عایق‌های حرارتی به موادی گفته می‌شود که مانع اتلاف انرژی حرارتی شود، استفاده از این عایق‌ها موجب صرفه جوئی در انرژی و هزینه می‌گردد. یکی از ساده ترین و مقرون به صرفه ترین روش‌های افزایش بازدهی انرژی، عایق کاری سطوح داغ می‌باشد. درست است که دمای لوله‌ها متغیر است ولی می‌توان مدت زمان بازگشت سرمایه عایق کاری لوله‌ها را در یک سال تخمین زد.
محدوده دمایی که عایق‌ها می‌توانند تحمل کنند:
- عایق دماهای سرمازا که کمتر از 73 درجه سانتی گراد هستند.
- عایق حرارتی که بین 73 تا 982 درجه سانتی گراد هستند.
- عایق حرارتی نسوز که بیش از 982 درجه سانتی گراد می‌باشد و در بدنه کوره‌های سیمان و فولاد و زباله سوزها از عایق‌های دیرگداز و نسوز استفاده می‌گردد.
انتقال حرارت
حرارت همیشه از یک جسم گرمتر به جسم سردتر انتقال می‌یابد. حرارت به سه طریق زیر از جسم گرم به هدر می‌رود:
1) هدایت: حرارت از طریق تماس با اجسام جامد و یا سیال ثابت انتقال می‌یابد.
2) جابجایی: حرارت از طریق تماس با گاز و سیال متحرک انتقال می‌یابد.
3) تابش: در این حالت حرارت بدون تماس با جسم یا سیال انتقال می‌یابد. حرارت از طریق هوا یا خلاء تشعشع می‌یابد. در این حالت بصورت تابش الکترومغناطیسی ساطع می‌گردد، افزایش میزان تشعشع در اثر افزایش دما قابل ملاحظه است.
قسمت اعظم حرارت از سطوح لوله و دیگر سطوح گرم از طریق جابجایی به هدر می‌رود. هوایی که با سطوح داغ در تماس است گرم می‌شود و سپس با هوای سرد جابجا می‌گردد.
انواع عایق ها:
عایق فیبری یا الیافی: پشم سنگ، پشم شیشه و پشم سرباره از انواع معروف این عایق‌ها هستند، این عایق‌ها از الیاف فیبری با قطر‌های کوچک تشکیل می‌شوند که به صورت ذرات ریز در هوا معلق می‌باشند.
عایق سلولی یا سلولزی: این عایق‌ها از سلول‌های کوچک به صورت جدا از هم تشکیل می‌شوند. جنس این سلول‌ها از ذرات شیشه‌ای یا اسفنج‌های پلاستیکی مانند پلی استایرن می‌باشد.
عایق دانه پودری یا گرانول: این عایق‌ها از دانه‌های کوچک با فضاهای متخلخل تشکیل می‌شوند. مواد دانه پودر مانند در فضا مانند گاز انتشار پیدا نمی‌کنند، این عایق‌ها در بازار به شکل قابل پاشش عرضه می‌شود.
نحوه استفاده از عایق ها:
- بصورت تخته، بلوک، صفحات و شکل‌های خاص مثل پوشش لوله‌ای و شکل‌های منحنی که از عایق‌های سلولزی و دانه‌ای تهیه می‌شوند.
- صفحات قابل انعطاف و اشکال پیش ساخته، معمولا عایق‌های سلولزی و الیاف فیبری در شکل‌های فوق تهیه می‌شوند.
- عایق‌هایی که به عایق سیمانی معروف اند و معمولا با الیاف فیبری و نوع دانه‌ای گرانول تهیه می‌گردند که نسبتا گران قیمت هستند.
- شکل پتویی انعطاف پذیر که معمولا عایق الیاف فیبری به شکل قابل انعطاف پتویی تهیه می‌گردند.
مواد عایق متداول:
- سلیکات کالسیوم: این عایق از دانه‌های آهک تقویت شده توسط ذرات سیلسکا با ساختار یکپارچه و صلب ساخته می‌شود و در محدوده دمای 38 درجه کاربرد دارد، این عایق‌ها برای پوشش لوله‌ها بسیار مناسب هستند زیرا جاذب آب بوده و به سرعت خشک می‌شوند و در نتیجه فاسد نمی‌شوند و قابلیت اشتعال نیز ندارند.
- الیاف شیشه یا پشم شیشه: این عایق‌ها در بازار به صور مختلفی مثل پتویی که انعطاف پذیر است و یا نیمه صلب صفحه‌ای و یا صلب عرضه می‌شوند و در محدوده دمای 73 درجه کاربرد دارند. از مزایای این عایق دارا بودن ضریب انتقال حرارت پایین و برش آسان آن است، این الیاف خاصیت ارتجاعی بالایی از خود نشان می‌دهند ولی در مقابل ضربات مقاوت کمی دارند. این عایق‌ها هزینه‌های نصب و اجرای کمی دارند عایق صوت نیز به حساب می‌آیند.
- الیاف معدنی یا پشم‌های معدنی: با حرارت دادن الیاف سنگ یا سرباره این الیاف‌ها به هم بافته می‌شوند و عایق‌ها را می‌سازند. حداکثر دمای قابل تحمل 982 درجه سانتی گراد است و غیر قابل اشتعال است. پشم سنگ و پشم سرباره از این نوع عایق هستند.
- فوم یا اسفنج پلاستیکی: این فوم‌ها سبک هستند و به راحتی بریده می‌شوند، اما این مواد قابل اشتعال بوده ولی شعله‌ها را در خود عایق خاموش می‌شوند و توسعه پیدا نمی‌کند.
استفاده از پوشش برای حفاظت از عایق:
برای محافظت از عایق‌ها باید آن‌ها را از نفوذ آب و صدمات مکانیکی و تماس با ترکیبات شیمایی که ممکن است به کارکرد آن‌ها صدمه وارد کند حفظ کرد. انتخاب روکش و پوشش محافظ مناسب با عوامل محیطی مثل دما و رطوبت و اثرات شیمیایی و مکانیکی مخصوصا هنگام نصب بسیار ضروری است.
بعنوان مثال پوشش‌های فلزی پوشش مقاوم خوبی در برابر صدمات مکانیکی هستند و یا پوشش ماستیک که به صورت محلول یا شیره مانند در بازار عرضه می‌شود برای لایه پوشش ظاهری مورد استفاده قرار می‌گیرد.