содержащими микросферы, показывают, что в целом ряде случаев наблюдаемое снижение тепловых потерь являемся заметно менее значительным, чем, например, при использовании слоя пенополиуретана толщиной всего в 3 мм, а в отдельных случаях происходит не снижение, а увеличение величины тепловых потерь.Interpretation of the results of the above experiment using the so-called “classical approach” should lead to the conclusion that the surface temperature of the “heat insulating material” is obviously lower than the boiling point of water and the use of such materials should contribute to a significant reduction in heat loss. At the same time, the results of measuring the cooling rate of samples with coatings containing microspheres show that in a number of cases the observed decrease in heat loss is noticeably less significant than, for example, using a layer of polyurethane foam with a thickness of only 3 mm, and in some cases there is no decrease, but an increase in the magnitude of heat loss.

Поскольку структура содержащихся в покрытиях микросфер одновременно напоминает модель абсолютно черного тела и разрез многослойного оптического волновода, авторами было сделано предположение о том, что в покрытиях, содержащих микросферы, могут происходить процессы, приводящие к изменению структуры теплового потока с уменьшением конвективной и увеличением радиационной составляющих переноса энергии.Since the structure of the microspheres contained in the coatings simultaneously resembles a model of a completely black body and a section of a multilayer optical waveguide, the authors made the assumption that in coatings containing microspheres processes can occur that lead to a change in the structure of the heat flux with a decrease in convective and an increase in the radiation components of the transfer energy.

Для проверки гипотезы о перераспределении конвективной и радиационной составляющих авторами был поставлен опыт, сходный с вышеописанной схемой размещения прямоугольного образца покрытия на металлической поверхности нагревательного элемента электрической плиты. Поверхность нагревательного элемента плиты была разогрета до температуры порядка 170°С, кипения капли воды на поверхности покрытия с микросферами, размещенного на нагревательном элементе, не происходило до того момента, пока капля не была накрыта алюминиевой фольгой. После «накрытия» капли куском фольги вода закипела и испарилась. Как известно из уровня техники, тонкий слой воды является достаточно прозрачным для инфракрасного излучения, а алюминиевая фольга - это хороший отражатель инфракрасного излучения. Измерение температуры «разлитой» на поверхности покрытия воды контактным способом (с помощью термопары) показало значение температуры 64°С (без наличия алюминиевой фольги). В том случае, если при расчетах коэффициента теплопроводности тонкого слоя покрытия, содержащего микросферы (толщиной порядка 1 мм), принять значение телоперепада 106°С (170-64), то расчетный коэффициент теплопроводности действительно будет иметь аномально низкое значение, близкое к тем величинам, которые заявляют отдельные производители и поставщики покрытий, содержащих микросферы, но в то же время вследствие специфичности процессов теплопереноса в покрытиях, содержащих микросферы, этот «расчетный коэффициент» не может являться однозначным ориентиром для оценки снижения тепловых потерь, тем более, как уже упоминалось ранее, в некоторых случаях применение подобных покрытий приводит не к снижению, а, напротив, к увеличению тепловых потерь.To test the hypothesis about the redistribution of convective and radiation components, the authors set up an experiment similar to the above-described scheme of placing a rectangular coating sample on the metal surface of a heating element of an electric stove. The surface of the heating element of the plate was heated to a temperature of about 170 ° C; boiling drops of water on the surface of the coating with microspheres placed on the heating element did not occur until the drop was covered with aluminum foil. After “coating” the drop with a piece of foil, the water boiled and evaporated. As is known from the prior art, a thin layer of water is sufficiently transparent for infrared radiation, and aluminum foil is a good reflector of infrared radiation. Measurement of the temperature of the "spilled" on the surface of the water coating by contact method (using a thermocouple) showed a temperature of 64 ° C (without the presence of aluminum foil). In the case when, when calculating the thermal conductivity coefficient of a thin coating layer containing microspheres (about 1 mm thick), we take the telo-drop value of 106 ° C (170-64), then the calculated thermal conductivity coefficient will indeed have an abnormally low value close to those values which are claimed by individual manufacturers and suppliers of coatings containing microspheres, but at the same time, due to the specificity of heat transfer processes in coatings containing microspheres, this “calculated coefficient” cannot be unambiguous As a guideline for assessing the reduction in heat loss, moreover, as already mentioned, in some cases the use of such coatings does not lead to a decrease, but, on the contrary, to an increase in heat loss.

Достоверное и исчерпывающее объяснение явления перераспределения конвективной и радиационной составляющей процесса теплопереноса в покрытиях, содержащих микросферы, по мнению авторов, возможно только с привлечением альтернативной модели такого понятия, как «температура», значение которой согласно общепринятым представлениям является «мерой внутренней энергии вещества».A reliable and comprehensive explanation of the redistribution of the convective and radiation component of the heat transfer process in coatings containing microspheres, according to the authors, is possible only with the use of an alternative model of such a thing as “temperature”, the value of which, according to generally accepted concepts, is a “measure of the internal energy of a substance”.

Поскольку представления авторов о природе внутренней энергии того, что общепринято называть «веществом», существенно отличается от бытующих и общепризнанных, подробное изложение этих представлений в рамках данного реферата, с точки зрения авторов, не будет являться полностью корректным подходом к аргументации претензии на техническую новизну.Since the authors' ideas about the nature of the internal energy of what is commonly called “substance” are significantly different from those that are generally accepted and generally accepted, a detailed presentation of these ideas in the framework of this essay, from the point of view of the authors, will not be a completely correct approach to the argument for claiming technical novelty.

В данном случае (опять же по мнению авторов) вполне достаточна констатация того факта, что применение полых микросфер, распределенных в неком связующем их (микросферы) субстрате, по меньшей мере, в ряде случаев способно приводить к существенному перераспределению весовых долей конвективной и радиационной составляющих процесса переноса энергии.In this case (again, according to the authors), it is quite sufficient to state that the use of hollow microspheres distributed in a substrate (microspheres) connecting them, at least in some cases, can lead to a significant redistribution of the weight fractions of the convective and radiation components of the process energy transfer.

Наличие процессов перераспределения весовых долей конвективной и радиационной (волновой) составляющих (в пользу последней) переноса энергии в случае покрытий, содержащих полые микросферы, в состоянии объяснить тот факт, что при нанесении покрытия на некую «горячую поверхность» даже при увеличении суммарного потока энергии через эту поверхность тактильно («на ощупь») поверхность «кажется более холодной» - конвективная составляющая процесса теплопереноса действительно заметно снижается, в то же время для радиационной (волновой) составляющей человеческое тело является проницаемым на некоторую глубину - выделение тепла происходит во внутреннем объеме человеческого тела, например, в прислоненной к поверхности кисти руки. Из уровня техники известно, что объемное выделение тепла является менее энергонапряженным процессом, чем выделение точно такого же количества тепла на поверхности, ограничивающей всю часть соответствующего объема (подобное следует и из геометрических соображений).The presence of processes of redistribution of the weight fractions of the convective and radiation (wave) components (in favor of the latter) of energy transfer in the case of coatings containing hollow microspheres can explain the fact that when coating is applied to a certain “hot surface” even with an increase in the total energy flux through this surface tactilely (“to the touch”) the surface “seems colder” - the convective component of the heat transfer process really decreases noticeably, at the same time for the radiation (wave) component which cleanses the human body is permeable to some depth - heat is released in the internal volume of the human body, for example, in a hand leaning against the surface of the hand. It is known from the prior art that volumetric heat generation is a less energy-intensive process than the generation of exactly the same amount of heat on a surface that limits the entire part of the corresponding volume (this also follows from geometrical considerations).

Меньшая энергонапряженность процесса тепловыделения предполагает, что «локальная температура» в единичном объеме ниже, чем в случае, когда точно такое же количество тепла выделяется на тонком слое поверхности, «локальная температура» воспринимается рецепторами нервных окончаний, расположенных, например, в кисти руки человека.The lower energy intensity of the heat release process suggests that the “local temperature” in a unit volume is lower than when exactly the same amount of heat is released on a thin layer of the surface, “local temperature” is perceived by receptors of nerve endings located, for example, in the human hand.

Таким образом, в некоторых случаях, когда покрытия с микросферами снижают суммарный поток тепловой энергии незначительно или даже способствуют увеличению тепловых потерь тактильно («на ощупь»), поверхность «ощущается менее горячей». Последнее обстоятельство вводит «тактильного наблюдателя» в заблуждение о том, что покрытия с микросферами являются весьма эффективным теплоизолирующим материалом. В то же время инструментальные измерения показывают: покрытия, содержащие полые микросферы, далеко не во всех случаях могут выступать в качестве «теплоизолирующих материалов», несмотря на то, что после нанесения подобных покрытий «тактильно» поверхности «ощущаются менее горячими».Thus, in some cases, when coatings with microspheres reduce the total flow of heat energy slightly or even contribute to an increase in heat loss tactilely (“to the touch”), the surface “feels less hot”. The latter circumstance misleads the “tactile observer” that coatings with microspheres are very effective heat-insulating material. At the same time, instrumental measurements show that coatings containing hollow microspheres, by no means in all cases, can act as “heat-insulating materials”, despite the fact that after applying such coatings “tactile” surfaces “feel less hot”.

В ходе проведения экспериментов с покрытиями, содержащими микросферы, авторами были отмечены признаки корреляции эффекта снижения тепловых потерь с излучающей способностью поверхностей, на которые наносились покрытия. Так, например, при сравнительном мониторинге охлаждения бетонных блоков в морозильной камере отмечалось заметное снижение скорости охлаждения бетонных блоков с нанесенным покрытием по сравнению с теми блоками, на которых покрытие отсутствовало. График мониторинга охлаждения бетонных блоков с нанесенным покрытием и без покрытия представлен на фиг.1, линия обозначенная цифрой 1, - образец с покрытием, линия, обозначенная цифрой 2, - образец без покрытия (во время проведения опыта средняя температура воздуха в морозильной камере бытового холодильника составляла -16,5°С). В то же время при нанесении покрытия на поверхности образцов из алюминия скорость охлаждения образцов не снижалась, а увеличивалась. Один из графиков мониторинга охлаждения образцов с поверхностью, выполненной из алюминия, представлен на фиг.2, линия, обозначенная цифрой 1, - образец с покрытием, линия, обозначенная цифрой 2, - образец без покрытия). Как известно из уровня техники, алюминий обладает гораздо более низкой излучающей способностью, чем бетон или кирпич.During the experiments with coatings containing microspheres, the authors noted signs of a correlation between the effect of reducing heat loss and the emissivity of the surfaces on which the coatings were applied. So, for example, in comparative monitoring of cooling of concrete blocks in the freezer, there was a noticeable decrease in the cooling rate of concrete blocks with a coating compared to those blocks on which there was no coating. The cooling monitoring schedule for concrete blocks with and without coating is shown in Fig. 1, the line indicated by number 1 is a coated sample, the line indicated by number 2 is an uncoated sample (during the experiment, the average temperature in the freezer of a domestic refrigerator was -16.5 ° C). At the same time, when coating the surface of aluminum samples, the cooling rate of the samples did not decrease, but increased. One of the graphs for monitoring the cooling of samples with a surface made of aluminum is shown in Fig. 2, the line indicated by the number 1 is the coated sample, the line indicated by the number 2 is the uncoated sample). As is known in the art, aluminum has a much lower emissivity than concrete or brick.

Несмотря на тот факт, что в том виде, в котором покрытия на основе микросфер используются в настоящее время, эти покрытия в целом ряде случаев не могут выступать в качестве достаточно эффективных теплоизолирующих материалов, явление изменения соотношения конвективной и радиационной составляющих процесса теплопереноса, в целом ряде случаев, возможно использовать, например, с целью снижения себестоимости теплоизоляции трубопроводов.Despite the fact that in the form in which coatings based on microspheres are currently used, these coatings in a number of cases cannot act as sufficiently effective heat-insulating materials, the phenomenon of changes in the ratio of convective and radiation components of the heat transfer process, in a whole series cases, it is possible to use, for example, to reduce the cost of thermal insulation of pipelines.

Из уровня техники известно, что теплоизоляционные материалы обладают ограниченной термостойкостью. Так, например, вспененный полиэтилен, который как теплоизолятор имеет весьма привлекательное соотношение себестоимости и долговечности, начинает размягчаться при температуре, близкой к 95°С, а во вспененном пенополиуретане термодеструктивные процессы (изменение химического состава) имеют место при температуре порядка 150°С. С дальнейшим повышением температуры поверхности для ее надежной и, что немаловажно, долговечной теплоизоляции требуются все более дорогостоящие теплоизоляционные материалы.It is known from the prior art that heat-insulating materials have limited heat resistance. So, for example, foamed polyethylene, which as a heat insulator has a very attractive ratio of cost and durability, begins to soften at a temperature close to 95 ° C, and thermo-destructive processes (changes in chemical composition) take place at a temperature of about 150 ° C in foamed polyurethane foam. With a further increase in surface temperature, more and more expensive heat-insulating materials are required for its reliable and, importantly, long-lasting thermal insulation.

Одной из возможностей снижения себестоимости теплоизоляции трубопроводов является применение так называемого «защитного слоя», состоящего из материала, который способен длительное время сохранять (без разрушения или изменения химического состава) свои теплоизолирующие свойства при более высокой температуре, чем теплоизоляционные материалы, накладываемые поверх «защитного слоя». При использовании комбинированной теплоизоляции, например, на горячем трубопроводе толщину «защитного слоя» выбирают исходя из условия того, чтобы температура на границе раздела защитного слоя и менее стойкого теплоизоляционного материала, накладываемого поверх «защитного слоя», не превышала максимального значения «рабочей температуры» теплоизолирующего материала, накладываемого поверх защитного слоя.One of the ways to reduce the cost of thermal insulation of pipelines is the use of the so-called “protective layer”, consisting of a material that is able to maintain its thermal insulation properties at a higher temperature (without destroying or changing the chemical composition) for a long time than the thermal insulation materials applied over the “protective layer” ". When using combined thermal insulation, for example, on a hot pipeline, the thickness of the “protective layer” is selected based on the condition that the temperature at the interface between the protective layer and the less stable thermal insulation material applied over the “protective layer” does not exceed the maximum value of the “working temperature” of the insulating material applied over the protective layer.

Применение более дорогостоящего (по удельной стоимости расходных материалов) «защитного слоя» в целом ряде случаев позволяет существенно удешевить расходы на теплоизоляцию, поскольку накладываемый поверх «защитного слоя» менее стойкий к температурному воздействию материал, как правило, имеет заметно более низкую удельную стоимость при сравнимых или даже более высоких теплоизолирующих свойствах.The use of a more expensive (according to the unit cost of consumables) “protective layer” in a number of cases makes it possible to significantly reduce the cost of thermal insulation, since the material applied on top of the “protective layer” is less resistant to temperature effects and, as a rule, has a noticeably lower unit cost with comparable or even higher thermal insulating properties.

Опыты, проведенные авторами, в которых измерения скорости изменения температуры осуществлялись на охлаждаемых или нагреваемых моделях, изготовленных из различных материалов с нанесением на поверхности моделей нескольких (двух и более) слоев, состоящих из покрытий с микросферами, и слоев алюминиевой фольги или акрилового лака, содержащего алюминиевую пудру, показали, что в целом ряде случаев применение подобных технических решений в состоянии заметно увеличить эффективность покрытий, содержащих микросферы как теплоизолирующего или, по меньшей мере, защитного материала («защитного слоя»).The experiments conducted by the authors, in which the temperature change rate was measured on cooled or heated models made of various materials with the application of several (two or more) layers consisting of coatings with microspheres and layers of aluminum foil or acrylic varnish on the surface of models aluminum powder showed that in a number of cases the use of such technical solutions is able to significantly increase the effectiveness of coatings containing microspheres as heat insulating or, at least the protective material ( "protective layer").

Так, например, использование трех слоев покрытия с микросферами, нанесенных по схеме: слой покрытия, слой акрилового лака, содержащего алюминиевую пудру, слой покрытия, слой лака с алюминиевой пудрой, затем слой покрытия и финишный слой акрилового лака с алюминиевой пудрой, позволило снизить температуру между полученным «защитным слоем» и слоем вспененного полиэтилена толщиной 5 мм на величину порядка 17°С по сравнению с тем случаем, когда между поверхностью металлической гильзы, в которой осуществлялось кипячение воды, и теплоизолирующего материала (вспененного полиэтилена), нанесенного на поверхность гильзы, отсутствовал какой-либо защитный слой. В процессе кипячения воды температура на поверхности гильзы с размещенным на этой гильзе слоем вспененного полиэтилена (в отсутствие защитного слоя) превышала допустимую долговременную температуру эксплуатации теплоизолирующего материала.For example, the use of three coating layers with microspheres applied according to the scheme: a coating layer, a layer of acrylic varnish containing aluminum powder, a coating layer, a layer of varnish with aluminum powder, then a coating layer and a finishing layer of acrylic varnish with aluminum powder, allowed to lower the temperature between the obtained “protective layer” and the layer of foamed polyethylene with a thickness of 5 mm by a value of the order of 17 ° C compared with the case when between the surface of the metal sleeve in which the water was boiled, and heat insulating of material (foamed polyethylene), applied on the surface of the sleeve, absent a protective layer. In the process of boiling water, the temperature on the surface of the sleeve with a layer of foamed polyethylene placed on this sleeve (in the absence of a protective layer) exceeded the permissible long-term operating temperature of the insulating material.

Привлекательность покрытий с микросферами в качестве одного из компонентов защитного слоя заключается в том, что, например, стеклянные микросферы имеют термическую стойкость порядка 600°С, применение в качестве связующей композиции кремнийорганических соединений, имеющих примерно такую же, как и стеклянные микросферы, термическую стойкость, позволит получать защитные покрытия с относительно высокой температурой эксплуатации.The attractiveness of coatings with microspheres as one of the components of the protective layer lies in the fact that, for example, glass microspheres have a thermal resistance of about 600 ° C, the use of organosilicon compounds having approximately the same thermal glass microspheres as a binder composition, will provide protective coatings with a relatively high operating temperature.

Для подтверждения возможности увеличения эффективности (как теплоизоляционного и защитного материала) покрытий, содержащих микросферы, авторами был проведен эксперимент с мониторингом параллельного охлаждения одновременно двух образцов при одинаковых условиях (в одной камере охлаждения): образец №1 являлся бетонным блоком (120×120×110 мм) с размещенных в его геометрическом центре измерительным терморезистором, на поверхность блока было нанесено покрытие, содержащее микросферы, образец №2 отличался от образца №1 тем, что поверх нанесенного покрытия с микросферами дополнительно был нанесен слой акрилового лака, содержащего алюминиевую пудру (тонко измельченный алюминий).To confirm the possibility of increasing the efficiency (as a heat-insulating and protective material) of coatings containing microspheres, the authors conducted an experiment with monitoring of parallel cooling of two samples simultaneously under the same conditions (in the same cooling chamber): sample No. 1 was a concrete block (120 × 120 × 110 mm) from the measuring thermistor placed in its geometric center, a coating containing microspheres was applied to the surface of the block, sample No. 2 differed from sample No. 1 in that coating on the microspheres with an additional layer of acrylic lacquer was applied containing aluminum powder (finely divided aluminum).

Результаты мониторинга показали, что скорость охлаждения блока, имеющего дополнительный слой из акрилового лака с алюминиевой пудрой, более чем в 1.9 раза ниже, чем скорость охлаждения блока, не имеющего финишного покрытия, состоящего из акрилового лака с внесенной в него алюминиевой пудрой. Графики изменения температуры в геометрических центрах бетонных блоков с комбинированным покрытием (линия 2) и блока только с покрытием, содержащим микросферы (линия 1), приведен на фиг.3, перед охлаждением блоки были подвергнуты нагреву в электрической печи. Из графика, представленного на фиг.3, видно, что блок, на котором имелось только покрытие, содержащее микросферы (при прочих равных условиях), нагрелся до более высокой температуры, чем блок с комбинированным покрытием, - этот факт служит дополнительной наглядным подтверждением, что теплоизолирующие свойства комбинированного покрытия заведомо выше.The monitoring results showed that the cooling rate of a block having an additional layer of acrylic varnish with aluminum powder is more than 1.9 times lower than the cooling rate of a block without an finish coating consisting of acrylic varnish with aluminum powder added to it. Graphs of temperature changes in the geometric centers of concrete blocks with a combined coating (line 2) and block only with a coating containing microspheres (line 1) are shown in figure 3, before cooling, the blocks were subjected to heating in an electric furnace. From the graph presented in figure 3, it is seen that the block, on which there was only a coating containing microspheres (ceteris paribus), was heated to a higher temperature than the block with a combined coating - this fact serves as an additional visual confirmation that the heat-insulating properties of the combined coating are obviously higher.

Мониторинг осуществлялся при помощи измерителя-регулятора температуры ИРТ-4/2 (версия 1.3), класс точности прибора 0.1, прибор имеет сертификат об утверждении типа средства измерения, выданный «Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии» (RU. C.32.083.A №25890), к моменту проведения эксперимента свидетельство о поверке прибора было действительно (выдано 11.07.2009 г. действительно до 11.07.2010 г.). Свидетельство о поверке прибора ИРТ-4/2 (№03-154831128) выдано ФГУ «Менделеевский ЦМС».Monitoring was carried out using an IRT-4/2 temperature meter-controller (version 1.3), the accuracy class of the instrument is 0.1, the instrument has a type approval certificate issued by the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology (RU. C.32.083.A No. 25890), at the time of the experiment, the certificate of verification of the device was valid (issued July 11, 2009, valid until July 11, 2010). The certificate on calibration of the IRT-4/2 device (No. 03-154831128) was issued by the Federal State Institution Mendeleevsky TsMS.

Представленные на фиг.1, 2, 3 графики построены в автоматическом режиме: данные передавались на персональный компьютер и обрабатывались при помощи программного обеспечения, поставленного в комплекте с прибором ИРТ-4/2. Периодически (непосредственно после проведения измерений или между проведением измерений) прибор ИРТ-4/2 дополнительно поверялся методом погружения подключенных к нему терморезисторов (по одному на каждый канал измерения) в лабораторный термостат - разница между показаниями термометра термостата и прибора (для каждого из двух зондов с терморезисторами) не составила более 0.5°С.The graphs shown in figures 1, 2, 3 are built in automatic mode: the data was transferred to a personal computer and processed using the software supplied with the IRT-4/2 device. Periodically (immediately after measurements or between measurements), the IRT-4/2 device was additionally checked by immersing the thermistors connected to it (one for each measurement channel) in a laboratory thermostat - the difference between the readings of the thermostat thermometer and the device (for each of the two probes with thermistors) did not exceed 0.5 ° С.

После осуществления сравнительного мониторинга нескольких циклов нагрева - охлаждения бетонных блоков с обычным и комбинированным покрытием - авторами были проведены шесть серий измерений, которые подтвердили возможность заметного снижения тепловых потерь при использовании комбинированного варианта покрытия (покрытие с микросферами и дополнительный слой, состоящий из лака с алюминиевой пудрой или алюминиевой фольги).After carrying out comparative monitoring of several heating cycles - cooling of concrete blocks with a conventional and combined coating - the authors conducted six series of measurements that confirmed the possibility of a noticeable reduction in heat loss when using a combined coating option (coating with microspheres and an additional layer consisting of varnish with aluminum powder or aluminum foil).

Так, например, при нанесении комбинированного покрытия на поверхность образцов из алюминия скорость их охлаждения снижается, а не увеличивается, как это происходит в случае отсутствия отражающего слоя, названного в изложении сущности изобретения «дополнительным слоем».So, for example, when applying a combined coating to the surface of aluminum samples, their cooling rate decreases, but does not increase, as occurs in the absence of a reflective layer, which is called an “additional layer” in the summary of the invention.

Такое наименование как «дополнительный слой», а, например, не «теплоотражающий слой» (или экран) выбрано по той причине, что заявленный в описании сущности изобретения технический результат может быть достигнут не только применением теплоотражающих, но и теплопоглощающих слоев, а также слоев, изготовленных из материалов с низкой излучающей и/или поглощающей способностью. Дополнительный слой может являться и одновременно несущим, например, в случае нанесения покрытий, содержащих микросферы на поверхности приборов отопления. Как уже упоминалось ранее, при нанесении покрытий, содержащих микросферы, на поверхность из алюминия, наряду с перераспределением потока тепловой энергии в сторону существенного увеличения инфракрасной составляющей теплопереноса, происходит заметное повышение суммарного количества энергии, передаваемой через единицу площади теплообменной поверхности. Подобный эффект может быть использован для увеличения площади комфортной зоной в отапливаемых помещениях с одновременным снижением количества тепловой энергии, расходуемой на цели теплоснабжения. В случае радиатора отопления, поверхность которого изготовлена из алюминия, применение покрытия с микросферами позволяет частично компенсировать низкую степень излучения алюминия (радиаторную способность), одновременно высокая отражательная способность алюминия способствует тому, что «сгенерированное» покрытием инфракрасное излучение (предположительно) отражается на границе раздела сред покрытие - алюминиевая поверхность. Таким образом, вероятно, что в случае радиатора отопления, изготовленного из алюминия в качестве «дополнительного рабочего слоя», выступает поверхность с высокой отражающей способностью. В случае, например, стальных или чугунных радиаторов отопления для воссоздания вышеописанного эффекта возможно использование в качестве «дополнительного рабочего слоя» алюминиевой фольги или, что более технологично, слоя связующей композиции, содержащей порошок металла, обладающего высокой степенью отражения инфракрасного излучения, например алюминиевой пудры. Аналогичный подход может быть использован и в случае необходимости избежания процесса интенсивного образования конденсата на поверхности труб, по которым транспортируются жидкости с относительно низкой температурой.Such a name as an “additional layer”, but, for example, not a “heat-reflecting layer” (or screen) is chosen because the technical result stated in the description of the invention can be achieved not only by using heat-reflecting, but also heat-absorbing layers, as well as layers made from materials with low emitting and / or absorption capacity. The additional layer may be simultaneously bearing, for example, in the case of coatings containing microspheres on the surface of heating devices. As already mentioned, when applying coatings containing microspheres to an aluminum surface, along with the redistribution of the heat energy flow towards a significant increase in the infrared component of heat transfer, there is a noticeable increase in the total amount of energy transferred through a unit area of the heat exchange surface. A similar effect can be used to increase the area with a comfortable zone in heated rooms while reducing the amount of thermal energy spent on heat supply. In the case of a heating radiator, the surface of which is made of aluminum, the use of a coating with microspheres partially compensates for the low degree of radiation of aluminum (radiator ability), while the high reflectivity of aluminum contributes to the fact that the "generated" coating of infrared radiation (presumably) is reflected at the interface coating - aluminum surface. Thus, it is likely that in the case of a heating radiator made of aluminum as an “additional working layer”, a surface with high reflectivity appears. In the case of, for example, steel or cast-iron heating radiators, to recreate the above effect, it is possible to use aluminum foil or, more technologically, a layer of a binder composition containing a metal powder having a high degree of reflection of infrared radiation, for example aluminum powder. A similar approach can be used if it is necessary to avoid the process of intensive condensation on the surface of pipes through which liquids with a relatively low temperature are transported.

Одна из возможностей применения дополнительного поглощающего слоя совместно со слоем, содержащим полые микросферы, может быть использована, например, в случае теплообменника «труба в трубе». Существуют технологические процессы, в которых, наряду с необходимостью интенсивного теплообмена, необходимо соблюдать требование к тому, чтобы локальная температура, например, на стенке теплопередающей поверхности не превышала некоторую заданную величину, например, перегрев жидкости в неком объеме может привести к началу термодеструктивных процессов, коагуляции, нежелательной полимеризации и т.п. Для снижения вероятности перегрева жидкости, к которой подводится тепло в теплообменном аппарате типа «труба в трубе», возможно использовать, например, следующее техническое решение: нанесение на внешнюю сторону внутренней трубы (по которой движется обогревающий теплоноситель) покрытия, содержащего полые микросферы, а на внутреннюю поверхность внешней трубы нанесение «дополнительного рабочего слоя», способного интенсивно поглощать излучение покрытия. В том случае, если обогреваемая среда будет обладать значительной проницаемостью для излучаемой покрытием волновой составляющей энергии, тепловыделение (подвод тепловой энергии) будет происходить не только на поверхности внутренней (греющей) трубы, но и на поверхности «дополнительного слоя», располагаемого на внутренней поверхности внешней трубы. Такое техническое решение позволит существенно увеличить поверхность теплообмена при одновременном снижении максимальной «локальной температуры» в объеме нагреваемого сырья (например, жидкости), что приведет к устранению или, по меньшей мере, к снижению вероятности локального перегрева. В том случае, когда нагреваемая среда обладает выраженной способностью к поглощению излучения покрытия, эта среда может выступать в качестве дополнительного слоя. Для регулирования степени поглощения в нагреваемую среду возможно введение, например, дисперсных частиц, обладающих высокой степенью поглощения излучения, испускаемого покрытием, содержащим микросферы. Согласно сущности изобретения вышеупомянутые частицы будут выступать в качестве дополнительного слоя.One of the possibilities of using an additional absorbing layer together with a layer containing hollow microspheres can be used, for example, in the case of a pipe-in-pipe heat exchanger. There are technological processes in which, along with the need for intense heat transfer, it is necessary to comply with the requirement that the local temperature, for example, on the wall of the heat transfer surface, does not exceed a certain specified value, for example, overheating of a liquid in a certain volume can lead to the beginning of thermodestructive processes, coagulation , undesired polymerization and the like. To reduce the likelihood of overheating of the liquid to which heat is supplied in a pipe-in-pipe heat exchanger, it is possible to use, for example, the following technical solution: applying a coating containing hollow microspheres to the outside of the inner pipe (along which the heating medium moves) the inner surface of the outer pipe applying an "additional working layer" that can intensively absorb the radiation of the coating. In the event that the heated medium will have significant permeability to the wave component of the energy radiated by the coating, heat release (supply of thermal energy) will occur not only on the surface of the inner (heating) pipe, but also on the surface of the “additional layer” located on the inner surface of the outer pipes. Such a technical solution will significantly increase the heat transfer surface while reducing the maximum "local temperature" in the volume of heated raw materials (for example, liquid), which will eliminate or at least reduce the likelihood of local overheating. In the case when the heated medium has a pronounced ability to absorb the radiation of the coating, this medium can act as an additional layer. To regulate the degree of absorption in a heated medium, it is possible to introduce, for example, dispersed particles having a high degree of absorption of radiation emitted by a coating containing microspheres. According to the essence of the invention, the aforementioned particles will act as an additional layer.

Согласно представлениям авторов о сущности явления существенного снижения потока тепловой энергии через слой покрытия, содержащего полые микросферы при использовании дополнительного слоя алюминиевой фольги или акрилового лака, содержащего алюминиевую пудру, в таком снижении теплового потока заметную роль играет процесс отражения «генерируемой» покрытием инфракрасной составляющей тепловой энергии на фоне достаточно высокой проницаемости тонких слоев покрытий, содержащих микросферы для «генерируемого» этими покрытиями инфракрасного излучения. В соответствии с подобными представлениями вполне логично предположение о том, что степень излучения/отражения поверхности, на которое наносится покрытие, должна оказывать заметное влияние на эффекты изменения суммарного количества энергии, передаваемой через «сандвич», состоящий из покрытия с микросферами и теплоотражающего слоя, изготовленного, например, из алюминиевой фольги. Как уже отмечалось ранее, авторами была отмечена корреляция эффекта изменения суммарного теплового потока в зависимости от излучающей или отражающей способности поверхностей, на которые наносились покрытия.According to the authors' ideas about the essence of the phenomenon of a significant reduction in the flow of thermal energy through a coating layer containing hollow microspheres when using an additional layer of aluminum foil or acrylic varnish containing aluminum powder, the process of reflection of the “generated” coating of the infrared component of thermal energy plays a significant role in this decrease in heat flow against the background of a sufficiently high permeability of thin coating layers containing microspheres for infrared “generated” by these coatings th radiation. In accordance with such ideas, it is quite logical to assume that the degree of radiation / reflection of the surface to be coated should have a noticeable effect on the effects of changes in the total amount of energy transmitted through a “sandwich” consisting of a coating with microspheres and a heat-reflecting layer made For example, from aluminum foil. As noted earlier, the authors noted a correlation of the effect of changes in the total heat flux depending on the emitting or reflecting ability of the surfaces on which the coatings were applied.

Таким образом, можно говорить о том, что в ходе проведения экспериментов авторами была выявлена возможность регулирования суммарного потока тепловой энергии методом изменения степени черноты или отражающей способности поверхности, на которую наносится покрытие с микросферами совместно с теплоотражающим слоем. В процессе проведения опытов с покрытиями, содержащими полые стеклянные микросферы, авторами была выявлена возможность улучшения теплоизолирующих свойств покрытий при использовании многослойных «сэндвичей», состоящих из покрытий, содержащих микросферы отражающих экранов и слоев, например, акрилового лака, в состав которого дополнительно вводятся пигменты с высокой степенью поглощения инфракрасного излучения. В опытах по изучению последствий совместного использования покрытий, содержащих микросферы отражающих и поглощающих экранов, в качестве материала для поглощающих экранов была использована смесь акрилового лака с пигментами, обладающими высокой поглощающей способностью (в частности, с сажей).Thus, we can say that during the experiments, the authors revealed the possibility of regulating the total flow of thermal energy by changing the degree of blackness or reflectivity of the surface on which the microspheres are coated together with the heat-reflecting layer. In the course of experiments with coatings containing hollow glass microspheres, the authors revealed the possibility of improving the heat-insulating properties of coatings using multilayer "sandwiches" consisting of coatings containing microspheres of reflective screens and layers, for example, acrylic varnish, in which pigments with high degree of absorption of infrared radiation. In experiments on the effects of the joint use of coatings containing microspheres of reflective and absorbing screens, a mixture of acrylic varnish with pigments with high absorption capacity (in particular, soot) was used as a material for absorbing screens.

Достаточно заметное позитивное влияние на увеличения эффекта использования покрытий с микросферами и дополнительных теплоотражающих/теплопоглощающих слоев оказывает применение дополнительных слоев, состоящих из стеклоткани. Учитывая тот факт, что по своим оптическим (стекло) и геометрическим (тонкие нити) характеристикам стеклянные микросферы и тонкие нити стекловолокна достаточно близки, существует возможность того, что в случае использования в качестве дополнительного слоя материалов, состоящих из стеклянных волокон, имеет место, по меньшей мере, один синергетический эффект. Учитывая возможность синергетического влияния и зависимости величины эффекта снижения теплового потока от соотношения степени преломления между нитями стекловолокон и воздухом, а также материалом микросфер и материалом связующей субстанции, следует полагать, что аппретирование и/или нанесение на внешнюю и/или внутреннюю поверхности микросфер слоев материалов с отличным коэффициентом преломления (нежели чем материал микросфер и материал, например, связующей субстанции), по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра в состоянии приводить к заметным, по меньшей мере, на фоне погрешностей измерений эффектам изменения теплового потока. Из уровня техники известно, что целый ряд материалов обладает свойствами прозрачности для инфракрасного излучения только в ограниченном диапазоне инфракрасного диапазона. Не стоит исключать возможности, что изменение оптических свойств поверхности микросфер и связующей их субстанции, например, в плане соотношения коэффициентов преломления имеет не только теоретическое, но и прикладное значение.A fairly significant positive effect on the increase in the effect of using coatings with microspheres and additional heat-reflecting / heat-absorbing layers is exerted by the use of additional layers consisting of fiberglass. Given the fact that the glass microspheres and the thin fibers of glass fiber are quite close in their optical (glass) and geometric (thin filaments) characteristics, there is a possibility that if materials consisting of glass fibers are used as an additional layer, at least one synergistic effect. Considering the possibility of a synergistic effect and the dependence of the magnitude of the effect of reducing the heat flux on the ratio of the degree of refraction between the fibers of the glass fibers and the air, as well as the material of the microspheres and the material of the binder, it should be assumed that sizing and / or applying layers of materials with excellent refractive index (rather than the material of the microspheres and the material, for example, a binder), at least in a limited part of the infrared spectrum in standing lead to noticeable at least, against the effects of measurement errors changes the heat flow. It is known from the prior art that a number of materials have transparency properties for infrared radiation only in a limited infrared range. It is not necessary to exclude the possibility that a change in the optical properties of the surface of microspheres and their binding substance, for example, in terms of the ratio of refractive indices, has not only theoretical but also applied value.

Поскольку существует вероятность того факта, что проницаемость слоев, содержащих микросферы (для инфракрасного излучения), а также частотные характеристики генерируемого этими слоями инфракрасного излучения в значительной степени связаны с геометрическими (характеристическими) размерами микросфер, не стоит исключать возможности существенной зависимости наблюдаемых эффектов от степени классификации микросфер. Под степенью классификации в данном случае понимаются степень отклонения от определенного фиксированного размера, возможно, связанного с частотным спектром (пере) излучения. В данном случае имеется прямая аналогия с эффектом просветления оптики, когда на поверхность линз наносится тонкий слой материала с отличным от материала линз коэффициентом преломления, аналогичную роль может играть фактор классификации толщины стенок микросфер, когда толщина этих стенок кратна частоте «генерируемого» инфракрасного излучения. Не исключена также вероятность того, что в случае совместного использования слоев, содержащих, например, стеклянные микросферы, и слоев из материалов, включающих в свой состав стеклянные волокна, например, стеклоткани, степень классификации волокон стеклоткани также оказывает заметное влияние на изменение суммарного количества энергии или перераспределение составляющих потока тепловой энергии.Since it is possible that the permeability of layers containing microspheres (for infrared radiation), as well as the frequency characteristics of the infrared radiation generated by these layers, are largely related to the geometric (characteristic) sizes of microspheres, it is not necessary to exclude the possibility of a significant dependence of the observed effects on the degree of classification microspheres. In this case, the degree of classification is understood as the degree of deviation from a certain fixed size, possibly related to the frequency spectrum of (re) radiation. In this case, there is a direct analogy with the effect of optical clearing, when a thin layer of material with a refractive index different from the lens material is applied to the lens surface, a similar role can be played by the classification factor of the wall thickness of microspheres, when the thickness of these walls is a multiple of the frequency of the "generated" infrared radiation. It is also possible that in the case of the joint use of layers containing, for example, glass microspheres, and layers of materials including glass fibers, for example, fiberglass, the degree of classification of fiberglass fibers also has a noticeable effect on the change in the total amount of energy or redistribution of the components of the flow of thermal energy.

Известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (патент РФ №2251563, опубликовано 10.05.1996).Known anti-corrosion and thermal insulation coating based on hollow microspheres (RF patent No. 2251563, published 05/10/1996).

Согласно патенту №2251563 антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер содержит 10-90 об.% (со)полимера, выбранного из группы: гомополимер акрилата, стиролакрилатный сополимер, бутадиенстирольный сополимер, полистирол, бутадиеновый полимер, полихлорвиниловый полимер, полиуретановый полимер, полимер или сополимер винилацетата или их смеси. Связующее содержит также 10-90об.% смеси воды и поверхностно-активного вещества. Полые микросферы имеют размер 10-500 мкм и насыпную плотность 50-650 кг/м3. Выбраны из группы: стеклянные, керамические, полимерные, зольные или их смеси. Технический результат состоит в повышении степени антикоррозионной и теплоизоляционной защиты покрываемой поверхности, в повышении адгезии.According to the patent No. 2251563, the anticorrosion and thermal insulation coating based on hollow microspheres contains 10-90 vol.% (Co) polymer selected from the group: acrylate homopolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, butadiene polymer, polyvinyl chloride polymer, polyurethane vinyl acetate copolymer or mixtures thereof. The binder also contains 10-90 vol.% A mixture of water and a surfactant. Hollow microspheres have a size of 10-500 microns and a bulk density of 50-650 kg / m 3 . Selected from the group: glass, ceramic, polymer, ash or mixtures thereof. The technical result consists in increasing the degree of anticorrosion and thermal insulation protection of the surface to be coated, in increasing adhesion.

Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие, изготовленное согласно рецепту, приведенному в патенте РФ №2251563, при применении такого покрытия без, по меньшей мере, одного вспомогательного, например, теплоотражающего слоя не в состоянии обеспечить при нанесении слоем в несколько миллиметров эффективной тепловой защиты и не может выступать в качестве эффективного защитного слоя при использовании совместно с традиционными теплоизолирующими материалами. Дополнительно не указана возможность перераспределения конвективной и радиационной составляющих теплового потока при увеличении или незначительном снижении суммарного количества энергии, передаваемой через поверхность теплообмена.The anticorrosive and heat-insulating coating made according to the recipe given in RF patent No. 2251563, when applying such a coating without at least one auxiliary, for example, heat-reflecting layer, is not able to provide effective thermal protection when applied with a layer of several millimeters and cannot protrude as an effective protective layer when used in conjunction with traditional heat-insulating materials. Additionally, the possibility of redistributing the convective and radiation components of the heat flux with an increase or a slight decrease in the total amount of energy transmitted through the heat exchange surface is not indicated.

Известны связующая композиция, содержащая аэрогель и полые частицы, изоляционный композитный материал, и способ их приготовления (патент РФ №2315071, опубликовано 20.01.2008).Known binder composition containing airgel and hollow particles, an insulating composite material, and a method for their preparation (RF patent No. 2315071, published January 20, 2008).

Изобретение относится к связующей композиции, содержащей водное связующее, гидрофобные частицы аэрогеля и полые непористые частицы. Раскрыты также изоляционный композитный материал, содержащий нижний слой, содержащий связующую композицию с гидрофобным аэрогелем и полыми частицами и защитный слой; основа, содержащая связующую композицию с аэрогелем и полыми частицами; способы получения связующей композиции с аэрогелем и полыми частицами. Изоляционный композитный материал и связующая композиция с аэрогелем и полыми частицами могут использоваться для изоляции, например, деталей моторизованных транспортных средств или приборов с обеспечением термостойкости, механической прочности и/или гибкости в способе нанесения.The invention relates to a binder composition comprising an aqueous binder, hydrophobic airgel particles and non-porous hollow particles. Also disclosed are an insulating composite material comprising a lower layer comprising a binder composition with a hydrophobic airgel and hollow particles and a protective layer; a base containing a binder composition with airgel and hollow particles; methods for producing a binder composition with airgel and hollow particles. An insulating composite material and a binder composition with airgel and hollow particles can be used to isolate, for example, parts of motorized vehicles or devices, providing thermal stability, mechanical strength and / or flexibility in the application method.

Изоляционный материал, изготовленный на основе связующей композиции, содержащей аэрогель с размещаемыми в этой композиции полымии микросферами и частицами аэрогеля, описанный в патент РФ 2315071, при применении без, по меньшей мере, одного вспомогательного, например, теплоотражающего слоя не в состоянии обеспечить при нанесении слоем в несколько миллиметров эффективной тепловой защиты и не может выступать в качестве эффективного защитного слоя при использовании совместно с традиционными теплоизолирующими материалами. Не указана возможность перераспределения конвективной и радиационной составляющих теплового потока при увеличении или незначительном снижении суммарного количества энергии, передаваемой через поверхность теплообмена.Insulating material made on the basis of a binder composition containing an airgel with hollow microspheres and airgel particles placed in this composition, described in RF patent 2315071, when applied without at least one auxiliary, for example, a heat-reflecting layer, is not able to provide when applied by a layer several millimeters of effective thermal protection and cannot act as an effective protective layer when used in conjunction with traditional heat-insulating materials. The possibility of redistributing the convective and radiation components of the heat flux with an increase or a slight decrease in the total amount of energy transmitted through the heat exchange surface is not indicated.

Известно покрытие жидкокерамическое изоляционное (патент РФ 2342415, опубликовано 27.12.2008).A liquid-ceramic insulating coating is known (RF patent 2342415, published December 27, 2008).

Покрытие жидкокерамическое изоляционное относится к покрытиям, имеющим способность к образованию защитной пленки на поверхностях любых форм и материалов, в частности, для покрытия трубопроводов, а также строительных конструкций зданий и сооружений. Жидкое керамическое изоляционное покрытие представляет собой водно-суспензионную композицию, включающую смесь заполненных воздухом полых керамических и кремниевых микросфер, полимерное связующее - акриловый латекс, пеногаситель Sotro-145, представляющий собой безводную композицию неионогенных поверхностно-активных веществ, кремнийорганической жидкости и активных добавок, консервант - бактерицидный препарат, представляющий собой продукт взаимодействия моноэтаноламина и параформа, пигмент - двуокись титана, антикоррозионный пигмент - фосфат цинка, в качестве диспергатора полимерную добавку Verowett 8004, акриловую сополимерную эмульсию в воде в качестве загустителя, воду, при этом дополнительно содержит фрактальные агрегаты - сильно разрыхленные пористые структуры в виде аэрогеля, вермикулита вспученного и перлита вспученного, гидрофобизатор и наполнитель - сажу белую. Согласно заявленному техническому результату жидкое керамическое изоляционное покрытие обладает улучшенными эксплуатационными функциями теплоизоляции, шумопоглощения и износостойкости.Liquid ceramic insulating coating refers to coatings having the ability to form a protective film on surfaces of any shapes and materials, in particular for coating pipelines, as well as building structures of buildings and structures. The liquid ceramic insulating coating is a water-suspension composition comprising a mixture of hollow ceramic and silicon microspheres filled with air, a polymer binder - acrylic latex, Sotro-145 antifoam, which is an anhydrous composition of nonionic surfactants, an organosilicon liquid, and active additives, a preservative - bactericidal preparation, which is a product of the interaction of monoethanolamine and paraform, pigment - titanium dioxide, anti-corrosion pigment - f zinc sulfate, Verowett 8004 polymer additive as a dispersant, an acrylic copolymer emulsion in water as a thickener, water, and it additionally contains fractal aggregates - highly loosened porous structures in the form of airgel, expanded vermiculite and expanded perlite, water repellent and filler - soot white. According to the claimed technical result, the liquid ceramic insulating coating has improved operational functions of heat insulation, noise absorption and wear resistance.

Покрытие жидкокерамическое изоляционное состав которого приведен в патенте РФ 2342415, в случае его применения для целей теплоизоляции без дополнительного использования, по меньшей мере, одного вспомогательного, например, теплоотражающего слоя не в состоянии обеспечить при нанесении слоем в несколько миллиметров эффективной тепловой защиты и не может выступать в качестве эффективного защитного слоя при использовании совместно с традиционными теплоизолирующими материалами. Не указана возможность перераспределения конвективной и радиационной составляющих теплового потока при увеличении или незначительном снижении суммарного количества энергии, передаваемой через поверхность теплообмена.The coating with a liquid-ceramic insulation composition is given in RF patent 2342415, if it is used for thermal insulation without additional use of at least one auxiliary layer, for example, a heat-reflecting layer, it cannot provide effective thermal protection when applied with a layer of several millimeters and cannot protrude as an effective protective layer when used in conjunction with traditional heat-insulating materials. The possibility of redistributing the convective and radiation components of the heat flux with an increase or a slight decrease in the total amount of energy transmitted through the heat exchange surface is not indicated.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому изобретению выбраны комбинированное антикоррозионное покрытие для защиты трубных коммуникаций и арматуры в камерах теплопроводов и способ его нанесения. Комбинированное антикоррозионное покрытие описано в патенте РФ №2067718 (опубликовано 10.10.1996). Изобретение предлагается использовать в области строительства и эксплуатации трубопроводов и тепловых сетей. Сущность изобретения: в комбинированном антикоррозионном покрытии трубных коммуникаций и арматуры в камерах теплопроводов неметаллический слой выполнен из кремнийорганической смолы, а металлический - из алюминиевой фольги.The closest analogue in technical essence to the claimed invention selected combined anticorrosive coating for the protection of pipe communications and fittings in the chambers of heat pipes and the method of its application. Combined anti-corrosion coating is described in the patent of the Russian Federation No. 2067718 (published on 10/10/1996). The invention is proposed to be used in the field of construction and operation of pipelines and heating networks. The essence of the invention: in the combined anti-corrosion coating of pipe communications and fittings in the chambers of heat conduits, the non-metallic layer is made of organosilicon resin, and the metal layer is made of aluminum foil.

Причина того, что в качестве наиболее близкого аналога изобретения авторами были выбраны комбинированное антикоррозионное покрытие для защиты трубных коммуникаций и арматуры в камерах теплопроводов и способ его нанесения, состоит в том, что в случае патента РФ №2067718 полным аналогом «дополнительного слоя», заявленного в описании сущности изобретения, является алюминиевая фольга, нанесенная поверх слоя кремнийорганической смолы. Как упоминалось ранее, применение кремнийорганических связующих композиций, наряду со стеклянными полыми микросферами, позволяет получать защитные материалы с относительно высокой термической стойкостью.The reason that the authors chose a combined anticorrosive coating to protect pipe communications and fittings in heat conduit chambers and the method of its application as the closest analogue of the invention is that in the case of RF patent No. 2067718 a complete analogue of the “additional layer” claimed in Description of the invention, is an aluminum foil deposited on top of a layer of silicone resin. As mentioned earlier, the use of organosilicon binder compositions, along with glass hollow microspheres, allows to obtain protective materials with a relatively high thermal resistance.

Задачей изобретения является возможность обеспечения регулирования суммарного потока тепловой энергии.The objective of the invention is the ability to provide regulation of the total flow of thermal energy.

Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что способ перераспределения составляющих теплового потока, при котором осуществляется изменение весовых долей конвективной и радиационной составляющих потока энергии, передаваемого через поверхность, разделяющую среды, включает применение в области границы раздела сред, по меньшей мере, одного слоя материала, включающего в свой состав полые микросферы.The problem is solved and the technical result is achieved by the fact that the method of redistributing the components of the heat flux, in which the weight fractions of the convective and radiation components of the energy flux transmitted through the surface separating the media is changed, involves the use of at least one layer in the medium interface material, including hollow microspheres.

А также тем, что, по меньшей мере, в одном слое, содержащем полые микросферы, они классифицированы с фиксированной точностью в диапазоне 0.000001-500 мкм по величине внешнего диаметра и/или классифицированы по толщине стенок микросфер с фиксированной точностью в диапазоне 0.000001-250 мкм.And also by the fact that in at least one layer containing hollow microspheres, they are classified with a fixed accuracy in the range of 0.000001-500 μm by the size of the outer diameter and / or classified by the wall thickness of the microspheres with a fixed accuracy in the range of 0.000001-250 μm .

Кроме того, дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.In addition, at least one layer of insulating material not containing microspheres is additionally used.

Совместно с использованием, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, используется, по меньшей мере, один слой материала, обладающий высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра,Together with the use of at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material having a high degree of reflection of infrared radiation is used, at least in a limited part of the infrared spectrum,

Помимо использования, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.In addition to using at least one layer of material containing microspheres, at least one layer of material having a high degree of absorption of infrared radiation is used in at least a limited part of the infrared spectrum.

Помимо, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающий высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра и, по меньшей мере, один слой материала, обладающий высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.In addition to at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material is used having a high degree of reflection of infrared radiation in at least a limited part of the infrared spectrum and at least one layer of material, having a high degree of absorption of infrared radiation, at least in a limited part of the infrared spectrum.

По меньшей мере, один слой, содержащий микросферы, является композитным материалом, состоящим из микросфер и связующей композиции.At least one layer containing microspheres is a composite material consisting of microspheres and a binder composition.

При наличии, по меньшей мере, одного слоя композитного материала с микросферами материал подвергается, по меньшей мере, частичному вспениванию.In the presence of at least one layer of a composite material with microspheres, the material undergoes at least partial foaming.

Связывание микросфер, по меньшей мере, в одном слое осуществляется посредством, по меньшей мере, частичного спекания.The bonding of the microspheres in at least one layer is accomplished by at least partial sintering.

В состав, по меньшей мере, одного из применяемых слоев вводятся антикоррозионные компоненты.The composition of at least one of the applied layers introduces anti-corrosion components.

По меньшей мере, один из применяемых слоев является паро- и/или водонепроницаемым.At least one of the layers used is vapor and / or waterproof.

По меньшей мере, один из применяемых слоев обладает ограниченной паро- и/или водонепроницаемым.At least one of the applied layers has a limited vapor and / or waterproof.

Материалы всех применяемых слоев обладают паропроницаемостью.The materials of all applied layers have vapor permeability.

При использовании двух и более слоев, содержащих микросферы, и при наличии, по меньшей мере, одного теплопотражающего и/или теплопоглощающего слоя, по меньшей мере, между двумя слоями материалов, содержащих микросферы, используется, по меньшей мере, один слой материала, содержащего волокна из материала прозрачного, по меньшей мере, в ограниченной части спектра инфракрасного излучения.When using two or more layers containing microspheres, and in the presence of at least one heat-reflecting and / or heat-absorbing layer, between at least two layers of materials containing microspheres, at least one layer of material containing fibers is used from a transparent material, at least in a limited part of the infrared spectrum.

Микросферы перед включением в состав, по меньшей мере, одного используемого слоя предварительно подвергаются процессу аппретирования.Microspheres before inclusion in the composition of at least one used layer are preliminarily subjected to the sizing process.

Микросферы перед включением в состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев подвергаются процедуре нанесения слоя материала, обладающего отличным от материала микросфер коэффициентом преломления, по меньшей мере, в ограниченной области спектра инфракрасного диапазона.The microspheres before including at least one of the layers used are subjected to the procedure of applying a layer of material having a refractive index different from the material of the microspheres, at least in a limited spectral region of the infrared range.

По меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся фрагменты, состоящие из теплоизолирующих материалов.Fragments consisting of heat insulating materials are introduced into at least one of the layers used.

По меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся компоненты, увеличивающие износостойкостьAt least one of the layers used is used to increase wear resistance.

По меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся компоненты, изменяющие фрикционные свойства.At least one of the layers used introduces components that modify frictional properties.

По меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся окрашивающие материалы.At least one of the layers used is coated with coloring materials.

В состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев вводятся компоненты, увеличивающие стойкость к загрязнению.At least one of the layers used includes components that increase resistance to contamination.

В состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев вводятся компоненты, изменяющие электростатические свойства.The composition of at least one of the layers used introduces components that change the electrostatic properties.

В случае применения двух и более слоев материалов, по меньшей мере, в два слоя вводятся или антикоррозионные компоненты и/или компоненты, увеличивающие износостойкость, и/или компоненты, изменяющие фрикционные свойства, и/или компоненты, увеличивающие стойкость к загрязнению, и/или окрашивающие материалы, и/или фрагменты теплоизолирующих материалов, и/или компоненты, изменяющие электростатические свойства.In the case of using two or more layers of materials, at least two layers introduce either anti-corrosion components and / or components that increase wear resistance, and / or components that change frictional properties, and / or components that increase resistance to pollution, and / or coloring materials and / or fragments of heat-insulating materials and / or components that change electrostatic properties.

Проведение контрольных замеров позволило выявить тот факт, что нанесение кремнийорганического лака (без микросфер) на поверхность металлической гильзы с последующим финишным покрытием отвердевшего слоя лака тонким слоем точно такого же лака, содержащего алюминиевую пудру, снижает температуру на поверхности на несколько десятых долей градуса. Добавление в кремнийорганический лак стеклянных микросфер с последующим нанесением слоя лака, содержащего алюминиевую пудру, существенно увеличивает теплоизолирующий эффект.Carrying out control measurements revealed the fact that the application of organosilicon varnish (without microspheres) on the surface of a metal sleeve, followed by finishing coating the hardened varnish layer with a thin layer of exactly the same varnish containing aluminum powder, reduces the surface temperature by several tenths of a degree. The addition of glass microspheres to the silicone varnish followed by the application of a layer of varnish containing aluminum powder significantly increases the heat-insulating effect.

В случае применения комбинированных покрытий, состоящих из слоев с микросферами и дополнительных слоев в качестве теплоизолирующего или защитного слоя на трубопроводах, целесообразно, по меньшей мере, в ближайший к поверхности теплоизолируемой трубы слой покрытия вводить антикоррозионные компоненты.In the case of using combined coatings consisting of layers with microspheres and additional layers as a heat-insulating or protective layer in pipelines, it is advisable to introduce anti-corrosion components into at least the coating layer closest to the surface of the heat-insulating pipe.

Для предотвращения попадания влаги на поверхность трубопровода также целесообразно, по меньшей мере, один из слоев комбинированного покрытия выполнять паро- и водонепроницаемым.To prevent moisture from entering the pipeline surface, it is also advisable to perform at least one of the layers of the combined coating to be vapor and waterproof.

При использовании комбинированных покрытий на фасадах зданий желательно использовать связующие компоненты, обеспечивающие паропроницаемость, сравнимую с аналогичным показателем для фасадных красок (соблюдение требований по паропроницаемости).When using combined coatings on building facades, it is advisable to use binders that provide vapor permeability comparable to that for facade paints (compliance with vapor permeability requirements).

При использовании на фасадах зданий желательно, чтобы внешний слой комбинированных покрытий мог быть подвергнут изменению цвета до желательного оттенка. Для возможности изменения цвета внешнего слоя до желательного оттенка поверх, например, теплоотражающего слоя может быть нанесен, например, дополнительный слой, состоящий из материала, сходного по своим физико-химическим свойствам с фасадными красками.When used on building facades, it is desirable that the outer layer of the combined coatings can be subjected to a color change to the desired shade. In order to be able to change the color of the outer layer to the desired shade, for example, an additional layer may be applied on top of, for example, a heat-reflecting layer, consisting of a material similar in its physicochemical properties to facade paints.

В качестве «дополнительного технологического слоя» может выступать также антикоррозионное покрытие, применение которого оказывает, например, нейтральное воздействие по отношению к эффектам увеличения или снижения теплового потока.An anti-corrosion coating may also act as an “additional technological layer”, the use of which, for example, has a neutral effect with respect to the effects of increasing or decreasing heat flow.

Для увеличения теплоизолирующего эффекта при комбинировании слоев на фасаде зданий в дополнительный технологический слой, подвергаемый изменению цвета, могут быть, например, «фрактально» введены фрагменты теплоизолирующих материалов, например вермикулита, аэрогеля или перлита, в этом случае технологический слой одновременно приобретет теплоизолирующие свойства.To increase the heat-insulating effect when combining layers on the facade of buildings, fragments of heat-insulating materials, for example vermiculite, airgel or perlite, can be “fractally” introduced, for example, in this case, the technological layer will simultaneously acquire heat-insulating properties.

Применение слоев с теплоизолирующими свойствами, но не содержащих микросферы, способно привести к увеличению теплоизолирующего эффекта не только при использовании в качестве финишного слоя, но и между слоями, содержащими микросферы, и теплоотражающими/поглощающими слоями. Одним из подобных материалов может являться, например, воздух, расположенный, например, в герметичном зазоре.The use of layers with heat-insulating properties, but not containing microspheres, can lead to an increase in the heat-insulating effect not only when used as a finishing layer, but also between layers containing microspheres and heat-reflecting / absorbing layers. One of such materials may be, for example, air located, for example, in an airtight gap.

Существует также возможность применения микросфер без связующих компонентов, например, в насыпном виде между ограничивающими слой поверхностями. В ряде случаев применение микросфер в насыпном виде может являться неприемлемым или трудноприменимым, например, для целей снижения потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, в подобных случаях слои, содержащие микросферы, целесообразно выполнять в виде композитных материалов: микросферы и связующая их субстанция, например акриловый лак.There is also the possibility of using microspheres without binding components, for example, in bulk form between the surface bounding the layer. In some cases, the use of bulk microspheres may be unacceptable or difficult to apply, for example, in order to reduce heat loss through the building envelopes, in such cases, layers containing microspheres should be made in the form of composite materials: microspheres and their bonding substance, for example acrylic varnish .

Одной из возможностей связывания микросфер, по меньшей мере, в одном слое может быть, например, по меньшей мере, частичное спекание.One possibility of bonding microspheres in at least one layer may be, for example, at least partial sintering.

В качестве одной из возможностей снижения себестоимости расходных материалов для получения, по меньшей мере, одного слоя, содержащего микросферы, может быть использовано, по меньшей мере, частичное вспенивание композитного материала с микросферами.As one of the ways to reduce the cost of consumables to obtain at least one layer containing microspheres, at least partial foaming of the composite material with microspheres can be used.

При использовании различных комбинаций слоев, содержащих микросферы с теплоотражающими и/или теплопоглощающими слоями, а также материалами, обладающими теплоизолирующими свойствами в условиях частого соприкосновения, например, со случайными предметами, целесообразно вводить, по меньшей мере, в финишный слой компоненты, увеличивающие стойкость к истиранию или изменяющие фрикционные свойства внешнего слоя.When using various combinations of layers containing microspheres with heat-reflecting and / or heat-absorbing layers, as well as materials having heat-insulating properties in conditions of frequent contact, for example, with random objects, it is advisable to introduce at least components to the abrasion layer that increase the abrasion resistance or changing the frictional properties of the outer layer.

При использовании различных комбинаций слоев, содержащих микросферы с теплоотражающими и/или теплопоглощающими слоями, а также материалами, обладающими теплоизолирующими свойствами, на фасадах зданий или, например, в условиях повышенной запыленности возможно добавление, по меньшей мере, в финишный слой компонентов, снижающих или предотвращающих налипание пылевидных частиц или иных загрязнителей. При необходимости, например, избегания нежелательных электростатических разрядов в, по меньшей мере, один из применяемых слоев могут быть введены компоненты, изменяющие электростатические свойства применяемых материалов.When using various combinations of layers containing microspheres with heat-reflecting and / or heat-absorbing layers, as well as materials having heat-insulating properties, on building facades or, for example, in conditions of increased dust content, it is possible to add components that reduce or prevent at least the finish layer sticking of dust particles or other pollutants. If necessary, for example, to avoid undesirable electrostatic discharges, components that change the electrostatic properties of the materials used can be introduced into at least one of the applied layers.

Применение теплоизоляционного материала совместно только с одним слоем, содержащим полые микросферы, позволяет, например, регулировать необходимое значение величины волновой составляющей теплового потока.The use of a heat-insulating material together with only one layer containing hollow microspheres allows, for example, to adjust the necessary value of the wave component of the heat flux.

Техническим результатом является изменение соотношения конвективной и радиационной составляющей на фоне суммарного количества тепловой энергии, передаваемой через поверхность теплообмена, либо использование эффекта перераспределения конвективной и радиационной составляющих теплового потока для заметного снижения суммарного количества энергии, передаваемой через поверхность.The technical result is a change in the ratio of the convective and radiation component against the background of the total amount of thermal energy transmitted through the heat exchange surface, or the use of the redistribution of the convective and radiation components of the heat flux to significantly reduce the total amount of energy transmitted through the surface.

Claims (33)

1. Способ перераспределения составляющих теплового потока, при котором осуществляется изменение весовых долей конвективной и радиационной составляющих потока энергии, передаваемого через поверхность, разделяющую среды, включающий применение в области границы раздела сред, по меньшей мере, одного слоя материала, включающего в свой состав полые микросферы.1. A method of redistributing the components of the heat flux, in which the weight fractions of the convective and radiation components of the energy flux transmitted through the surface separating the media are changed, including the use of at least one layer of material including hollow microspheres in the medium’s interface . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одном слое, содержащем полые микросферы, они классифицированы с фиксированной точностью в диапазоне 0,000001-500 мкм по величине внешнего диаметра и/или классифицированы по толщине стенок микросфер с фиксированной точностью в диапазоне 0,000001-250 мкм.2. The method according to claim 1, characterized in that, in at least one layer containing hollow microspheres, they are classified with a fixed accuracy in the range of 0.000001-500 μm by the size of the outer diameter and / or classified by the thickness of the walls of the microspheres with fixed accuracy in the range of 0.000001-250 microns. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.3. The method according to claim 2, characterized in that at least one layer of a thermally insulating material not containing microspheres is additionally applied. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что совместно с использованием, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, используется, по меньшей мере, один слой материала, обладающий высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.4. The method according to claim 2, characterized in that in conjunction with the use of at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material with a high degree of reflection of infrared radiation is used, at least limited parts of the infrared spectrum. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.5. The method according to claim 4, characterized in that it further applies at least one layer of insulating material that does not contain microspheres. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что помимо использования, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.6. The method according to claim 2, characterized in that in addition to using at least one layer of material containing microspheres, at least one layer of material with a high degree of absorption of infrared radiation is used, at least in a limited part infrared spectrum. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.7. The method according to claim 6, characterized in that at least one layer of a thermally insulating material not containing microspheres is additionally applied. 8. Способ по п.2, отличающийся тем, что помимо, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра и, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.8. The method according to claim 2, characterized in that in addition to at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material having a high degree of reflection of infrared radiation is applied, at least in a limited part infrared spectrum and at least one layer of material having a high degree of absorption of infrared radiation, at least in a limited part of the infrared spectrum. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.9. The method according to claim 8, characterized in that at least one layer of a thermally insulating material not containing microspheres is additionally applied. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.10. The method according to claim 1, characterized in that it additionally applies at least one layer of insulating material that does not contain microspheres. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместно с использованием, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, используется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.11. The method according to claim 1, characterized in that together with the use of at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material with a high degree of reflection of infrared radiation is used, at least limited parts of the infrared spectrum. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.12. The method according to claim 11, characterized in that it further applies at least one layer of heat-insulating material that does not contain microspheres. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что помимо использования, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.13. The method according to claim 1, characterized in that in addition to using at least one layer of material containing microspheres, at least one layer of material with a high degree of absorption of infrared radiation is used, at least in a limited part infrared spectrum. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.14. The method according to item 13, characterized in that it further applies at least one layer of insulating material that does not contain microspheres. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что помимо, по меньшей мере, одного слоя материала, содержащего полые микросферы, применяется, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью отражения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра и, по меньшей мере, один слой материала, обладающего высокой степенью поглощения инфракрасного излучения, по меньшей мере, в ограниченной части инфракрасного спектра.15. The method according to claim 1, characterized in that in addition to at least one layer of material containing hollow microspheres, at least one layer of material having a high degree of reflection of infrared radiation is used, at least in a limited part infrared spectrum and at least one layer of material having a high degree of absorption of infrared radiation, at least in a limited part of the infrared spectrum. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно применяется, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала, не содержащего микросферы.16. The method according to p. 15, characterized in that it further applies at least one layer of insulating material that does not contain microspheres. 17. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один слой, содержащий микросферы, является композитным материалом, состоящим из микросфер и связующей композиции.17. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one layer containing microspheres is a composite material consisting of microspheres and a binder composition. 18. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что при наличии, по меньшей мере, одного слоя композитного материала с микросферами материал подвергается, по меньшей мере, частичному вспениванию.18. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the presence of at least one layer of a composite material with microspheres, the material is subjected to at least partial foaming. 19. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что связывание микросфер, по меньшей мере, в одном слое осуществляется посредством, по меньшей мере, частичного спекания.19. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the bonding of the microspheres in at least one layer is carried out by at least partial sintering. 20. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что в состав, по меньшей мере, одного из применяемых слоев вводятся антикоррозионные компоненты.20. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that anticorrosion components are introduced into the composition of at least one of the applied layers. 21. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из применяемых слоев является паро- и/или водонепроницаемым.21. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the layers used is vapor and / or waterproof. 22. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из применяемых слоев обладает ограниченной паро- и/или водонепроницаемостью.22. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the layers used has limited vapor and / or water resistance. 23. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что материалы всех применяемых слоев обладают паропроницаемостью.23. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the materials of all applied layers have vapor permeability. 24. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что при использовании двух и более слоев, содержащих микросферы, и при наличии, по меньшей мере, одного теплоотражающего и/или теплопоглощающего слоя, по меньшей мере, между двумя слоями материалов, содержащих микросферы, используется, по меньшей мере, один слой материала, содержащего волокна из материала прозрачного, по меньшей мере, в ограниченной части спектра инфракрасного излучения.24. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that when using two or more layers containing microspheres, and in the presence of at least one heat-reflecting and / or heat-absorbing layer, at least between two layers of materials containing microspheres, at least one layer of material containing fibers of transparent material is used, at least in a limited part of the infrared spectrum. 25. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что микросферы перед включением в состав, по меньшей мере, одного используемого слоя предварительно подвергаются процессу аппретирования.25. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the microspheres before being included in the composition of at least one used layer are preliminarily subjected to a sizing process. 26. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что микросферы, перед включением в состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев подвергаются процедуре нанесения слоя материала, обладающего отличным от материала микросфер коэффициентом преломления, по меньшей мере, в ограниченной области спектра инфракрасного диапазона.26. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the microspheres, before including at least one of the layers used, undergo a procedure for applying a layer of material having a refractive index different from the material of the microspheres, at least limited infrared spectrum. 27. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся фрагменты, состоящие из теплоизолирующих материалов.27. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least in one of the layers used are fragments consisting of heat-insulating materials. 28. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся компоненты, увеличивающие износостойкость.28. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the layers used introduces components that increase wear resistance. 29. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся компоненты, изменяющие фрикционные свойства.29. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the layers used introduces components that change frictional properties. 30. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в один из используемых слоев вводятся окрашивающие материалы.30. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the used layers is introduced coloring materials. 31. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что в состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев вводятся компоненты, увеличивающие стойкость к загрязнению.31. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the composition of at least one of the layers used are introduced components that increase the resistance to pollution. 32. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что в состав, по меньшей мере, одного из используемых слоев вводятся компоненты, изменяющие электростатические свойства.32. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that components that change the electrostatic properties are introduced into the composition of at least one of the layers used. 33. Способ по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что в случае применения двух и более слоев материалов, по меньшей мере, в два слоя вводятся или антикоррозионные компоненты и/или компоненты, увеличивающие износостойкость, и/или компоненты, изменяющие фрикционные свойства, и/или компоненты, увеличивающие стойкость к загрязнению, и/или окрашивающие материалы, и/или фрагменты теплоизолирующих материалов, и/или компоненты, изменяющие электростатические свойства. 33. The method according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the case of using two or more layers of materials, at least two layers introduce either anti-corrosion components and / or components that increase wear resistance and / or components that change frictional properties, and / or components that increase resistance to pollution, and / or coloring materials, and / or fragments of insulating materials, and / or components that change electrostatic properties.
RU2009142041/06A 2009-11-16 2009-11-16 Procedure for re-distribution of constituents of heat flow RU2418204C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142041/06A RU2418204C1 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Procedure for re-distribution of constituents of heat flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142041/06A RU2418204C1 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Procedure for re-distribution of constituents of heat flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2418204C1 true RU2418204C1 (en) 2011-05-10

Family

ID=44732735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009142041/06A RU2418204C1 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Procedure for re-distribution of constituents of heat flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418204C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478866C1 (en) * 2011-10-27 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Heat-insulated pipe
RU2553685C2 (en) * 2012-11-22 2015-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Composition for manufacturing light concrete, method of preparing composition for light concrete manufacturing and method of light concrete manufacturing (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478866C1 (en) * 2011-10-27 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Heat-insulated pipe
RU2553685C2 (en) * 2012-11-22 2015-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Composition for manufacturing light concrete, method of preparing composition for light concrete manufacturing and method of light concrete manufacturing (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6248433B1 (en) Low emissivity, high reflectivity insulation
CN106118307A (en) A kind of building coating with heat-insulation and heat-preservation function and preparation method thereof
RU2013143230A (en) EASY GYPSUM PANELS WITH DECREASED DENSITY AND INSTALLED BY THE DEGREE OF FIRE RESISTANCE
Zhou et al. Enhanced solar spectral reflectance of thermal coatings through inorganic additives
Laaraba et al. Numerical simulation of natural convection in the air gap of a vertical flat plat thermal solar collector with partitions attached to its glazing
RU2418204C1 (en) Procedure for re-distribution of constituents of heat flow
Šikula et al. Thermal analysis of light pipes for insulated flat roofs
Liang et al. Thermal environment and thermal comfort built by decoupled radiant cooling units with low radiant cooling temperature
Zhang et al. Dynamic performance and energy efficiency of reflective and insulative composite coating on building exterior wall
Lang et al. Thermal conductivity of vacuum insulation materials for thermal energy stores in solar thermal systems
Hemmer et al. Temperature optimization of an electric heater by emissivity variation of heating elements
Su et al. Development of composite-phase change microcapsule coating and numerical investigation on its effect in ballastless track slabs
Liu et al. A model to determine thermal performance of a non-ventilated double glazing unit with PCM and experimental validation
Yang et al. Assessment of building external wall thermal performance based on temperature deviation impact factor under discontinuous radiant heating
Wang et al. Research progress on thermal insulation materials
RU2707993C1 (en) Energy-saving coating with thermal indication effect for metal surfaces
CN109575667A (en) A kind of thin layer heat-barrier material
CN104279589B (en) High-performance microcrystalline panel for induction cooker and induction cooker
Bozsaky Recent studies on thermodynamic processes in nano-ceramic thermal insulation coatings
Sadooghi et al. Thermal analysis for transient radiative cooling of a conducting semitransparent layer of ceramic in high-temperature applications
Milanez et al. Thermal characteristics of a thermosyphon heated enclosure
JP2000071389A (en) Heat insulating wall material
Lee et al. Fiber orientation effect on radiative heat transfer through fiber composites
RU2496046C2 (en) Method to measure thermal balance in volume of structural materials of technical items
Vrbová RESEARCH OF THERMAL INSULATION PROPERTIES OF THIN-LAYER INSULATING MATERIAL ON HEAT STORAGE TANKS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131117

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171117