Разработка и финансово-экономическая оценка проекта производства фасадных термопанелей (на примере ООО «ТН»)

Пенополиуретан –утеплитель, с коэффициентом теплопроводности, в среднем, 0,027 [Вт/м*К]. Чем лучше материал «держит тепло», то есть не пропускает через себя, тем ниже у него коэффициент теплопроводности. Например, у бетона – 1,7 [Вт/м*К], у силикатного кирпича – 0,81 [Вт/м*К], у минеральной ваты - 0,045 [Вт/м*К]. Таким образом, 1 см изоляции из пенополиуретана (ППУ) заменяет 30 см силикатного кирпича или 63 см бетона или 1,67 см минеральной ваты.

Иными словами, пенополиуретан при меньшей толщине более эффективен, чем другие теплоизоляторы. В плане технологии и массового производства это дополнительное преимущество: используется менее габаритная форма, упрощается ее обслуживание, имеет место экономия сырья (чем тоньше плита, тем меньше жидкого пенополиуретана нужно для ее формования).

Теплофизические расчеты  показывают, что для надежной тепловой защиты толщина ППУ в панелях  для Северо-Западного региона  должна быть 5 см. Для Урала –6,5 см, а в Новосибирске – 8 см. В среднем  по России был установлен единый стандарт толщины термопанели – 80 мм.

Процесс производства термопанели достаточно прост, что подробно описано в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1

Описание процесса производства термопанели

Процесс производства термопанели
1. Сначала в специальную форму  с выемками укладывается клинкерная  плитка (лицевой стороной внутрь). Также устанавливаются 8 закладных  дюбелей специальной конструкции  (через них термопанель монтируется на стене). Для каждой плитки – собственная ячейка. Это обеспечит неподвижность плитки при формовании, соответственно точность швов и неизменность расположения кирпичиков во всех термоплитах, отлитых в данной форме.
	2. Затем насосная станция подает  два компонента: «А» (полиол) и «Б» (изоционат) в заливочную головку, где жидкости смешиваются, после чего жидкий пенополиуретан разливается по поверхности уложенных в форме клинкерных плиток.
3. Начинается химическая реакция,  при которой жидкость увеличивается  в объеме в 18 раз, заполняет  все пространство в форме. В этот момент форму следует закрыть, иначе пена выльется из формы.. Уложенные на дно формы «кирпичики» по всей своей площади и на половину высоты соприкасаются с расширяющимся ППУ, следовательно, объединяются с ним в единое целое.

Продолжение таблицы 2.1

	4. Проходит необходимое время  (пенополиуретан должен «созреть» в форме). Затем крышка оснастки поднимается. В форме находится термоплита. Лежит она «утеплителем наружу». А кирпичики – клинкеры находятся на ее нижней стороне.
5. Термоплита вынимается из формы. Теперь пенополиуретан и клинкерная плитка образуют единую систему. Остается срезать облой. Затем термопанель должна еще сутки вылежаться на теплом складе, где их укладывают штабелями на поддоны.

 

Фасадные термопанели являются привлекательной альтернативой штукатурке, сайдингу, кирпичной кладке, керамической плитке. Пенополиуретан по сравнению с другими теплоизоляционными материалами имеет особо благоприятное сочетание тепло-, влагоизоляционных свойств, самый низкий коэффициент теплопроводности высокие прочностные и термические характеристики. Пенополиуретаны находят разнообразное применение в различных сферах деятельности благодаря своим уникальным свойствам. Пенополиуретан практически не насыщается влагой (влагопоглощение составит не более 1-3 % по объему), но в то же время "дышит", т.е. пропускает избыток влаги, содержащийся в воздухе помещений, в окружающую среду.

Далее сравним различные  варианты фасадных решений, по таким  критериям как: элементы монтажа  системы, долговечность, эстетический вид, уникальность и время монтажа. Сравнение процесса монтажа показано в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2

Сравнение процесса монтажа различных фасадных решений

	Термопанели	Штукатурка	Сайдинг	Кирпичная кладка	Керамическая плитка
Элементы монтажа	Монтаж плит "все в одном" и затирка	Пароизолятор - Утеплитель - Сетка - Черновая штукатурка - Чистовая штукатурка - Краска	Пароизолятор - Утеплитель - Сетка - Профили - Сайдинг	Укрепление фундамента под стенами - Пароизолятор - Утеплитель - Сетка - Кирпича	Пароизолятор - Утеплитель - Сетка - Черновая штукатурка - Клей - Плитка
Долговечность	25-30 лет	Выгорает, осыпается (максимум 5 лет)	Хрупкий и ломкий, выгорание цвета	Самый долговечный	Недолговечный: плитки не скреплены  в единую систему, клей в условиях с повышенной влажностью разрушается
Эстетический вид	Вид идеальной кирпичной кладки	Искусственность	Искусственность и пластмассовость	Кирпичная кладка	Вид кирпичной кладки
Уникальность	Уникальный вид за счет богатой  расцветки клинкера	Очень распространен	Очень распространен	Уникальный вид	Уникальный вид
Время монтажа 200м.кв.	3-4 недели	7-8 недель	4-5 недель	5-6 недель (без укрепления фундамента)	7-8 недель

 

Как видно из таблицы фасадные термопанели являются серьезным конкурентом на рынке утепления фасадов.

Большинство производителей начали выпускать фасадные панели в последние 2-3 года. Данная технология активно распространяется и является прямым конкурентом системам фасадной теплоизоляции в сегменте малоэтажного строительства (особенно системам штукатурного типа на пенополистироле).

 

 

2. Варианты используемого в проекте оборудования

 

В данной дипломной работе рассмотрено три варианта производственного  оборудования. Варианты оборудования располагаются для удобства в порядке возрастания цены и степени автоматизации процесса производства. Первый вариант является самым дешевым, потребляет меньше всего электроэнергии и так же является менее всего технологически автоматизированным, то есть для нормальной работы требуется больше производственного персонала, чем для других вариантов проекта.Третий вариант оборудования является самым дорогим и технически совершенным (требуется меньший расход сырья на смывку компонентов и смазку форм) Процесс производства максимально автоматизирован, в процессе производства участвуют минимальное количество персонала.

Рассмотрим подробнее  варианты проекта:

 

Вариант 1

Российское недорогое  оборудование компании «Новые Строительные Технологии» (НСТ). В установке используется смеситель низкого давления, время  перемешивания компонентов сырья  составляет 1 минуту. В общую камеру, где вращается мешалка, по отдельности непрерывно поступают компоненты «А» и «Б», которые совместно проходят зону смешения и удаляются наружу. Низкое давление в камере позволяет получить технически и технологически менее сложное, негабаритное и мобильное оборудование, стоимость которого на порядок меньше больших заливочных машин высокого давления. При этом такие установки ограничены относительно малой производительностью (до 30 литров/мин.) и коротким расстоянием горизонтального полета струи без отклонений. Производительность оборудования составляет 10000 термопанелей в год (при работе в 1 смену). Очистка смесительной камеры от остатков сырья после заливки происходит растворителем под давлением. Из отличительных особенностей установки следует отметить не высокую стоимость и низкое энергопотребление. Смесительная установка низкого давления компании «НСТ» представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1. Смесительная установка низкого давления компании «НСТ»

 

1. Заливочная Головка; 

2.Пульт Управления;

3. Гидропневмобак;

4. Емкость компонента  «Б» (изоционат);

5. Забор компонента «Б»; 

6. Вброс компонента «Б» в емкость;

7. – Манипулятор;

8. Вброс компонента «А» (полиол) в емкость;

9. Забор компонента «А»  (полиол);

10. Емкость компонента  «А» (полиол);

11. Компрессор;

12. Насосная станция «ПЕНАТМ-98;

13. Подача компонента «А»  (полиол) к ЗГ;

14. Подача компонента «Б»  к ЗГ;

15. электропульт насосной станции.

 

Вариант 2

Профессиональное заливочное оборудование компании «Полимертехнологии КС», которая занимается продвижением на рынок технологий и оборудования теплоизоляции и звукоизоляции с помощью современного оборудования, позволяющего получить в заданной пропорции качественное смешивание компонентов системы, необходимую температуру их нагрева и способного создавать требуемое давление.

Электрогидравлическая дозирующая установка Evolution G-250 H предназначенаудовлетворить самым высоким стандартам в области заливки промышленных полиуретанов на основе двухкомпонентных систем, с учетом высокой точности и качества смешения химических компонентов. Специальная конфигурация установки облегчает легкий доступ к ее узлам, гарантирует удобное управления и минимизирует временные затраты на ТО.

Evolution G-250 H - промышленная электрогидравлическая дозирующая (рис. 2.2) установка повышенной мощности, позволяющая эффективно заливать пенополиуретан с высокой степенью точности смешения и стабильностью потока.

 

Рисунок 2.2. Электрогидравлическая дозирующая

установка Evolution G-250 H

 

Отличительные особенности:

• профессиональная установка для промышленного использования;
• высокая мощность и производительность;
• высокая точность смешения, стабильность потока, надежность работы за счет гидравлической системы;
• универсальность применения.
• наилучшее решение для обеспечения выполнения большого объема работ в сжатые сроки;

Панель управления представляет собой сенсорный экран, обеспечивающий контроль над всеми рабочими параметрами  при помощи специально разработанного программного обеспечения. Система  сигнализации предупреждает возникновение  сбоев в процессе заливки, обеспечивая оптимальный расход материалов и безопасность оператора.

 

Вариант 3

Китайское профессиональное оборудование «PolyurethaneMachineryCo»с конвейером карусельного типа с формами для отливки и ленточный конвейер для отправки изделий для допекания в печь.

Двухкомпонентная Литьевая Машина для формования полиуретана  с высокимдавлением это – специфическое оборудование, применяемое для производства различных изделий из полиуретанового пластика.Принцип работы следующий: жидкие мономеры или преполимеры согласно соотношению компонентов смеси доставляются в смесительную головку для смешивания, после – заливаются в форму.

Конвейерная Линия Модели Х это – специфическое вспомогательное  оборудование для производства различных  изделий из полиуретанового пластика. Линия предназначена для транспортировки  сырья из литьевой машины в закаливающую печь для прогрева и вулканизации, при транспортировке используются небольшие каретки.

Закаливающая печь обладает хорошими изоляционными свойствами и оснащена воздушными завесами по обеим сторонам. Каждый элемент имеет  вентилятор для снижения выработки  энергии. Конвейерная линия оснащена также электрическими спиральными  катодами, которые фиксированы вверху печи и предназначены для нагревания. Вентилятор обдувает материалы горячим  воздухом, таким образом температура приходит в норму и сырье достигает необходимого созревания. Внешний вид оборудования представлен на рисунке 2.3.

 

Рисунок 2.3. Профессиональное оборудование «PolyurethaneMachineryCo»

 

Сравним представленные варианты оборудования по таким критериям  как: производительность, цена установки, расход сырья и материалов, а так же затраты на электроэнергию и количество требуемого рабочего персонала. Процесс сравнения трех вариантов оборудования представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Сравнение трех вариантов  по различным критериям

Оборудование	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
1	2	3	4
Тип оборудования	Насосная дозирующая установка  низкого давления	Профессиональная электрогидравлическая  дозирующая установка	Дозирующая установка высокого давления с автоматизированной конвейерной  линией
Производительность	10000 шт/год	12000 шт/год	15000 шт/год
Цена	850 т.р.	1020 т.р.	1600 т.р.
Тип смесителя	Низкого давления	Высокого давления	Высокого давления
Время перемешивания компонентов	1 мин	1 мин	0,1 мин
Система очистки	Растворитель под давлением	Горячая вода под давлением воздуха	Горячая вода под большим давлением
Время очистки	1 мин	1 мин	0,2 мин
Заливка сырья в емкости	Используется дополнительный бочковойнасос	Используется насос установки	Используется насос установки
Расход электроэнергии	11 кВт	15 кВт	36 кВт
Расход ППУ на 1 изделие	одинаковый
Расход смазки	0,2 кг/изд	0,1 кг/изд	не требуется
Количество работников установки	1 оператор + 3помощника + 3 грузчика	1 оператор + 2помощника + 2 грузчика	1 оператор + 1 помощник + 2 грузчик
Расход растворителя на 1 смывку	0,25 литра	нет	нет
Формы	Обычные ручные пресс-формы	Ручные пресс формы с антиадгезионным покрытием	Автоматические пресс формы  с Фторэпоксидным покрытием FLK-9