Izolacje w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej
Ocena użytkowników: / 4
SłabyŚwietny 
Data dodania: 08.05.2007
Spis treści
Izolacje w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej
Strona 1
Page 3
Wszystkie strony
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]:
  • efektywność cieplną zależną od właściwości cieplnych izolacji,
  • stabilność właściwości cieplnych w czasie,
  • niezależność właściwości cieplnych od położenia w ziemskim polu grawitacyjnym,
  • jednorodność i izotropowość właściwości cieplnych,
  • niska zawartość wilgoci i słabe właściwości jej adsorpcji z otoczenia,
  • łatwość uzyskania próżni,
  • zakres temperatur w jakich ma być stosowana izolacja.

         Inne cechy izolacji cieplnych decydujące o ich wyborze to [2]:
  • gęstość (ciężar właściwy),
  • wytrzymałość na nacisk,
  • niska rozszerzalność objętościowa,
  • odporność na szok termiczny, działania płomienia, czynniki chemiczne i erozję,
  • nieszkodliwość dla środowiska (np. związki chlorofluorowęglowe używane jako środki pieniące przy wytwarzaniu niektórych typów izolacji niszczą stratosferyczną warstwę ozonową),
  • 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:
  • warstwy izolacyjnej wykonanej z materiału o wysokiej izolacyjności cieplnej, na przykład wata szklana, wata bazaltowa, wełna mineralna, spieniony poliuretan, spieniony polietylen, spieniony kauczuk syntetyczny, styropian,
  • płaszcza ochronnego chroniącego materiał izolacyjny przed oddziaływaniami zewnętrznymi - w szczególności przed uszkodzeniami mechanicznymi, wilgocią, działaniem agresywnych czynników chemicznych, światłem słonecznym itp.

         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:
  • hamować przenikanie ciepła przez przegrody,
  • zabezpieczać przed możliwością wykraplania się wilgoci na powierzchni i wewnątrz przegrody,
  • zapewniać ciągłość warstwy w całej objętości przegrody,
  • niwelować wpływ niedoskonałości właściwości materiałów poszczególnych warstw (wytrzymałość, palność, ochrona przed gryzoniami itp).,
  • 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:

    TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE


  •  

    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

    Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

    CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

    KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

    MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

    INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.