Głównym celem izolowania przewodów chłodniczych jest ograniczenie zysków ciepła z zewnątrz, które powodowałyby wzrost temperatury transportowanego w przewodach medium. Brak izolacji wymuszałby obniżenie temperatury czynnika dostarczanego przez układ chłodniczy i w efekcie wzrost zużycia energii. Drugim równie ważnym zagadnieniem jest ochrona instalacji przed kondensacją na jej powierzchni pary wodnej. 

     Kondensacja, czyli wykraplanie się pary wodnej może zachodzić w różnego rodzaju systemach chłodniczych, systemach klimatyzacyjnych (na kanałach wentylacyjnych) , a także w zwykłych rurociągach, jeżeli temperatura transportowanego medium jest niższa od temperatury otoczenia. Zjawisko wystąpi, jeżeli powierzchnia instalacji będzie miała temperaturę niższą od temperatury punktu rosy otaczającego powietrza.
     Kondensacja pary wodnej w instalacji może prowadzić do korozji jej elementów składowych. Ryzyko korozji będzie większe, jeżel i w powietrzu znajdować się będą substancje agresywne przenoszone do systemu wraz z parą wodną (np. NO_x, H₂SO₄, SO₂, chlorowce). Zawilgocenie instalacji wpływa również niekorzystnie na skuteczność izolacji cieplnej, gdyż wraz ze wzrostem wilgotności materiału zabezpieczającego wzrasta jego współczynnik przewodzenia ciepła.
     Przeciwdziałanie kondensacji polega na szczelnym zaizolowaniu instalacji, tak by uniemożliwić przenikanie przez materiał izolujący pary wodnej i utrzymywać na powierzchni izolacji temperaturę wyższą od temperatury punktu rosy (rys. 1).
     Ze względu na wymagane parametry izolacji do zabezpieczania instalacji zimnych stosuje się najczęściej tworzywa sztuczne o st rukturze zamkniętokomórkowej, które dzięki swej budowie charakteryzują się wysokimi wartościami współczynnika oporu dyfuzji pary wodnej oraz nie pochłaniają wi lgoci . Możl iwe jest również zastosowanie innych materiałów, takich jak np. wełna mineralna, jednakże w takim rozwiazaniu konieczne jest zabezpieczenie materiału izolacyjnego zewnętrzną warstwą paroszczelną stanowiącą barierę przeciwko wilgoci.
     W technice klimatyzacyjnej i chłodniczej najczęściej wykorzystywane są następujące materiały izolacyjne:
● wełna mineralna,
● polietylen,
● poliuretan,
● kauczuk syntetyczny.

     Wszystkie wymienione materiały charakteryzują się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (λ) z przedziału ok. 0,030÷0,045 W/mK, przy czym jego wartość jest ściśle związana z temperaturą pracy elementu i zwiększa się wraz z jej wzrostem.
     Wartość współczynnika oporu dyfuzyjnego pary wodnej (µ) dla stosowanych tworzyw sztucznych zawiera się w zakresie od 2000 do 10 000 w zależności od rodzaju materiału i sposobu wykonania produktu izolacyjnego.

Wełna mineralna
(...)

Polietylen
(...)

Poliuretan
(...)

Kauczuk syntetyczny
(...)

Grubość izolacji
     Do najważniejszych parametrów mających decydujący wpływ na wymaganą grubość izolacji należą: współczynnik przewodzenia ciepła materiału izolacyjnego (λ), współczynnik przejmowania ciepła (α), parametry powietrza otaczającego instalację (temperatura, wilgotność względna, prędkość powietrza) oraz temperatura transportowanego medium.
     Wartość współczynnika przewodzenia ciepła zmienia się wraz z temperaturą. Do obliczeń przyjmuje się zwykle jego wartość średnią odpowiadającą średniej temperaturze materiału izolacyjnego. Współczynnik przejmowania ciepła określa wielkość przejmowania ciepła pomiędzy płynem a powierzchnią ciała stałego.
     W skład procesu wymiany ciepła pomiędzy otoczeniem a transportowanym w rurociągu ośrodkiem wchodzi:
● proces przejmowania ciepła zachodzący pomiędzy powietrzem, a zewnętrzną powierzchnią izolacji,
● proces przewodzenia ciepła przez materiał izolacyjny i ściankę przewodu,
● proces przejmowania ciepła pomiędzy wewnętrzną powierzchnią rury a omywającym ją płynem.

     Temperaturę punktu rosy powietrza otaczającego, która stanowi graniczną wartość temperatury powierzchni instalacji określić można za pomocą wykresu Molliera dla powietrza wi lgotnego lub nomogramów opracowanych przez producentów wyrobów izolacyjnych.
     Grubość izolacji zapobiegającej kondensacji pary wodnej zależy nie tylko od temperatury i wilgotności powietrza, ale również od cyrkulacji powietrza wokół instalacji. Przy intensywnym ruchu powietrza grubość izolacji może być zwykle mniejsza.

     Jeżeli głównym celem izolacji jest zmniejszenie zużycia energii, dobór odpowiedniej grubości powinien być przeprowadzony z uwzględnieniem aspektów ekonomicznych. Wzrost grubości izolacji powoduje zmniejszenie współczynnika przenikania ciepła i w efekcie lepszą ochronę instalacji przed warunkami zewnętrznymi, jednakże wraz z grubością izolacji rosną koszty inwestycyjne. Sumując koszty energii i koszty inwestycji dla różnych grubości materiału izolacyjnego możliwe jest określenie optymalnej, ekonomicznej grubości izolacji przy której koszty będą najmniejsze (rys. 6).

Wskazówki dotyczące montażu
     Izolacja termiczna i przeciwkondensacyjna instalacji chłodniczych i klimatyzacyjnych działać będzie prawidłowo i z oczekiwaną wysoką sprawnością, jeżeli montaż przeprowadzony zostanie właściwie.
     Prace montażowe prowadzić należy w temperaturze wyższej od 0°C, przy wyłączonej instalacji, przy czym ponowny jej rozruch powinien nastąpić nie wcześniej niż 24÷36 godzin po wykonaniu izolacji (czas niezbędny do prawidłowego zakończenia procesu klejenia). Montaż izolacji rozpocząć można po przeprowadzeniu wszystkich koniecznych prób szczelności układu oraz po odpowiednim zabezpieczeniu antykorozyjnym powierzchni przeznaczonych do izolowania. Zarówno powierzchnia instalacji jak i materiałów izolacyjnych musi być sucha i czysta. Warstwa izolacyjna powinna ściśle przylegać do powierzchni instalacji tworząc jednolitą barierę przeciwko czynnikom zewnętrznym.
     Do izolacji przeciwkondensacyjnej nie zaleca się stosowania spinek montażowych, gdyż uszkadzają one strukturę materiału, co prowadzić może do przedostawania się pary wodnej i jej kondensacji pod izolacją.
     Należy zwrócić również uwagę na konieczność starannego zaizolowania miejsc podwieszenia i innego mocowania rur, które zwykle ze względu na skomplikowany kształt jest szczególnie narażone na przenikanie pary wodnej. W celu wyeliminowania problemu do mocowań zastosować można gotowe uchwyty o odpowiednich właściwościach izolacyjnych i wytrzymałościowych.
     Pomiędzy powierzchniami zewnętrznymi izolacji sąsiadujących obiektów należy zachować odstęp, aby umożliwić cyrkulację powietrza zmniejszającą ryzyko kondensacji pary wodnej.
     Jeżeli izolowany rurociąg prowadzony jest na zewnątrz budynku, przez co narażony jest na wpływ warunków atmosferycznych, po zamontowaniu izolacji technicznej o odpowiedniej grubości należy zastosować płaszcz ochronny z materiału nieprzepuszczającego wody i odpornego na promieniowanie UV, które mogą niekorzystnie oddziaływać na trwałość materiału.

LITERATURA
[1] B. GRABOWSKA „Charakterystyka izolacji stosowanych w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej” Ch&K 5/2007.
[2] H.P. WÖSS „Izolacja chłodnicza: nowe wyniki badań – harmonizacja przepisów technicznych”, Izolacje nr 5/2001.
[3] PN-ISO 9229:2005 – „Izolacja cieplna – Materiały, wyroby i systemy”.
[4] Materiały informacyjne firm produkujących izolacje techniczne: Armacell, Folimpex, Izoterm, K-Flex, Mpis-term, Paroc, Rockwool, Therma-flex.