Izolacje termiczne w zastosowaniach przemysłowych

W izolacjach przemysłowych bardzo ważny jest odpowiednio dobrany i szczelnie wykonany płaszcz ochronny.
W izolacjach przemysłowych bardzo ważny jest odpowiednio dobrany i szczelnie wykonany płaszcz ochronny.
Fot. J. Sawicki

Podstawą oszczędzania energii w instalacjach w energetyce i przemyśle jest dobrze zaprojektowana i należycie wykonana izolacja termiczna. Zagadnienie to ściśle wiąże się z ochroną środowiska – mniejsze straty ciepła i chłodu oznaczają lepsze wykorzystanie energii, mniejsze zużycie paliw i mniejszą emisję zanieczyszczeń do atmosfery. To z kolei przekłada się na wyniki ekonomiczne prowadzonych procesów.

W artykule:

• Znaczenie izolacji przemysłowych
• Przepływ ciepła a straty energii
• Kryteria doboru izolacji
• Obliczanie optymalnych parametrów
• Ekonomiczna grubość izolacji
• Czas zwrotu inwestycji

Każdy z wymienionych wyrobów ma określone właściwości związane z ograniczeniem przepływu ciepła, które wynikają z jego struktury. Ważne jest pochodzenie materiału oraz sposób jego wytwarzania.

W najnowszych systemach izolacyjnych dąży się do zmniejszenia wartości współczynnika przewodzenia ciepła, ograniczenia ciężaru objętościowego, zwiększenia porowatości zamkniętej, ograniczenia zdolności absorpcyjnych wilgoci z otoczenia i wydłużenia czasu zachowania początkowych właściwości fizycznych.

Żeby warstwy izolacyjne mogły trwale pełnić swoją funkcję, muszą być także dostatecznie chronione przed negatywnym działaniem zewnętrznych czynników mechanicznych i wilgoci.

W izolacjach przemysłowych bardzo ważny jest odpowiednio dobrany i szczelnie wykonany płaszcz ochronny. Może to być:

Wzrost efektywności gospodarowania energią jest podstawą europejskiej polityki energetycznej, która koncentruje się przede wszystkim na poprawie sprawności urządzeń wytwarzających energię, a także na działaniach zmierzających do ograniczenia strat w procesie wytwarzania, przesyłu i wykorzystania. Jednym z narzędzi służących wdrażaniu oszczędności energii są audyty energetyczne przedsiębiorstw, obejmujące m.in. funkcjonowanie instalacji przemy­słowych.

Znaczenie izolacji przemysłowych

Izolacje przemysłowe stosowane są w instalacjach i urządzeniach, w których istnieje potrzeba zapewnienia określonej temperatury i ograniczenia strat ciepła, np. w przemyśle chemicznym i petrochemicznym.

Stosowanie izolacji wynika także z konieczności oszczędzania energii, m.in. w urządzeniach wytwarzających i przesyłających energię cieplną (kotłach, rurociągach cieplnych, turbinach).

Warstwa izolacyjna umożliwia także bezpieczną obsługę urządzeń i insta­lacji (ochrona przed poparzeniem).

Ponadto istnieją procesy chemiczne i metody magazynowania niektórych substancji wymagające utrzymywania niskich lub bardzo niskich temperatur (np. LNG). Należy wówczas zastosować izolację zimnochronną, która uniemożliwi przepływ ciepła z otoczenia do wnętrza urządzenia, w którym może panować temperatura nawet –150°C. Jest to niezwykle trudne zadanie.

Również w odniesieniu do izolacji zimnochronnej wzrost wartości współczynnika przewodzenia ciepła zmniejsza jej wydajność.

Powstałe w maju 2008 r. Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Izolacji Przemysłowych (www.pswip.pl) stara się upowszechniać wiedzę dotyczącą znaczenia izolacji przemysłowych oraz technik izolacyjnych, inicjować postęp techniczny w tej dziedzinie, nawiązywać współpracę z producentami materiałów izolacyjnych w zakresie wymiany informacji i doświadczeń, edukować kadrę inżynieryjno-techniczną oraz wpływać na rozwój szkolnictwa zawodowego (także dla własnych potrzeb – w celu zabezpieczenia wykwalifikowanego potencjału produkcyjnego).

Fot. 1. Obraz termowizyjny rur przesyłowych; fot. Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Izolacji Przemysłowych
Fot. 1. Obraz termowizyjny rur przesyłowych; fot. Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Izolacji Przemysłowych

Przepływ ciepła a straty energii

Zjawisko przepływu ciepła jest w wielu przypadkach niepożądane, powoduje bowiem straty energii, przyczynia się do zmniejszenia sprawności procesów wykorzystujących ciepło oraz uniemożliwia ochronę przed nadmierną temperaturą (fot. 1).

Wiadomo, że całkowite wyeliminowanie przepływu ciepła między ośrodkami o różnych temperaturach nie jest możliwe. Zadaniem techniki izolacyjnej jest zmniejszenie gęstości strumienia ciepła przepływającego od ciała (ośrodka) A do ciała (ośrodka) B. Można to osiągnąć dzięki zastosowaniu odpowiednich warstw materiałów mających szczególne właściwości fizyczne.

Przepływ ciepła w warstwie izolacyjnej jest wynikiem wielu złożonych procesów i odbywa się trzema różnymi pod względem fizycznym sposobami, a mianowicie: przewodzeniem, przejmowaniem drogą konwekcjipromieniowaniem cieplnym.

Kryteria doboru izolacji

Odpowiednio dobrana izolacja przemysłowa wpływa nie tylko na oszczędność kosztów energii, lecz także na prawidłowe działanie instalacji technologicznej.

Wymiary i rodzaj izolacji powinny być tak dobrane, żeby zapewnić:

  • jak najmniejsze straty ciepła do otoczenia,
  • utrzymanie temperatury powierzchni zewnętrznej aparatu lub rurociągu na odpowiednio niskim poziomie,
  • utrzymanie temperatury procesu wewnątrz aparatu lub nośnika ciepła na jak najwyższym poziomie.

O wyborze rodzaju izolacji i jej grubości decyduje wiele czynników. Można je podzielić na trzy grupy:

  • cieplne,
  • techniczne, wynikające z warunków zastosowania,
  • technologiczne ekonomiczne.

Aby izolacja była w pełni skuteczna, powinna spełniać przynajmniej podstawowe wymogi, do których zalicza się:

  • efektywność cieplną, zależną od właściwości zastosowanych materiałów (niskiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła l),
  • stabilność właściwości cieplnych w czasie,
  • niezależność właściwości cieplnych od położenia geograficznego,
  • niską zawartość wilgoci i małą zdolność jej absorpcji z otoczenia,
  • łatwość uzyskiwania próżni (dotyczy to zarówno materiałów włóknistych, jak i porowatych),
  • odporność na szybkie zmiany temperatury.

W związku z tymi wymaganiami niezbędnymi cechami materiałów izolacyjnych są:

  • gęstość właściwa materiału izolacyjnego,
  • właściwości wytrzymałościowe,
  • rozszerzalność objętościowa,
  • odporność na szok termiczny,
  • nieszkodliwość dla człowieka,
  • nieszkodliwość dla środowiska.

Obecnie najczęściej stosuje się materiały izolacyjne:

1. należące do grupy materiałów włóknistych

  •  wyroby z wełny mineralnej, jak: wełna luzem, mata termoizolacyjna, mata lamelowa, filc termoizolacyjny, płyta termoizolacyjna, płyta lamelowa, płyta termoizolacyjna warstwowa, materac izolacyjny, otulina termoizolacyjna, kształtka termoizolacyjna, 
  • sznur termoizolacyjny w oplocie lub okładzinie,
  • ceramiczne włókniste materiały ogniotrwałe,
  • włókna glinokrzemianowe,
  • włókniste wykładziny glinokrzemianowe, z twardej pianki poliuretanowej (PUR), z pianki poliizocyjanurowej (PIR), pianki nakładane przez bezpośredni natrysk, elastyczne wyroby z pianki poliuretanowej (PUF), styropian (EPS), polistyren ekstrudowany (XPS),wyroby z pianki mocznikowo-formaldehydowej, wyroby z elastycznej pianki melaminowej, spieniony kauczuk nitrylowy, sztywna pianka fenolowa, wyroby z pianki polietylenowej, wyroby ze szkła piankowego, aerożele, ceramiczne materiały porowate, mikroporowate materiały krzemionkowe, silikatowe wyroby porowate

2. należące do grupy materiałów ziarnistych wyroby: z ziemi okrzemkowej, oparte na tlenkach glinu i magnezu, tlenkach cyrkonu, perlit, aerożele sproszkowane, wyroby na bazie korka, granulowany polistyren itp.,

3. należące do grupy izolacji panelowych i próżniowych (VIP),

4. składające się z materiałów należących do różnych grup, tworzące system warstwowy, np. otuliny z wełny mineralnej otoczone otulinami z poliuretanu i osłonięte przyklejoną folią aluminiową.

Każdy z wymienionych wyrobów ma określone właściwości związane z ograniczeniem przepływu ciepła, które wynikają z jego struktury. Ważne jest pochodzenie materiału oraz sposób jego wytwarzania.

W najnowszych systemach izolacyjnych dąży się do zmniejszenia wartości współczynnika przewodzenia ciepła, ograniczenia ciężaru objętościowego, zwiększenia porowatości zamkniętej, ograniczenia zdolności absorpcyjnych wilgoci z otoczenia i wydłużenia czasu zachowania początkowych właściwości fizycznych.

Żeby warstwy izolacyjne mogły trwale pełnić swoją funkcję, muszą być także dostatecznie chronione przed negatywnym działaniem zewnętrznych czynników mechanicznych i wilgoci.

W izolacjach przemysłowych bardzo ważny jest odpowiednio dobrany i szczelnie wykonany płaszcz ochronny. Może to być płaszcz mokry (w pomieszczeniach zamkniętych) lub płaszcz suchy z blachy, najczęściej stalowej ocynkowanej albo aluminiowej.

Dobór blachy przeznaczonej na płaszcz ochronny zależy od warunków pracy płaszcza.
W otoczeniu zewnętrznym (w środowisku) narażonym na działanie czynników chemicznych stosuje się blachę aluminiową. Materiał ten jest jednak niewystarczający do zapewnienia ochrony mechanicznej.
Blacha stalowa natomiast skuteczniej chroni izolację pod względem mechanicznym, nie jest za to odporna na chemiczne oddziaływanie środowiska.

Warto przeczytać: Jak projektować budynki według aktualnych warunków technicznych
E-Book [PDF] >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

 

   27.09.2017

Komentarze

(1)
Krzysztof J. | 11.03.2019, 12:55

Witam, Bardzo ciekawy artykuł o stosowanych w przemyśle materiałach izolacyjnych. Dla tych którzy chcieliby pogłębić wiedzę na temat izolacji stosowanych w przemyśle polecam stronę polskiego producenta. Na stronie vitcas wyszczególniono kilka sztandarowych produktów z zakresu termoizolacji.

   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl