Jak dobrać grubość izolacji w systemach grzewczych?

2018-02-19 10:55:50

W większości przypadków celem zastosowania izolacji technicznych w systemach HVAC jest chęć zaoszczędzenia energii. Grubość materiału staje się wówczas wypadkową wymagań technicznych oraz ekonomicznej oceny, która zapewni najniższy roczny koszt eksploatacji. Wraz z ekspertem Paroc podpowiadamy, jak dokonać optymalnego wyboru.

Jak dobrać grubość izolacji w systemach grzewczych?

Dobór odpowiedniego rozwiązania dla systemów grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych reguluje Załącznik nr 2 do Warunków Technicznych. Choć najnowsza nowelizacja rozporządzenia weszła w życie z początkiem stycznia, to z punktu widzenia minimalnych grubości izolacji bardziej interesować nas będą modyfikacje w przepisach z 2014 roku.

Zgodnie z owymi wytycznymi, izolacja cieplna przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej (w tym przewodów cyrkulacyjnych), instalacji chłodu oraz ogrzewania powietrznego powinna spełniać następujące wymagania graniczne:

Tabela 1.: Wymagania minimalne izolacji cieplnej przewodów i komponentów

Jak obliczyć grubość izolacji dla innego materiału izolacyjnego?

Analizując powyższe wymagania, projektantowi od razu nasuwa się kilka pytań. Najważniejsze z nich odnosi się do właściwości termicznych samego materiału izolacyjnego, który niekoniecznie musi się przecież cechować współczynnikiem przenikania ciepła na poziomie λ = 0,035 W/m2K. Zwłaszcza, że nie sprecyzowano, dla jakiej temperatury instalacji ów współczynnik ma się odnosić.

W większości przypadków celem zastosowania izolacji technicznych w systemach HVAC jest chęć zaoszczędzenia energii

- "Choć ostatnie zmiany w zakresie minimalnych wymaganych grubości izolacji liczą już sobie cztery lata, echa wątpliwości słychać do dziś, śledząc fora specjalistyczne czy indywidualne zapytania kierowane do producentów." – mówi Michał Nękanowicz, Doradca Techniczny ds. Współpracy z Biurami Projektowymi w Paroc Polska.

- "W takim wypadku cennych informacji na temat wymaganej grubości izolacji dostarcza norma PN-B-02421:2000." – dodaje.

Norma PN-B-02421:2000 Ogrzewnictwo i ciepłownictwo -- Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń -- Wymagania i badania odbiorcze podaje wzór, dzięki któremu obliczymy właściwą grubość materiału:

gdzie:
e - grubość izolacji określona zgodnie z WT [mm],
D - średnica zewnętrzna izolowanego przewodu [mm],
λ1 - współczynnik przewodzenia ciepła materiału w temperaturze 40°C [W/(m2K)].

Jakie straty ciepła zachodzą dla poszczególnych grubości izolacji?

Fizyczna grubość izolacji ma wpływ na wielkości strat ciepła z układu, a w konsekwencji – na koszty eksploatacji instalacji grzewczej. Zamiast żmudnych kalkulacji, projektanci i konstruktorzy sieci HVAC mogą skorzystać z profesjonalnych programów obliczeniowych. Tutaj pomocy udzielają sami producenci izolacji – na przykład Paroc, który dostarcza znane i cenione wśród fachowców oprogramowanie PAROC Calculus.

O tym, jak istotny jest dobór właściwego rozwiązania termoizolacyjnego, świadczą poniższe obliczenia. Tabela prezentuje straty ciepła oraz temperatury zmierzone na przewodach grzewczych zaizolowanych matą PAROC Hvac Lamella Mat AluCoat o grubości od 15 do 140 mm, przy temperaturze czynnika równej 100°C.

Uwaga! Zawartość merytoryczna wynika z obliczeń według uśrednionych parametrów dla instalacji umiejscowionej wewnątrz budynku, w warunkach temperatury otoczenia 20°C. Do obliczenia strat ciepła na metr długości przyjęto ponadto poziomy emisji dla powierzchni metalicznych (nmet) = 0,9 i dla powierzchni metalicznych (met) = 0,4. Do obliczeń ostatecznych należy wykorzystać dane uwzględniające pełną charakterystykę projektu.

Tabela 2.: Straty ciepła i temperatury powierzchni okrągłych izolowanych matą PAROC Hvac Lamella Mat AluCoat przy temperaturze czynnika 100°C.