6 - TERMOIZOLACJE

6 - TERMOIZOLACJE

Dziś energia jest bardzo kosztowna, a jej ceny ciągle rosną i każda zaoszczędzona kaloria przynosi wyliczalne zyski.
Dlatego dobrym pomysłem jest zaoszczędzenie każdej kalorii i dbałość o środowisko (każdą kalorię trzeba wytworzyć). Dotyczy to elementów gorących i zimnych.

Tam gdzie chcemy by element nie ogrzewał się zbytnio z otoczenia możemy zabezpieczyć je przed nadmiernym ogrzaniem ciepłem z otoczenia. 

Wiele branż oprócz ciepła, wykorzystuje zimno. Dobrym przykładem mogą być mleczarnie, które tradycyjnie korzystają z instalacji wody lodowej do podtrzymania odpowiednich warunków dla wyrobów mlecznych.
Jednym z problemów każdego systemu chłodzącego jest wytrącenie się kondensatu na powierzchni elementu transportującego zimne medium. Skraplająca się wilgoć powoduje korozję, degradację powierzchni i jest środowiskiem odpowiednim do rozwoju bakterii.
Tradycyjna izolacja nie spełnia wymagań tego typu zakładów, gdyż z czasem zaczyna ona chłonąć kondensat. Wtedy w środku takiej izolacji rozmnażają się drobnoustroje i może ona też zacząć odpadać pod własnym ciężarem.
Realizacja w mleczarni korzystającej z instalacji wody lodowej jest praktycznym zastosowaniem tej emulsji. Warstwa zaledwie 2mm pozwoli na zredukowanie różnicy temperatury pomiędzy powierzchnią rury z zimnym medium oraz otoczeniem, tym samym powstrzymując kondensację wody. 

Bardzo popularne i szybkie w realizacji mobilne kontenery (i garaże blaszane), które znajdują zastosowanie jako stróżówki, biura a nawet mieszkania, są niestety niezwykle trudne w izolacji. Letnie upały i zimowe mrozy z łatwością przenikają przez cienkie ściany kontenerów, przez co ponoszone są bardzo duże koszty ogrzewania i chłodzenia. Temperatura wewnątrz kontenera w słoneczne dni potrafi osiągnąć nawet 40°C, ale dzięki emulsji o właściwościach izolacyjnych i odbiciu 90% promieniowania, możliwe było znaczne obniżenie temperatury wewnętrznej o ponad 17°C.

Czasem trzeba także zabezpieczyć niektóre przedmioty stojące obok nagrzanych pieców przed nadmiernym promieniowaniem cieplnym i ich uszkodzeniu; takie jak wykonane z drewna, tworzyw sztucznych. 

Dodatkową korzyścią jest zabezpieczenie pracowników przed nadmiernym promieniowaniem cieplnym a nawet oparzeniem.
Nasza firma zajmuje się izolowaniem nagrzanych piecy lub rur przed utratą ciepła. Izolujemy specjalnym produktem piece hartownicze, centralnego ogrzewania, rury i inne elementy nadmiernie nagrzewające się. Nasz środek może być nanoszony na wiele rodzajów podłoży, takich jak beton, tynki, metal, drewno oraz tworzywa sztuczne (za wyjątkiem polietylenu). Naszą emulsję termoizolacyjną można nanosić na inne farby. Jednak muszą to być farby wodorozcieńczalne, a nie rozpuszczalnikowe i mocno trzymające się podłoża.
Kilkakrotnie, w wymaganych odstępach nakładamy cienką, kilkumilimetrową warstwę na izolowany element. 


Próba izolacji gorących rur tradycyjnymi metodami jak otuliny jest zazwyczaj trudna w realizacji. Częstym powodem są ciasne pomieszczenia, bądź gęsto upakowane rury, co nie pozwala wykorzystać tradycyjnej izolacji o wystarczającej grubości. W dalszej kolejności izolacja taka sprawia, że kubatura już ciasnego pomieszczenia staje się jeszcze mniejsza, tym samym bardzo utrudniając poruszanie oraz możliwość kontroli stanu elementów i ich izolacji. Należy także wspomnieć o tym, że rura zabezpieczona naszą metodą jest łatwa w demontażu i wymianie a także bardziej odporna na uszkodzenia. Widać także ewentualne przecieki.

 

Suszarnie obrotowe są to urządzenia przemysłowe przeznaczone do suszenia szerokiej gammy surowców m.in. takich jak kamień wapienny, węgiel, piasek, koks czy żużel. Suszenie odbywające się przez połączenie ruchu obrotowego maszyny oraz strumienia mieszaniny gazów spalinowych i gorącego powietrza jest procesem bardzo energochłonnym. Ze względu na duże zapotrzebowanie energii, ważna jest odpowiednia izolacja bębna (także w cementowniach), który w przeciwnym razie oddaje duże ilości ciepła do otoczenia.

Stosowany przez nas produkt nie jest szkodliwy, nie wydziela przykrych zapachów ani podszas nakładania, ani użytkowania. Jest to specjalna emulsja. Jest farbą wodorozcieńczalną, a więc bezpieczną dla człowieka i środowiska! Farba wodorozcieńczalna, czyli taka której składnikiem jest woda, nie zawiera szkodliwych dla zdrowia rozpuszczalników oraz minimalną ilość lotnych związków organicznych(LZO). Są produktami tworzonymi z najlepszych surowców dostarczanych wyłącznie od renomowanych producentów. 

Środek nakładamy głównie natryskowo, posługując się specjalnymi agregatami malarskimi. Mamy kilka rodzajów takich agregatów które stosujemy dla różnych powierzchni i rodzaju emulsji. 

Czasy schnięcia i ponownego malowania zależą od grubości warstwy, temperatury i wilgotności względnej powietrza.

Podstawowym kolorem jest biały, ale możemy także stosować na życzenie produkty  w innych kolorach. Możemy wyprodukować odpowiednią emulsję dopasowaną do konkretnego urządzenia które trzeba zabezpieczyć i nałożyć warstwę odpowiedniej grubości. Także w żądanym kolorze. Kolory są wtedy głównie ważne, gdy różne rury lub piece muszą być pomalowane specjalnymi kolorami, na przykład niebieskim, czerwonym lub żółtym. To także ważne dla bezpieczeństwa i higieny pracy, a także uniknięcia pomyłek. 

Emulsja ta to cienka powłoka ceramiczna która tworzy wypełniacz ceramiczny zintegrowany z mieszanką akrylową kopolimerów  posiadających właściwości izolacyjne i refleksji. 
Farba Termoizolacyjna jest materiałem kompozytowym na osnowie żywicy akrylowej, zbrojonej ceramicznymi mikrosferami, w których panuje podciśnienie zbliżone do próżni. Podciśnienie w mikrosferach zwiększa opór cieplny, a dodanie mikrosfer o różnych średnicach powoduje lepsze wypełnienie farby. Na warstwę o grubości 1 mm przypada kilkadziesiąt mikrosfer, to skutkuje zwiększeniem oporu cieplnego na granicy przejścia z jednej fazy do drugiej.
Do zabezpieczania dachów i innych powierzchni wystawionych na działanie promieniowania słonecznego możemy dodatkowo dodawać  dwutlenek tytanu, TiO2, jako składnik farb predestynuje go przede wszystkim jego wysoka jasność oraz bardzo wysoki współczynnik odbicia światła, dlatego jako dodatek występuje często w farbach przeznaczonych do pokrycia dachów lub innych elementów które nie powinny się nagrzewać. Istotną zaletą TiO2 jest też absorpcja promieniowania ultrafioletowego (co zapewnia wysoką trwałość) oraz nietoksyczność i przyjazność środowisku.
Podstawą emulsji są miliony wewnątrz zbliżonych dopróżni, pustych ceramicznych cząstek, o średnicy 20 do 120 mikronów, które po naniesieniu na powierzchnie pieca i zmineralizowaniu tworzą szczelną membranę zatrzymującą ciepło w komorze pieca, znacząco ograniczając jego stratę, co skutkowo zmniejsza zapotrzebowanie na paliwo czyli dogrzewanie komory pieca w celu utrzymania zakładanej temperatury i efektywnej pracy. Piec jest nagrzany bardziej równomiernie. Po nałożeniu emulsji termoizolacyjnej większe obniżenie temperatury wystąpi w miejscach najbardziej rozgrzanych i powierzchnia zewnętrzna bardziej się wyrówna.
Emulsja taka zapewnia bezpieczne środowisko pracy w warunkach stałego obciążenia temperaturą do 200°C, oraz krótkotrwałych wzrostów temperatury do 240°C. Możemy także wyprodukować i nałozyć farbę na bazie produktów wysokotemperutarowych. Ma wysoką przywieralność do metali (także stali nierdzewnych i kwasoodpornych), bez korozji powierzchniowej, oraz do większości materiałów budowlanych.

Na podstawie wykonanych badań oraz pomiarów, wyniki pokazują że emulsja grubości 1mm to odpowiednik od 3,0 do 10 cm styropianu. Wyniki różnią się w zależności od wybranej metodologii badania oraz warunków otoczenia. Ze względu na różnorodność miejsc i parametrów w jakich pracują nasze powłoki, należy przyjmować w obliczeniach najmniej korzystny, ale bezpieczny przelicznik według którego 1 mm, to 3,0 cm styropianu.

Przykładowe obliczenie ograniczenia strat ciepła i energii pieca dla uzasadnienia zastosowania emulsji w celu ograniczenia strat
Uwaga 1 kCal  = 1,163 Wat [W]
Obliczenie strat ciepła bez dodatkowej izolacji
Na podstawie danych emisji cieplnej pieców, ilość wydzielanego ciepła z powierzchni sufitu i ścian bocznych dla powierzchnia jednostkowej  jest różna dla każdej ściany i  wynosi  od 220 do 1220 kCal/m2h **:
W ciągu 1 godziny łączna emisja wynosi   =   33 000 kCal   =  38 379  W
 W ciągu 24 godzin    38 379 W  * 24 h = 921 096 Wh  = 0,921  MWh
TO JEST OBLICZONA STRATA CIEPŁA PRZEZ ŚCIANY BOCZNE I SUFIT PIECA  
~ 15,5 % dziennego zużycia energii cieplnej
Obliczenie strat ciepła pieca komorowego PO NAŁOŻENIU IZOLACJI
Uwaga 1 kCal  = 1,163 Wat [W]
Na podstawie danych emisji cieplnej pieców, ilość wydzielanego ciepła z powierzchni sufitu i ścian bocznych dla powierzchnia jednostkowej  jest różna dla każdej ściany i  wynosi  od 20 do 780 kCal/m2h **:
 W ciągu 1 godziny łączna emisja wynosi  =  18 300 kCal   =  21 282  W
 W ciągu 24 godzin              21 282 W  * 24 h = 510 789 Wh  = 0,510 MWh
Strata ciepła po zastosowaniu zalecanej emulsji jako izolacji zmniejszy się o ok. 44,6%
 co  odpowiada zmniejszonemu zapotrzebowaniu na energię  o: 0,921- 0,510 Mwh = 0,411 MWh dziennie.

Przykładowe wyliczenie czasu zwrotu kosztów izolacji pieca o powierzchni 6m2, przy koszcie energii elektrycznej 1MWh/1100zł
Dokładne wyliczenie indywidualnie dla każdego obiektu. 

Wykonujemy także ilości mniejsze, na próbę.
Strata ciepła dla 100 stopni 850 kcal/m2
Strata ciepła dla 65 stopni 450 kcal/m2
Różnica zmniejszenia strat ciepła   -    35 stopni C    
Przelicznik 1 kcal/m2   -   1,163 W/m2    

Zużycie paliwa/energii elektrycznej przed nałożeniem emulsji:
Wydzielanie ciepła  przez 1,00 h 5100 kCal/h 5931,30 W/h
Wydzielanie ciepła przez 24,00 h 122 400 kCal/h 142 361,2 W (0,14MW)

Zużycie paliwa/energii elektrycznej po nałożeniu emulsji:
Wydzialanie ciepła 1h 2 700 kCal/h 3 140 W/h (0,075 MWh)
Wydzielanie ciepła 24h 64 800 kCal/h 75 362 W (0,108 MWh)
  Różnica: 0,0347 MWh
Współczynnik nierównomierności rozkładu temperatury 0,7 
** dane na podstawie  „Energy Performance assessment of Furnaces”, Bureau of Energy Efficiency, INDIA

Wnioski
Aplikacja emulsji na całej powierzchni pieca o grubości 3,6 – 4 mm zmniejszy o 30 do 48% straty ciepła, a to pozwoli uzyskać  22 - 27 % oszczędności w kosztach energii elektrycznej/paliwa zmniejszenia kosztów zużycia energii po zastosowaniu emulsji pozwoli na zwrot kosztów aplikacji w 9 do 11 miesięcy zależnie od intensywności wykorzystywania pieca
Aplikacja emulsji swoje działanie zapewni przez co najmnej 10 lat przynosząc kolejne korzyści/zyski