Dobór grubości izolacji wg PN-EN ISO 12241

Norma PN-EN ISO 12241 "Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych -- Zasady obliczania" to biblia dla każdego inżyniera zajmującego się izolacjami technicznymi. Określa ona zasady obliczania przepływu ciepła przez izolację dla rur, kanałów i zbiorników.

Dlaczego ta norma jest tak ważna?

W przeciwieństwie do budownictwa ogólnego, w przemyśle mamy do czynienia z ogromnym zakresem temperatur (od -160°C w LNG do +600°C w energetyce) oraz z geometrią cylindryczną (rury). ISO 12241 dostarcza ujednoliconych wzorów, które pozwalają na:

• Obliczenie strat ciepła (oszczędność energii).
• Określenie temperatury powierzchni (BHP - ochrona przed oparzeniem).
• Zapobieganie kondensacji pary wodnej (izolacje zimnochronne).
• Obliczenie zmiany temperatury medium w rurociągu.

Kluczowy wzór: Rura cylindryczna

Dla rur wzór na strumień ciepła jest bardziej skomplikowany niż dla ściany płaskiej, ponieważ powierzchnia wymiany ciepła rośnie wraz z grubością izolacji. Strumień ciepła ql (na metr bieżący) wyraża się wzorem:

Gdzie:

• Ti - temperatura medium [°C]
• Ta - temperatura otoczenia [°C]
• D1 - średnica wewnętrzna izolacji (zewnętrzna rury) [m]
• D2 - średnica zewnętrzna izolacji [m]
• λ - współczynnik przewodzenia ciepła izolacji [W/(m·K)]
• αe - współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej [W/(m²·K)]

Co wpływa na grubość izolacji?

Dobierając izolację, musisz wziąć pod uwagę trzy główne kryteria:

1. Kryterium ekonomiczne

Szukamy takiej grubości, przy której suma kosztów inwestycji (materiał + montaż) i kosztów strat ciepła w cyklu życia jest najniższa. Zazwyczaj jest to grubość rzędu 50-100mm dla typowych instalacji ciepłowniczych.

2. Kryterium bezpiecznej powierzchni (BHP)

Temperatura płaszcza zewnętrznego nie powinna przekraczać 50-60°C, aby pracownik, który przypadkowo dotknie rury, nie uległ poparzeniu. Wymaga to często grubszej izolacji niż wynikałoby to z rachunku ekonomicznego.

3. Kryterium kondensacji (punkt rosy)

Dla mediów zimnych, temperatura powierzchni izolacji musi być wyższa niż temperatura punktu rosy otoczenia. W przeciwnym razie woda wykropli się na powierzchni, zniszczy izolację i spowoduje korozję rury (CUI - Corrosion Under Insulation).