Izolacje techniczne w instalacjach przemysłowych i sieciach komunalnych

Energia cieplna i jej transport są kosztowne. Strat ciepła i chłodu na przewodach instalacyjnych można w dużym stopniu uniknąć. Od roku duże przedsiębiorstwa – jeśli nie mają wdrożonego i certyfikowanego systemu zarządzania energią – powinny raz na 4 lata przeprowadzić audyt energetyczny. Obejmuje on wszystkie aspekty użytkowania energii, w tym: zaopatrzenie (źródła i sieci), użycie energii w obiektach i systemach technicznych, a także eksploatację, czyli przeglądy i konserwację.

Z kolei w kwestii audytów energetycznych małych i średnich przedsiębiorstw dyrektywa 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej zaleca krajom członkowskim UE utworzenie programu zachęt i wsparcia  finansowego. Ustawa o efektywności energetycznej z 20 maja 2016 r. zawiera rozdział pt. Zasady przeprowadzania audytu energetycznego przedsiębiorstwa, ale są to tylko ogólne wytyczne. W  przeprowadzaniu audytów w przedsiębiorstwach pomocna jest norma PN-EN 16247 Audity energetyczne.

Dużego potencjału oszczędności upatruje się m.in. w izolowaniu instalacji przemysłowych z ciepłym i zimnym medium, począwszy od chłodnictwa, poprzez ciepłownictwo i energetykę, po przetwórstwo rolno-spożywcze, przemysł chemiczny i petrochemiczny. Obecnie rzadko zdarzają się inwestycje, w przypadku których kwestie izolowania są brane pod uwagę dopiero podczas rozruchu instalacji. W zależności od specyfiki czynnika płynącego w instalacji wybierać można spośród wielu materiałów zapewniających odpowiednią ochronę, zarówno przed stratami ciepła i chłodu, jak i wykraplaniem się wilgoci, a nawet urazami mechanicznymi. Zbiorniki przemysłowe, rurociągi, urządzenia procesowe, obudowy kotłów, elektrofiltrów, cystern czy kanałów spalinowych wymagają izolacji odpornych na wysoką temperaturę i nie mogą tracić swoich właściwości z powodu drgań i zmiennych warunków otoczenia. Z tego względu stosuje się m.in. otuliny i maty izolacyjne z wełny zbrojonej siatką z tworzyw i folią metalową. Ich zakres stosowania wynosi od –200 dla zastosowań kriogenicznych (jak np. zbiorniki na LNG), poprzez 250 i 400, do nawet 700°C, a współczynnik przewodzenia ciepła to 0,034–0,039 W/(m K). 

W przypadku sieci i instalacji grzewczych powszechnie używanym materiałem jest pianka poliuretanowa z l 0,035–0,037 W/(m K) i maksymalną temperaturą stosowania 140°C. Z kolei do ochrony przed kondensacją pary wodnej w instalacjach z czynnikami chłodniczymi w chłodnictwie i z chłodnym medium w instalacjach przemysłowych używany jest kauczuk syntetyczny. Jest elastyczny i ma zamkniętą strukturę komórkową. Spieniony polietylen to głównie gotowe elementy uformowane pod konkretne rozmiary i otuliny do instalacji i urządzeń w wąskim przedziale temperatur. 

Na rynku są też takie materiały izolacyjne, jak szkło spienione (aluminiowo-krzemianowe)  – wodoszczelna i praktycznie nieściśliwa izolacja z l 0,040−0,050 W/(m K) i temperaturą stosowania od –260 do 430°C, co predysponuje ją do izolacji kominów przemysłowych, podziemnych przewodów rurowych bezpośrednio zasypanych ziemią oraz konstrukcji przystosowanych do niskich temperatur, jak np. lodowiska i podłogi chłodni. Są też aerożele, ogniotrwałe izolacje ceramiczne, materiały krzemionkowe i silikatowe, a nawet izolacje próżniowe.

Przy projektowaniu izolacji w instalacjach przemysłowych brane są pod uwagę różne kryteria. Najważniejsze jest utrzymanie zadanej temperatury medium wewnątrz instalacji czy w urządzeniu, zapewniającej ich prawidłowe działanie, a następnie oszczędność energii oraz temperatura zewnętrzna izolacji (BHP). Istotnym zagadnieniem jest określenie ekonomicznej grubości izolacji. Potrzebna jest do tego informacja producenta o wartościach współczynnika przewodzenia ciepła w całym zakresie temperaturowym w postaci deklarowanej krzywej zależności od temperatury. Przedział stosowania niektórych izolacji jest bowiem bardzo szeroki, np. do 700°C. Krzywa ta jest wymagana w deklaracji własności użytkowych wyrobu, by mógł on zostać wprowadzony na rynek.

W instalacjach przemysłowych istotny jest też dobór izolacji pod względem absorpcji wilgoci z otoczenia – są instalacje z czynnikami chłodnymi i gorącymi, biegnące w obiektach o stałej temperaturze i na zewnątrz. Kolejny aspekt to zapewnienie skutecznej i trwałej osłony izolacji (płaszcza) chroniącej przed działaniem zewnętrznych czynników mechanicznych i wilgoci, a nawet w pewnych przypadkach – jak instalacje chłodnicze – przed promieniowaniem UV. Obok tradycyjnych blach stalowych i aluminiowych stosuje się do tego również tworzywa. 

Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych wymienia, jakie instalacje w budynku powinny być izolowane, a w Załączniku nr 2 określa grubość izolacji w zależności od właściwości materiału izolacyjnego. Kwestie izolacji przemysłowych w zakresie ochrony ciepło- i zimnochronnej montowanej na urządzeniach i obiektach przemysłowych oraz energetycznych, takich jak rurociągi, aparaty, zbiorniki technologiczne i magazynowe, opisuje PN-B-20105:2014-09 Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Wymagania dotyczące projektowania, wykonania i odbioru robót. Norma ta (Załącznik A) podaje jako dopuszczalną maksymalną temperaturę powierzchni zewnętrznej płaszcza ochronnego izolacji 50°C, a w zakresie określania grubości izolacji odsyła do PN-EN ISO 12241:2010 Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Zasady obliczania.

Zawiera ona szczegółowe zasady obliczania właściwości wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych związanych z przenoszeniem ciepła. Podaje też zasady obliczania parametrów istotnych przy projektowaniu instalacji przemysłowych, w tym zmian temperatury w rurach i zbiornikach, czasów chłodzenia i zamarzania, wpływu mostków cieplnych oraz strat ciepła. Opisuje również sposób wyznaczania grubości izolacji termicznej przy zakładanej docelowej temperaturze płaszcza zewnętrznego. 

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!