Izolacja cieplna rur do systemów grzewczych oraz c.w.u
Przewiń do artykułu
Menu

Jedną z istotnych bolączek budowy domu w Polsce, oprócz projektów budynków źle dostosowanych do potrzeb inwestora, są pseudooszczędności, jakich budowlańcy szukają w kiepskiej jakości materiałach i samym wykonawstwie izolacji cieplnej rur do systemów grzewczych oraz ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

Ten etap budowy wydaje się być mniej istotny, gdy tymczasem błędy tu popełnione mszczą się podczas użytkowania gotowego już budynku, generując straty energii, a tym samym wyższe rachunki za jego ogrzanie i przygotowanie c.w.u.

Prym w doborze materiałów i grubości izolacji cieplnej w wymienionych systemach rur wiodą Niemcy, Austria i Szwajcaria. Poniższa tabela, zestawiająca wizualnie normy obowiązujące w tych krajach, w porównaniu z Polską daje pogląd, jak mocno jesteśmy w tyle.

Podstawowym aktem prawnym regulującym parametry izolacji cieplnych jest Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 5 lipca 2013 roku, zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT 2013). Nowe zapisy, obowiązujące od 1 stycznia 2014 r., to szereg istotnych zmian w wymaganiach dotyczących grubości izolacji technicznych.

Załącznik nr 2 do WT precyzyjnie określa wymagania dotyczące minimalnej grubości izolacji cieplnej przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej (w tym przewodów cyrkulacyjnych), instalacji chłodu i ogrzewania przy założeniu, że współczynnik przewodzenia ciepła materiału izolacyjnego wynosi λ = 0,035 W/(m•K).

Regulacje te przedstawia poniższa tabela.

źródło: www.izolacje.com.pl

W jakiej temperaturze współczynnik przewodzenia ciepła λ materiału izolacyjnego ma wynosić 0,035W/(m•K)? Chcąc to określić, należy sięgnąć do normy PN-B-02421:2000, która mówi, iż powinien to być współczynnik przewodzenia ciepła w temperaturze 40ºC.

W przypadku, gdy materiał izolacyjny ma inną wartość współczynnika przewodzenia ciepła, należy skorygować grubość warstwy izolacji posługując się poniższym wzorem

gdzie:
e - grubość izolacji określona zgodnie z WT 203 w mm
D - średnica zewnętrzna izolowanego przewodu w mm
λ1 - współczynnik przewodzenia ciepła materiału w temperaturze 40°C [W/(m•K)]

Poniższa tabela przedstawia przeliczone grubości izolacji dla materiałów o lambdzie innej niż 0,035[W/(m•K)]:


źródło: www.izolacje.com.pl

W tej z kolei tabeli znajdziemy grubości izolacji przewodów ogrzewania powietrznego (ułożone wewnątrz (w) i na zewnątrz (z) izolacji cieplnej budynku) dla różnych współczynników przewodzenia ciepła; oznaczenia: w - przewody ogrzewania powietrznego (ułożone wewnątrz izolacji cieplnej budynku)

z - przewody ogrzewania powietrznego (ułożone na zewnątrz izolacji cieplnej budynku).

źródło: www.izolacje.com.pl

Pora na przykład cyrkulacji c.w.u. w domu jednorodzinnym, w którym zastosowano zestaw kolektorów słonecznych, gdzie:
- długość jednokierunkowa rur c.w.u. wynosi lc = 20 m
- dopuszczalna różnica temperatury wynosi Δt = 3 K
- czas pracy cyrkulacji wynosi Tc = 4, 6, 8, 12, 16, 18 20 h/Tag
- instalacja kolektorów słonecznych to 2xVitosol 300-F

- zużycie c.w.u. wynosi Vc = 160 l/Tag (55 oC)

 

W przypadku omawianego przykładu wybrano do analizy dom nr 1, w którym:

- współczynnik przewodzenia ciepła izolacji wynosi λ = 0,038 [W/(m•K)]
- grubość izolacji wynosi g = 6 mm, 9 mm

zaś w domu nr 2:

- współczynnik przewodzenia ciepła izolacji wynosi λ = 0,015 [W/(m•K)]
- grubość izolacji wynosi R1 (g = 5 mm) i R2 (g = 10 mm)

Uwzględniając straty temperatury w czasie, przy zastosowaniu nowej generacji rur do c.w.u. o parametrach:
A - rura 16x2 (wariant 1) (ga = 6 mm, λ I = 0,035 W/(m•K))
B - rura 16x2 (wariant 2) (ga = 10 mm, λ I = 0,017 W/(m•K))

oraz biorąc pod uwagę stopień pokrycia zapotrzebowania na ciepła wodę użytkową przez instalację solarną w obu budynkach, otrzymano różnicę kosztów wynoszącą 750 zł na rok, w zależności od grubości rur.

Przykład drugi obejmuje również dwa domy, w których jednak zastosowano pompę ciepła i ogrzewanie podłogowe 35/28 st. C. Pozostałe parametry w tym przykładzie przedstawiają się następująco:

- długość jednokierunkowa rur c.w.u. wynosi lc = 20 m
- dopuszczalna różnica temperatury wynosi Δ t = 3 K
- czas pracy cyrkulacji wynosi Tc = 4, 6, 8, 12, 16, 18 20 h/Tag
- powierzchnia wynosi 250 m2
- obciążenie wynosi 50 W/m2
- zużycie c.w.u. wynosi Vc = 160 l/Tag (55 oC)

W domu nr 1:

- współczynnik przewodzenia ciepła izolacji wynosi λ = 0,038 [W/(m•K)]
- grubość izolacji wynosi g = 6 mm, 9 mm

W domu nr 2 natomiast:

- współczynnik przewodzenia ciepła izolacji wynosi λ = 0,015 [W/(m•K)]
- grubość izolacji wynosi R1 (g = 5 mm) i R2 (g = 10 mm)

Sezonowy współczynnik sprawności energetycznej przedstawia poniższa tabela:

Czas pracy sprężarki, znowu przy różnych grubościach rur, przedstawia z kolei ta tabela:

W przypadku domów z pompą ciepła i ogrzewaniem podłogowym, różnica kosztów, w zależności od grubości rur, wynosi 730 zł na rok.

Wniosek z tych danych jest jeden – im niższa wartość współczynnika lambda, tym lepszy poziom izolacji i większe oszczędności na rachunkach za ogrzewanie domu i przygotowanie ciepłej wody użytkowej.

W poszukiwaniu rozwiązań dotyczących oszczędności energii na rynku pojawiły się izolacje oparte na aerożelach. Zostały one opracowane kilkadziesiąt lat temu na potrzeby lotów kosmicznych i techniki wojskowej. Od lat 80. ubiegłego wieku są już dostępne także na rynku izolacji.

Do cennych właściwości aerożelu należy w pierwszej kolejności niski współczynnik przewodzenia ciepła na poziomie λ =0,018 W/(m∙K), czyli średnio 2,7 raza mniej niż popularne materiały izolacyjne stosowane obecnie. Dodatkowym atutem aerożelu jest jego niepalność, długa żywotność, porównywalna z żywotnością budynku i szeroki zakres temperatury roboczej - od – 200 oC do + 200 oC.

Jak ważnym jest niski współczynnik przewodzenia ciepła materiału izolacyjnego, świadczą o tym wartości jednostkowych strat ciepła (UR) w [W/(m•K)]) typowych zaizolowanych rur Pex-Al.-Pex przeznaczonych do transportu i cyrkulacji c.w.u.

W tabeli 1 zestawiono rury zaizolowane aerożelem o grubości ga = 6,5 mm o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,018 W/(m•K), natomiast w tabelach 2 i 3 zamieszczono równoważne w zakresie jednostkowych strat ciepła UR rury zaizolowane innym materiałem o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/( m∙K) oraz λ = 0,048 W/(m∙K).

Wymagana, równoważna grubość izolacji w tych przypadkach (tab. 2 i 3) jest znacznie większa niż wynika to z porównania samych tylko współczynników przewodzenia ciepła. Ilustruje to zestawienie rysunków, w których zachowano proporcję skali pomiędzy tymi rozwiązaniami.


Tabela 1. Rury Pex-Al-Pex izolowane aerożelem o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,018 W/(m•K) i grubości ga = 6,5 mm*)

Tabela 2. Równoważna grubość izolacji rur Pex-Al-Pex o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/(m•K) *)

Tabela 3. Równoważna izolacja rur Pex-Al-Pex o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,048 W/(m•K)*)

Analogicznie, w tabeli 4 zestawiono rury zaizolowane aerożelem o grubości ga = 13 mm o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,018 W/(m•K), natomiast w tabelach 5 i 6 równoważne w zakresie jednostkowych strat ciepła UR rury zaizolowane innym materiałem o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/(K) oraz λ = 0,048 W/(m∙K).

Tabela 4. Izolacja rur Pex-Al-Pex z aerożelem o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,018 [W/(m•K) i grubości ga = 13 mm

Tabela 5. Równoważna izolacja rur Pex-Al-Pex o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 [W/(m•K)

Tabela 6. Równoważna izolacja rur Pex-Al-Pex o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,048 [W/(m•K)

Należy zwrócić uwagę, że w przypadku grubości izolacji z aerożelu ga = 13 mm (tab. 4) średnice rur wraz z izolacją nie nastręczają problemu z ich montażem w kanałach, wylewkach etc. Jednakże, w porównaniu do równoważnych rozwiązań - z zastosowaniem izolacji o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/(m∙K) oraz λ = 0,048 W/(m∙K) (tab. 5 i 6) ich ułożenie w wielu przypadkach będzie kłopotliwe albo wręcz niemożliwe.


Na podstawie analizy Adolfa Mirowskiego - niezależnego eksperta w branży techniki grzewczej i energetyce odnawialnej, materiał z seminarium przeprowadzonego w ramach projektu „Gmina z dobrą energią”, pod tytułem „Izolacja cieplna rur do systemów grzewczych oraz instalacji ciepłej wody użytkowej” oraz opracowania „Innowacyjna technologia, proste rozwiązania, zaskakujące rezultaty” tegoż samego autora.

przygotowała: Ewa Grochowska

FOTO: praktyka-budowlana.pl/wp-content

Dodatkowo wykorzystane źródło: izolacje.com.pl

 

Treści zawarte w publikacji nie stanowią oficjalnego stanowiska organów Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach

 
Planergia poleca:
Autor artykułu:
planergia

Czym się zajmujemy? Łączymy z energią... Odnawialne źródła energii, energooszczędne budownictwo, termomodernizacja i skuteczna walka z niską emisją - u nas znajdziesz wszystko, co potrzbne aby sprawnie, bezpiecznie i efektywnie przeprowadzić i sfinansować swoją inwestycję. Planergia Informacje, Technologie i Finanse są dla Ciebie!

info@planergia.pl