Izolacje w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej |
Data dodania: 08.05.2007 | |||||
O ekonomiczności składowania i niezawodności pracy urządzeń chłodniczych w wielu przypadkach decyduje właściwie dobrana i wykonana izolacja rurociągów, zbiorników, przegród budowlanych, konstrukcyjnych, osłon maszyn i aparatów. W artykule przedstawiono ważniejsze problemy związane z zagadnieniem zasad konstruowania materiałów izolacyjnych i nierozłącznie związany z tym temat wymiany ciepła (przewodzenie, konwekcja i promieniowanie) i masy (dyfuzja pary wodnej).
Umownie izolacjami nazywamy takie materiały, dla których współczynniki przewodzenia ciepła są mniejsze niż 0,3 W/m.K ( l <0,3) - rys. 1. Najczęściej są to materiały niejednorodne, wieloskładnikowe, których skład i konstrukcja w istotny sposób wpływa na udział różnych rodzajów przekazywania ciepła w całkowitym strumieniu przepływającym przez materiał. Rodzaj, grubość, technologia wytworzenia materiału izolacyjnego w każdym przypadku zależy od konkretnego zastosowania. Związane jest to z problemem oszczędności energii i ochroną przed wpływem wysokiej (lub niskiej) temperatury. Dotyczy to wszystkich rozwiązań technicznych, gdzie istnieje potrzeba ograniczenia przepływu ciepła: począwszy od kriogeniki, chłodnictwa, poprzez budownictwo, ciepłownictwo aż po metalurgię, energetykę, pożarnictwo, przemysł chemiczny a ostatnio heliotechnikę [2,5]. Należy pamiętać, że nie jest możliwe całkowite wyeliminowanie przepływu ciepła pomiędzy ciałami o różnych temperaturach, istnieją natomiast możliwości zmniejszenia jego intensywności [3]. Wymagania stawiane izolacjom w chłodnictwie i klimatyzacji O wyborze rodzaju i grubości izolacji decydują różne czynniki. Można je podzielić na trzy grupy: cieplne, czynniki związane z innymi niż cieplne właściwościami fizycznymi oraz czynniki technologiczne i ekonomiczne. Do wymagań cieplnych można zaliczyć [2]: Inne cechy izolacji cieplnych decydujące o ich wyborze to [2]: nieszkodliwość dla człowieka (np. znane są właściwości rakotwórcze izolacji azbestowych, szkodliwe jest również osadzanie się w płucach, podczas wdychania, włókien o średnicy poniżej 2 mm i długości około 5 m wykonanych z innych materiałów). (...) Izolacja cieplna przewodów rurowych Typowa izolacja cieplna rurociągu składa się z dwóch zasadniczych elementów: Otulina termoizolacyjna najczęściej zawiera w sobie oba wymienione elementy - stanowi więc kompletny system termoizolacji. Produkowany asortyment otulin termoizolacyjnych odpowiada stosowanym w praktyce instalatorskiej średnicom rur, natomiast dostępne grubości otulin pozwalają na izolację czynników o różnych temperaturach. Obliczenia minimalnej grubości dokonuje się w oparciu o normy [6,7]. Dostępne na rynku otuliny termoizolacyjne można sklasyfikować według kilku kryteriów. Pierwsze, najbardziej oczywiste kryterium, to temperatura stosowania otulin. Możemy tutaj wyodrębnić trzy zasadnicze grupy - otuliny pracujące w temperaturach ujemnych i pokojowych, otuliny stosowane do temperatury +95°C oraz otuliny pracujące w wysokich temperaturach (powyżej 100°C). Każda z tych grup, oprócz zasadniczego zadania - ograniczenia strat energii musi charakteryzować się innymi cechami. Na przykład otuliny pracujące na przemian w temperaturze ujemnej i pokojowej muszą dodatkowo chronić przed kondensacją pary wodnej. Stosując izolację cieplną przewodów rurowych w urządzeniach chłodniczych trzeba przede wszystkim ograniczyć straty ciepła i uniknąć wykraplania wody na przewodach rurowych. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby izolacja była przyklejona bez szczeliny. Zapewnia to uniknięcie wnikania wilgoci, jej wykraplania się i przemarzania. Idealnym materiałem izolacyjnym dla przewodów rurowych są elastyczne otuliny wykonane z pianki komórkowej o różnych grubościach ścianek dla określonej długości rur, m.in. Armaflex, Thermaflex. (...) Izolacja cieplna komór chłodniczych Konstrukcja części izolacyjnej pomieszczeń chłodzonych powinna spełniać następujące kryteria: spełniać warunki optymalizacji pod względem ekonomicznym [1]. Materiały stosowane w izolacjach chłodniczych nie mogą przekazywać zapachów przechowywanej masie towarów. Wszelkie spoiwa, zaprawy, warstwy wodoszczelne itp. Nie mogą zawierać fenolu, kresolu, kwasu karbolowego oraz naftaliny. Woń przekazywana przez te substancje produktom żywnościowym czyni je niezdatnymi do spożycia. Temperatura oraz wilgotność panujące w chłodniach sprzyja rozwojowi mikroorganizmów, w szczególności pleśni. Pojawienie się pleśni wpływa nie tylko niszcząco na materiały izolacyjne, lecz również są źródłem zapachu stęchlizny [1,4]. Zmniejszenie strat przenikania ciepła uzyskuje się poprzez wyłożenie wewnętrznej powierzchni ścian i stropów materiałem izolacyjnym, tak aby uzyskać ciągłą, nigdzie nie przerywaną powłokę izolacyjną. Po cieplejszej stronie przegrody budowlanej, zakłada się izolację paroochronną, dobraną i obliczoną do temperatur i wilgotności po obu stronach przegrody. Ma ona na celu nie dopuścić do zawilgocenia materiału izolacji zimnochronnej. Zawilgocenie prowadzi do znacznego obniżenia właściwości izolacyjnych materiału, a w niektórych przypadkach nawet do zniszczenia. Obliczanie grubości izolacji zimnochronnej wielowarstwowych przegród płaskich Współczynnik przenikania ciepła k dla wielowarstwowej przegrody płaskiej określony jest zależnością [5,6]: Stąd grubość izolacji oblicza się ze wzoru:
Obliczoną wartość grubości izolacji zimnochronnej należy zaokrąglić do wymiaru produkowanych elementów. Wykraplanie wilgoci na powierzchni przegrody Przegrody budowlane chłodni oddzielając przestrzenie o dużej różnicy temperatur od strony temperatur wyższych, dzia- łają pod względem cieplnym jak powierzchnie chłodzące. Jeżeli ich temperatura znajduje się poniżej punktu rosy, to na powierzchni wykrapla się para woda, osiadając w po- staci kropli lub szronu. Zjawisko to obserwuje się w chłodniach mających izolację za słabą lub zawilgoconą. Projektując przegrody izolowane, dobrze jest sprawdzić ich współczynnik przenikania ciepła k na punkt rosy. (...) Podsumowując, potrzeba stosowania izolacji termicznych sprowadza się w praktyce do ograniczenia przepływu ciepła przez powierzchnię izolowaną. W przypadku izolacji technicznych konieczność ograniczenia przepływu ciepła wyrażają następujące kryteria: minimalizacja strat cieplnych, ograniczenie spadku temperatury czynników przepływających, zapobieganie kondensacji na powierzchniach wewnętrznych i zewnętrznych izolacyjnych obiektów, zapobieganie odkształceniom termicznym. Ogólny przegląd i charakterystyka materiałów izolacyjnych stosowanych w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej przedstawione zostaną w kolejnej publikacji. CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ: |
POLECAMY WYDANIA SPECJALNE
-
Pompy ciepła 2023-2024
-
Pompy ciepła 2021-2022
-
Pompy ciepła 2022-2023
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023
-
Pompy ciepła 2020-2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020
-
Pompy ciepła 2019-2020
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019