Systemy grzewcze. Jak dobrać grubość izolacji?
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.
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 wymagania graniczne przedstawione w tabeli 1. (patrz: galeria zdjęć)
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.
– 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:
e1= [(D * (D + 2e / D) λ1 / 0,035) -D)] / 2
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/(m2·K)].
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 obliczenia zawarte w tabeli 2 (patrz: galeria zdjęć). Tabela ta 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.
