PergolyKomplexní přehled termoizolačních trubek a izolací
Tepelná izolace potrubí pro rozvody vody a tepla prakticky zabraňuje tepelným ztrátám, a činí tak celý systém více ekonomickým. Energetické ztráty jsou totiž s jejím použitím minimální, což je při cenách energií velmi důležité. Jestliže tedy chcete optimalizovat výdaje (nejen) v domácnosti, pořiďte si tepelnou izolaci potrubí.
Typy izolací potrubí
Mirelon
Mirelon je návleková izolace z pěnového polyetylenu, jež je vhodná pro potrubní rozvody teplé a studené vody. Při objednávání izolací Mirelon je důležité uvádět počet metrů, ne počet trubic.
Dostupné rozměry Mirelon izolací:
- Mirelon Pro Izolace 12/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 12/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 12/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 15/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 15/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 15/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 15/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 18/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 18/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 18/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 18/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 20/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 20/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 20/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 20/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 22/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 22/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 22/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 22/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 22/25 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 25/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 25/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 25/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 25/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 28/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 28/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 28/13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 28/20 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 28/25 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 32 /13 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 32/ 6 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 32/ 9 mm | 1m
- Mirelon Pro Izolace 32/20 mm | 1m
Izotub
Izotub je tepelná izolace na potrubí, která je vyrobena z čedičové vaty (též minerální plsť).
Spony plastové pro izolaci
Spony plastové pro izolaci slouží pro upevnění podélných řezů izolace a zajištění podélných spojů. Balení obvykle obsahuje 100 kusů.
Důležité aspekty návrhu izolace
Kritéria součinitele prostupu tepla "Uo"
Kritérium součinitele prostupu tepla "Uo", které musí podle vyhlášky č. 193 a podle doporučení EU tepelná izolace potrubí splnit, vyvolává u projektantů i řadu dalších otázek. Evropské doporučení určovat součinitele α1 a α2 podle příslušných vztahů a podobnostních kritérií je bez termohydraulického softwaru nereálné.
Čtěte také: Vlastnosti dřevovláknité izolace – požární odolnost
Porovnáním hodnot zjistíme, že chyba není ve volených hodnotách α1 a α2, ale je v samotných doporučených kritériích "Uo", přičemž zjištěná anomálie není zdaleka jediná. Anomálie spočívá v tom, že ve směru toku vody se například přívodní potrubí tepelné sítě zužuje, zatímco vnější průměr izolace se podle kritérií "Uo" v některých případech zvětšuje a v jiných zmenšuje. To je samozřejmě technický problém například při uložení potrubí na kluzných podpěrách, při provádění izolací atd.
Kritérium "Uo" je ale nešikovné i z jiného důvodu. Je totiž vztaženo jen k průměru potrubí, takže tloušťka izolace musí být stejná u všech potrubí stejného průměru, bez ohledu na to, jak teplá voda v trubkách proudí.
Chladová izolace a kondenzace
Pod pojmem chladová izolace se rozumí tepelná izolace chladicích rozvodů, chladicích zařízení, chladíren a mrazíren. Do této skupiny patří i VZT potrubí, která slouží v zimě k nasávání čerstvého vzduchu z exteriéru do VZT jednotky v případě, že potrubí prochází vytápěnou místností. Izolace pro zabránění povrchové kondenzace je nutná všude tam, kde je povrchová teplota potrubí (vzduchovodu, plochy) pod teplotou rosného bodu okolního vzduchu. Za těchto podmínek vodní pára z okolního vzduchu kondenzuje na chladném povrchu, což může způsobit okapávání kondenzátu z povrchu izolace.
Chladicí potrubí či zařízení je nutné izolovat minimálně tak, aby se zvýšila teplota na jeho vnějším povrchu nad teplotu rosného bodu okolního vzduchu. I při tomto stavu však stále dochází k prostupu vodní páry izolací směrem k chladnému povrchu. Vzduch, který nás obklopuje, se skládá z různých plynů, souhrnně označovaných jako suchý vzduch, a též z vodní páry. Tuto dvousložkovou směs potom označujeme jako vlhký vzduch. Směs s různým poměrem suchého vzduchu a vodní páry má různý parciální tlak (čím vyšší teplota a vyšší vlhkost vzduchu, tím vyšší parciální tlak). Schopnost vzduchu absorbovat vlhkost ve formě vodní páry je však omezená. Čím je vzduch teplejší, tím je schopen vstřebat více vody.
To v praxi znamená, že vzduch s určitou teplotou a určitým obsahem vodní páry se v blízkosti potrubí, které má povrchovou teplotu nižší, než je teplota okolního vzduchu, ochlazuje. Při ochlazování neklesá obsah přítomné vodní páry (měrná vlhkost x je konstantní). Ihned, když se dosáhne teploty, kdy je vzduch stoprocentně nasycen vodní párou, dojde ke kondenzaci. Tuto teplotu potom nazýváme teplota rosného bodu. Při dalším ochlazování vzduchu se už část vody nebude absorbovat ve formě vodní páry a stane se z ní kapalná voda.
Čtěte také: Kročejová izolace a její použití
Klesne-li teplota procházející vodní páry pod teplotu rosného bodu, voda kondenzuje a vytváří v izolačním materiálu vlhkost, která zvyšuje tepelnou vodivost izolace.
Minimalizace tepelných ztrát
Minimalizace tepelných ztrát (u chladicích zařízení se brání přijímání energie z okolního prostředí). Na toto kritérium se často nebere ohled a při návrhu se dbá „jen“ o zamezení kondenzace na povrchu. To však znamená, že bude docházet k nežádoucímu oteplování teplonosné látky dopravované potrubím. Účelem co největší tloušťky izolace tedy není bojovat proti plýtvání energií, ale zachovat akceschopnost celého chladicího zařízení.
Tepelněizolační látky
Podstatou tepelněizolačních látek je uzavření plynu (nejčastěji vzduchu) do malých prostorů - pórů - nebo vytvoření takové prostorové struktury, která uzavírá velký objem plynu (vzduchu), nedovoluje však přitom jeho pohyb - zamezuje proudění uvnitř struktury izolace. Pevná substance může mít formu více či méně uzavřených pórů (například u polystyrenu) nebo formu sypkého (například u perlitu) či vláknitého prostředí (u minerálněvláknitých izolací). Účinnost takových izolací je tím lepší, čím je méně pevné substance v prostoru, tedy čím jsou, zjednodušeně řečeno, stěny pórů tenčí, nebo čím je vzájemný dotek vláken u minerálních plstí méně častý a jen bodový.
Tepelněizolační látky se často využívají v prostředí, kde může souhra parciálních tlaků, resp. relativní vlhkosti vzduchu a povrchových napětí přítomných látek, vyvolat místní kondenzaci vody. Vzhledem k tomu, že tepelná vodivost vody je lvody = 0,6 W/(m . K) (což je pětadvacetkrát větší hodnota než tepelná vodivost suchého nehybného vzduchu) a že při její případné přeměně na led (u chladírenských zařízení) se dále zvětšuje na lledu = 2,3 W/(m . K), dochází k výraznému ovlivnění tepelné vodivosti látky v porovnání s jejím suchým stavem. Obecně se uvádí, že 1 % zvýšení vlhkosti znamená navýšení tepelné vodivosti o 4 až 6 %.
Z těchto důvodů je tedy pro zachování správné a trvalé funkce izolace nevyhnutelné předejít jejímu možnému navlhnutí.
Čtěte také: Informace o úpravě povrchu dřevovláknité izolace
Vliv relativní vlhkosti a proudění vzduchu
Vliv relativní vlhkosti se při návrhu tloušťky izolace potřebné k zabránění kondenzace často podceňuje. Čím je vyšší vlhkost, tím větší musí být tloušťka izolace, pokud všechny ostatní podmínky zůstanou beze změny. Proudění významně přispívá ke zvýšení součinitele prostupu tepla. Čím rychleji proudí okolní vzduch, tím více tepla se přenese a tím menší riziko kondenzace hrozí. V praxi je proto nutné zabezpečit dostatečné odstupové vzdálenosti potrubí mezi sebou a potrubí od stěny (min. 100 mm). Pokud nebudou dodrženy, izolace se jednak náročně instaluje a jednak hrozí nebezpečí vytvoření zóny s téměř nulovým prouděním.
Vliv emisivity povrchu izolace
Povrch s vysokou emisivitou (kaučuk bez opláštění) pohlcuje mnohem více tepelné energie než povrch s nízkou emisivitou (hliníková fólie). S narůstající emisivitou tedy dochází ke zvýšení povrchové teploty izolace, což znamená, že klesá nezbytná tloušťka izolace na zabránění povrchové kondenzace. U běžných relativních vlhkostí do 60 % je vliv emisivity téměř zanedbatelný.
Ekonomická tloušťka izolace
Ekonomická tloušťka izolace je definována jako tloušťka, u níž je součet nákladů na tepelné ztráty a investičních nákladů na izolaci minimální. Prakticky to znamená hledání účelného kompromisu mezi oběma protichůdně působícími vlivy - mezi součtem přínosů a ztrát spojených s pořízením a provozem tepelné izolace.
Termočlánek a jeho izolace
Termočlánek je speciální měřicí převodník, ve kterém se tepelná energie přeměňuje z vnějšího zdroje na elektrickou energii. Konstrukce termočlánku je založena na spojení dvou vodičů z různých kovů do jednoho spoje. Koncepce termočlánku je založena na Seebeckově efektu - pokud jsou různé kovy spojeny bodově, vzniká na jejich spoji v důsledku změny teploty malé měřitelné napětí.
Termočlánek měří neznámou teplotu a porovnává ji se známou referenční teplotou. Myšlenka termočlánku je založena na třech principech fungování, které objevili Seebeck, Peltier a Thomson. Seebeckův efekt nastává, když jsou dva nepodobné kovy spojeny dvěma spoji a na obou spojích vzniká termoelektrická síla. Při Peltierově efektu naopak vzniká v obvodu termoelektrická síla, když se spojí dva různé kovy a vytvoří dva přechody v důsledku rozdílných teplot. Naměřená teplota souvisí s průtokem proudu.
Aby termočlánek správně plnil svou funkci, musí mít kompenzaci studeného spoje, aby se nastavila správná referenční teplota. Tepelný svar je měřicí jednotkou, zatímco studený svar je referenčním bodem, kde se nachází systém kompenzace studeného svaru. Teplota studeného spoje se může lišit, ale je referenční. Studený spoj lze opravit ponořením do vody nebo ledu pro udržení konstantní teplotu.
Pro termočlánkové snímače se používají různé varianty tepelné izolace. Jeho teplotní rozsah je -50 °C až 1200 °C.
Typy izolací pro termočlánky
- Vinylový nebo nylonový izolační plášť je vyroben ze směsi nylonu a polyethylenu.
- Sklolaminát se ideálně hodí pro aplikace při vysokých teplotách a je vhodný pro použití při okolních teplotách, kde je možnost tzv. hotspotů - místa s výrazně zvýšenou teplotou lokálního charakteru.
- Kapton má vynikající fyzikální, elektrické a mechanické vlastnosti v širokém rozsahu teplot a používá se v aplikacích, kde se vyskytují extrémní teploty a vibrace. Zachovává si své mechanické vlastnosti i v těch nejnáročnějších podmínkách.
Typy termočlánků
Termočlánky se vyrábějí v různých typech pro různé aplikace a pro označení jednotlivých typů se používá systém písmen. Existuje široká škála typů termočlánků s vlastními charakteristikami a teplotními rozsahy.
Nejčastěji používané typy termočlánků s charakteristikami C, E, T, N, J a K obsahují obecné kovy, jako je železo, měď, nikl, platina, rhodium a chrom.
- Termočlánky typu C jsou vyrobeny z wolframu jako plusové části a z rhenia jako záporné části. Používají se v aplikacích, kde teploty dosahují 2315 °C.
- Termočlánky typu E jsou vyrobeny ze slitiny niklu a chromu jako plusové části a z konstantanu jako záporné části.
- Termočlánky typu J používají železo pro plusový člen a konstantan pro záporný člen. Používají se v prostředích s vysokou expozicí oxidaci, ve vakuu a v inertním a chemicky redukujícím prostředí.
- Termočlánky typu K jsou vyrobeny z chromelové slitiny pro plusový člen a z alumelové slitiny pro zápornou část. Termočlánky typu K se používají v inertním nebo oxidačním prostředí v rozsahu teplot od -184 °C do 1260 °C.
- Termočlánek typu N používá jako plusový článek nikrosil a jako záporný člen nisil.
- Termočlánky typu T používají měď jako plusový člen a konstantan jako záporný člen.
Termočlánky z ušlechtilých kovů nebo platinové termočlánky jsou typy B, R, S a P.
- Termočlánek typu B se používá v aplikacích s vysokými teplotami a má nejvyšší teplotní limit ze všech termočlánků s nejvyšší přesností a teplotní stabilitou.
- Termočlánek typu R se používá pro vysokoteplotní aplikace a obsahuje vyšší procento rhodia než termočlánek typu S, takže je dražší.
- Termočlánek typu S se používá při velmi vysokých teplotách v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu.
Použití termočlánků
Termočlánky jsou různě používané teplotní senzory díky svému širokému rozsahu měření teploty, vysoké odolnosti a nízkým výrobním a pořizovacím nákladům. Nacházejí se v domácích spotřebičích, průmyslových zařízeních, v elektrárnách pro výrobu elektřiny, v řídicích systémech pecí, v potravinářském průmyslu při zpracování potravin a nápojů, v senzorech automobilů, leteckých motorech, raketách a kosmických lodích.
Termočlánky jsou ideální pro potravinářský průmysl, protože poskytují přesné údaje během několika sekund. Potravinářské výrobky lze kontrolovat v kterékoli fázi výroby.
V plynových spotřebičích, jako jsou sporáky a hořáky, termočlánek signalizuje plynovému ventilu, že je plamen zapálen, takže zůstane otevřený. Termočlánek přeruší přívod plynu, když nezaznamená plamen, a zabrání vniknutí plynu do sporáku, když je pilot vypnutý. Snižuje hromadění plynu ve sporáku a činí systém mnohem bezpečnějším.
Termočlánek k roztavení kovů lze použít v prostředí neželezných kovů k měření teplot až do 1260 °C. Pomocí termočlánku lze sledovat a řídit teplotu kapalných kovů během operací přípravy taveniny - udržování, odplyňování a lití.
tags: #termoclanku #trubice #izolace #přehled
