Pokud je nebezpečí, že teplota vody ve vodovodních potrubích klesne pod 0 °C, je nutné zajistit prevenci proti zamrznutí. Krátkodobě může zamrznutí zabránit izolace potrubí. Samotná izolace však zamrznutí nezabrání, jen jej oddálí. Podzemní rozvody je nutné izolovat, pokud neleží v nezámrzné hloubce. V případech vodovodních potrubí bez odběru, technologických rozvodů při odstávce, apod.
Počáteční opatření a pořadí kroků
Potrubí s elektrickým přídavným topením se musí nejprve obalit hliníkovou fólií, aby se teplo od topného drátu rovnoměrně dostávalo k potrubí. Pak se montuje izolace, nejlépe dvouvrstevně, aby se eliminovaly tepelné mosty vlivem spár. Pro plastové potrubí se doporučují samoregulační dvoužilové topné kabely do teploty 65 °C, které se regulují podle teploty povrchu potrubí. Max. teplota topného kabelu musí být dodržena, aby nedošlo k mechanickému poškození potrubí (z toho důvodu nesmí být použit odporový topný kabel či samoregulační topný kabel pro teploty vyšší než 65 °C => nebezpečí měknutí potrubí způsobené příliš vysokou povrchovou teplotou kabelu).
Montáž a dimenzování výkonnostních prvků
Potrubí se většinou ošetřuje topným kabelem přiloženým podélně. Pokud jsou výkonové nároky vyšší, použijí se dva a více paralelně vedené kabely podél potrubí. Tloušťka izolace se navrhuje podle maximální tepelné ztráty na metr čtvereční nebo běžný, případně podle celkové ztráty celé potrubní větvě. Je na projektantovi, aby podle teploty vody, rychlosti proudění, délky potrubí, okrajových podmínek vně potrubí a výkonu topné smyčky, navrhnul minimální nutnou tloušťku izolace. Čím větší použijete tloušťka izolace, tím menší bude požadavek na výkon topné spirály.
Rizika a efekt izolace
Pokud v potrubí studená voda nebude proudit, voda zamrzne v závislosti na tloušťce izolace a průměru potrubí. V případě rozvodu studené vody interiérem je nutné také provést kontrolu tloušťky izolace z hlediska povrchové kondenzace. Tepelné izolace potrubí rozvodů topení a vody tvoří nedílnou součást distribučních systémů vytápění nebo chladírenských zařízení. Při návrhu a rekonstrukci rozvodů teplé (studené) vody a vytápění je prvořadým úkolem minimalizovat spotřebu energie.
Materiály a technologie pro moderní izolaci
V současnosti končí životnost ocelových pozinkovaných trubek pro rozvody studené vody, které jsou v provozu často déle než 20 let. Z praxe se ozývají provozovatelé budov, kde již po roce-dvou dochází v důsledku bodové koroze ocelového potrubí k jeho destrukci a k následnému zatékání prostor. Dnes je trendem renovovat rozvody tepla a teplé vody moderním plastovým potrubím. No ne každé plastové potrubí je vhodné pro rozvod tepla a teplé vody. Při vhodném potrubí musí být dodržena podmínka životnosti potrubí 50 let podle ČSN EN 806-2 a z ní vyplývající požadavky na kvalitu potrubí pro požadovanou životnost, jako je provozní přetlak a přiměřená tloušťka stěny potrubí.
O nesporných kvalitách termokeramického nátěru ClimateCoating IndustrySpecial nepochybuji, protože s ním přicházím do styku dost často. Nátěr je založen na funkci termokeramické membrány a dokáže snížit ztráty tepla, ke kterým dochází např. při transportu kapalin a plynů v potrubích nebo snižuje únik tepla v kovových konstrukcích. Díky nátěru ClimateCoating IndustrySpecial se sníží povrchová teplota potrubí (např. při transportu teplé vody) a dochází k nižším ztrátám - tím pádem se realizují okamžité úspory ve smyslu úspor nákladů (v tomto případě ohřev vody).
Shodou okolností jsem nedávno v suterénu svého bytového domu instaloval plynový kotel na vytápění, ze kterého jsem přiváděl rozvody ohřáté vody do topného systému v mém bytě. Abych minimalizoval tepelné ztráty a vlastní účty za energie plynárenské společnosti - řešil jsem izolaci topného potrubí. Rozhodl jsem se, že vám termokeramický nátěr ClimateCoating IndustrySpecial ukážu v praxi. Při instalaci rozvodného potrubí teplé vody jsem udělal malý pokus: ještě předtím, než jsem potrubí obalil izolační pěnou Polyfoam, jsem všechny trubky natřel nátěrem ClimateCoating IndustrySpecial, ale část jsem nechal bez nátěru - abych mohl změřit povrchovou teplotu potrubí. Teploměry jsem umístil těsně vedle sebe. Jak to dopadlo? Viz. Povrchová teplota potrubí s nátěrem ClimateCoating IndustrySpecial se snížila cca o 5°C, oproti povrchové teplotě trubky bez nátěru. To vše díky složení nátěru - tzv.: termokeramické membráně, která dokáže „zvětšit“ svůj povrch až na 3-4 násobek.
Samotný termokeramický nátěr na dokonalou izolaci potrubí (a tím i na dosažení minimálních energetických nároků) samozřejmě nestačí a je třeba jej zkombinovat s vnější izolací. Rozvody potrubí teplé vody a topení, zařízení na ohřev vody, zásobníky a zásobní nádrže třeba izolovat proti tepelným ztrátám. Hodnota součinitele tepelné vodivosti λ se u kvalitních materiálech pohybuje v rozmezí 0,035 až 0,05 W/m.K. Provozní, ale i výpočtová teplota ve vytápění se pohybuje do 90°C, proto se na izolaci velmi hodí novější lehké materiály z polyuretanů, polyetylen nebo kaučuků. V potrubích menších průměrů do jmenovité světlosti DN 100 se používají izolační hadice nebo tvarovky, na větší plochy zásobníkových ohřívačů a nádrží jsou vhodné velkoplošné pásy. Pro teploty nad 100°C jsou vhodné klasické minerálně vláknité materiály. Tyto izolace jsou objemnější a mají složitější a pracnější montáž povrchové úpravy. Uvedené tloušťky tepelné izolace se vztahují na hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ = 0,035 W/m.K.
Osobně mám velmi dobré zkušenosti s potrubní izolací Polyfoam. Tato výborná izolace potrubí a rozvodů je vlastně chemicky zesítěna polyetylénová pěna s uzavřenou buněčnou strukturou. Při provozu topných, chladicích armatur zajistí ideální izolaci v teplotním rozsahu od -40°C do +95°C. Vlivem uzavřené buněčné struktury je nasákavost hmoty vodou minimální a samostatná polyetylénová hmota - ani při zástavbě, ani při používání není citlivá na vlhkost. Je odolná vůči louhům, kyselinám, olejům a neobsahuje zdraví škodlivé látky.
Další aspekty izolace a montáže
Hlavním úkolem izolací v chladírenské technice je spolehlivě zabránit kondenzaci na vnějším povrchu izolované soustavy. Při těchto izolacích je stejně důležitá i bezpečná a spolehlivá aplikace (montáž). Po instalaci izolačního materiálu musí mít celý systém a spoje vysokou odolnost proti difuzi vodních par. Materiály s nízkým faktorem difúzního odporu se nesmí použít bez parotěsné vrstvy (parozábrany). V těchto případech velmi rychle absorbují vlhkost, což vede ke zhoršení jejich tepelně izolačních vlastností. Z tohoto důvodu minerálně vláknité izolace nejsou vhodné při aplikaci na chladící potrubí. Jako izolace pro chladicí techniku se nedoporučuje ani polyethylen.
I přesto, že má dostatečnou odolnost proti difuzi vodních par a přijatelnou hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ, jako všechny nepolární plasty se polyethylen těžko lepí a spoje tohoto materiálu nezabraňují vnikání vodních par do izolace. Ani smršťování při měnících se teplotách nevyhovuje izolačnímu účelu. Pro použití při chladících potrubích a zařízeních jsou nejvhodnější elastomery (syntetické kaučuky). Elastomery mají vysoké hodnoty faktoru difúzního odporu a zároveň nízké hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ. I v této skupině izolací jsou však v kvalitě materiálů značné rozdíly. Některé druhy elastomerů dosahují hodnoty μ až do 7 000 a hodnota λ je snížena až na 0,036 W/m.K při 0°C.
Praktické zkušenosti a doporučení
Obnova potrubí a rozvodů topení a vody by neměla být jen výměnou starého potrubí za nové. Při výměně potrubí nebo při návrhu nových rozvodů bychom měli dbát i na jeho izolaci, abychom snížili tepelné ztráty a tím ušetřili nemalé finanční prostředky za energie. Jako výborná možnost izolace se z mého pohledu jeví kombinace termokeramické nátěru ClimateCoating IndustrySpecial a izolační pěny Polyfoam.
Pipeline coating -Thee-layer polypropylence coating -Cathodic Disbondment Test - CD Test
Termokeramická ochrana a její praktická aplikace
Teplé rozvody teplé vody a topení, zařízení na ohřev vody, zásobníky a zásobní nádrže je třeba izolovat proti tepelným ztrátám. Hodnota součinitele tepelné vodivosti λ se u kvalitních materiálech pohybuje v rozmezí 0,035 až 0,05 W/m.K. Provozní teploty ve vytápění se pohybují do 90°C, proto se na izolaci hodí lehké materiály z polyuretanů, polyetylen nebo kaučuků. Uvedené tloušťky tepelné izolace platí pro λ = 0,035 W/m.K. Pro teploty nad 100°C jsou vhodné minerálně vláknité materiály, avšak jejich montáž bývá náročnější.
Tradičně se používají izolace z Polyfoam pro jejich chemickou odolnost, nízkou nasákavost a široký teplotní rozsah. Důležité je zajistit parozábranu a správnou difuzi vodních par, aby izolace dlouhodobě fungovala bez zhoršení tepelných vlastností. Elastomery jako část izolací pro chladicí potrubí poskytují vysoký difuzní odpor a nízkou tepelnou vodivost, čímž doplňují systém proti kondenzaci a tepelným ztrátám.
Na závěr lze konstatovat, že kombinace kvalitního nátěru ClimateCoating IndustrySpecial a vhodné izolační pěny nabízí silnou cestu k minimalizaci tepelných ztrát a rychlým úsporám energie. Při návrhu a rekonstrukci rozvodů je klíčové nejen výběr izolace, ale i správná instalace a dimenzování pro konkrétní provozní podmínky.