Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 3/2016 [PDF]

pobierzesz BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Korzyści z ulepszania izolacji cieplnych w energetyce i przemyśle

Izolacje cieplne | Izolacje termiczne | Grubość izolacji | Efektywność energetyczna izolacji | Izolacje przemysłowe
Korzyści z ulepszania izolacji cieplnych w energetyce i przemyśle | The benefits of improving thermal insulation in power engineering and industry
Korzyści z ulepszania izolacji cieplnych w energetyce i przemyśle | The benefits of improving thermal insulation in power engineering and industry
Archiwum autora

Stosowanie izolacji cieplnych jest nieodłącznym elementem modernizacji urządzeń energetycznych i instalacji przemysłowych. Wciąż jednak się zdarza, że podczas doboru materiałów izolacyjnych nie przykłada się wagi do ich jakości i grubości. Wynika to często z przekonania, że lepsze izolacje są nieekonomiczne, ponieważ wymagają większego nakładu finansowego na początku inwestycji. Czy pogląd ten jest słuszny?

Przewidywany w nadchodzących latach wzrost zapotrzebowania na energię wymusza bardziej rozważne jej wykorzystywanie przez:

  • zwiększenie sprawności urządzeń energetycznych,
  • ograniczenie strat ciepła w procesie jego wytwarzania,
  • znaczącą redukcję strat ciepła podczas jego przesyłania,
  • poprawę efektywności wykorzystania wytworzonej energii.
  •  

Zobacz też: Projektowanie izolacji cieplnych od wewnątrz

We wszystkich tych procesach bardzo ważne jest, by stosowane izolacje termiczne były skuteczne. Można nawet mówić o strategicznej roli jakości materiałów izolacyjnych w procesie gospodarowania energią.

Efektywność energetyczna izolacji

Materiały izolujące ograniczają przepływ ciepła, a w związku z tym zmniejszają jego straty i poprawiają sprawność procesów wykorzystujących energię cieplną. Izolacje przemysłowe mają:

  • ograniczać występowanie strat ciepła do otoczenia;
  • umożliwiać utrzymanie temperatury zewnętrznej powierzchni rurociągu lub aparatu na określonym poziomie;
  • zapewnić utrzymanie żądanej temperatury procesu wewnątrz aparatu lub temperaturę nośnika ciepła wewnątrz przewodu.
ABSTRAKT

W artykule opisano korzyści wynikające ze zwiększania grubości izolacji termicznych w energetyce i przemyśle. Wyjaśniono znaczenie parametru gęstości strumienia ciepła przepływającego przez przegrodę izolacyjną oraz parametrów wpływających na wielkość strat ciepła. Zaproponowano także sposób obliczania ekonomicznej grubości izolacji.

The article described the benefits of increasing the thickness of thermal insulation in power engineering and industry. The significance of heat flux density in insulation partitions and of parameters influencing heat loss was explained. A method for calculating economical insulation thickness was proposed.

Aby izolacja była skuteczna, musi spełniać kryteria techniczne. W odniesieniu do wymiarów izolacji są to:

  • wysoka sprawność i niska wartość gęstości strumienia ciepła traconego,
  • dostarczanie nośnika ciepła przy jak najniższym spadku parametrów,
  • zapewnienie mniejszej od dopuszczalnej temperatury powierzchni zewnętrznej,
  • zabezpieczenie przed wystąpieniem zjawiska skraplania się pary,
  • zabezpieczanie przed zamarzaniem nośnika ciepła.

Efektywność energetyczna każdej zastosowanej izolacji zależy więc m.in. od parametrów określających wielkość strumienia ciepła przepływającego przez przegrodę rozdzielającą dwa środowiska termiczne.

Chodzi przede wszystkim o zmniejszenie gęstości tego strumienia. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu warstw materiałów o odpowiednich właściwościach fizycznych i prawidłowo dobranych grubościach.

Wielkość strumienia ciepła przepływającego przez przegrodę izolacyjną jest określana przez:

  • różnicę temperatur pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami warstwy izolacji ΔT,
  • różnicę wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ,
  • grubość warstwy izolacji g,
  • pole powierzchni przepływu ciepła F,

zgodnie ze wzorem:

Wszystkie te czynniki powinny być bardzo starannie dobierane, aby możliwe było uzyskanie jak najmniejszej wartości q. Takie podejście do izolacji pozwala zaliczyć ją do energooszczędnych technik umożliwiających:

  • zmniejszenie zużycia energii cieplnej (a więc także pierwotnych surowców energetycznych),
  • ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery,
  • zmniejszenie kosztów wentylacji pomieszczeń.

Dlaczego izolacje przemysłowe często są nieskuteczne

Pomimo istotnej roli, jaką ogrywają izolacje w procesie gospodarowania energią, ich stan pozostawia wiele do życzenia – analiza większości pracujących izolacji przemysłowych wykazuje ich niedostateczną skuteczność. Odpowiadają za to:

  • nieodpowiednia grubość warstwy izolacji,
  • zła jakość zastosowanego materiału,
  • zbyt długi czas eksploatacji izolacji,
  • znaczne ubytki spowodowane użytkowaniem obiektu,
  • liczne mostki cieplne,
  • niedostateczna izolacja armatury, urządzeń pomiarowych, połączeń kołnierzowych i innych miejsc tworzenia się mostków cieplnych.

Dotychczasowe, tradycyjne podejście do izolacji utrudnia poprawę tego stanu. Warto więc przekonywać inwestorów do ulepszania izolacji cieplnych w energetyce i przemyśle oraz pokazywać, że przedsięwzięcia te są uzasadnione ekonomicznie.

Analiza finansowa

W nowszym podejściu do izolacji kluczowy jest dobór optymalnej grubości materiału izolacyjnego. Oznacza to najczęściej zwiększenie grubości, co wiąże się ze wzrostem kosztów przedsięwzięcia inwestycyjnego w jego początkowej fazie.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

Jednocześnie jednak prowadzi do zmniejszenia ilości ciepła traconego do otoczenia, a więc do lepszego wykorzystania istniejących mocy, skuteczniejszej pracy urządzeń technologicznych i mniejszych wydatków na energię. Wszystko to zaś przekłada się na realne oszczędności finansowe i sprawia, że grubsze izolacje są bardziej efektywne.

Słuszność decyzji o stosowaniu bardziej efektywnych izolacji potwierdzają wyniki analizy ekonomicznej. Badanie to pozwala określić, jakie będą skutki finansowe pełnej realizacji zaproponowanego rozwiązania. W analizie tej uwzględnia się:

  • Q1 – roczne zużycie energii przed realizacją usprawnienia [MJ/rok],
  • Q2 – roczne zużycie energii po przeprowadzeniu usprawnienia [MJ/rok],
  • E – cenę jednostkową energii [zł/J],
  • E1 = Q1·e – dotychczasowy koszt zużycia energii [zł/rok],
  • E2 = Q2·e – koszt energii po usprawnieniu izolacji [zł/rok],
  • –ΔE0 = E1–E2 – oszczędność kosztów energii w roku bazowym [zł/rok].

Zaktualizowana wartość oszczędności kosztów energii w czasie t wynosi:

 

gdzie:
s – stopa wzrostu cen energii,
r – stopa dyskonta,
t – czas eksploatacji.

POBIERZ E-BOOK [bezpłatnie]
warunki techniczne
Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki
– stan na 2014 r.

Zwiększona grubość izolacji przyczynia się więc do wzrostu kosztów przedsięwzięcia inwestycyjnego, ale równocześnie do zmniejszenia wartości ciepła traconego do otoczenia. Zmiana tych dwóch parametrów przy zwiększeniu grubości daje podstawę do ustalenia ekonomicznej grubości izolacji, np. takiej, przy której NPV (Net Present Value), czyli wartość bieżąca netto, osiąga wartość maksymalną. 

Określenie optymalnej grubości izolacji z zastosowaniem NPV polega na maksymalizacji zysku, którego miarą jest NPV osiągnięta w ciągu całego założonego okresu eksploatacji urządzenia lub instalacji zaopatrzonej w izolację cieplną.

Funkcja celu, pozwalająca opisać przedsięwzięcie usprawniające skuteczność izolacji w zależności od parametrów i oszczędności, przedstawia się zatem następująco:

gdzie:
Ø – współczynnik charakteryzujący obciążenie finansowe,
ΔE0t – oszczędność energii w roku t,
ΔRt – oszczędność na kosztach napraw i konserwacji,
αt – współczynnik dyskonta dla roku t,
J0 – nakład inwestycyjny ponoszony w roku bazowym.
Z zależności: jeśli NPV → maks., to g → g opt. otrzymujemy w odniesieniu do obiektów cylindrycznych:

Tak właśnie grubość izolacji powiązana jest zależnościami technicznymi z NPV. Tak zwymiarowana i wykonana może być przedmiotem każdej oferty gwarantującej szybki zwrot nakładów poniesionych na modernizację.

Proponowane rozwiązania zostały przedstawione na RYS. 1–2. Pokazano, jak ze wzrostem grubości izolacji rosną koszty realizacji inwestycji w roku bazowym, a maleją koszty traconego ciepła, które bezpowrotnie przeniknęłoby do atmosfery. Punkt, w którym suma tych dwóch kosztów osiąga minimum, oznacza ekonomiczną grubość izolacji (RYS. 1).

Przeczytaj: Ocieplanie przegród zewnętrznych celulozą w świetle nowych wymagań cieplnych

W perspektywie czasu wyższym poniesionym na początku nakładom na pogrubioną i polepszoną izolację towarzyszą zmniejszone koszty zużywanego ciepła, ponieważ nie jest ono tracone do otoczenia. W efekcie po kilku latach zwraca się koszt poniesionych nakładów (RYS. 2).

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 11/12/2012

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Gdzie stosować izolację ze szkła spienionego »


Dobór odpowiedniej termoizolacji jest podstawą prawidłowej, długoterminowej pracy konstrukcji obiektu i (...) czytaj dalej »

 


Jaki efekt uzyskasz dzięki izolacji polimocznikowej »

Jak projektować dach płaski, aby ustrzec się przed awarią »

Polimocznik jest materiałem posiadającym wyjątkowe właściwości fizyczne. Dzięki budowie (...) czytaj dalej »
Woda i wilgoć, które mogą przenikać do wnętrza przegród nawet w obliczu niewielkich opadów deszczu i śniegu (...) czytaj dalej »

 


Czego jeszcze nie wiesz o maszynach wdmuchujących izolację »


(...) o różnych kategoriach wydajności, które przystosowane są do (...) czytaj dalej »

 


O czym pamiętać przy wykonywaniu hydroizolacji?

Wszystko o systemach balkonowych w jednym miejscu »


Balkony i tarasy to elementy architektoniczne budynku skonstruowane w formie płyty wysuniętej (...) czytaj dalej »
Taras to element konstrukcyjny budynku zwiększający jego wartość użytkową. Możliwości jego wykorzystania są ogromne
(...)
czytaj dalej »

 


Hydroizolacja balkonów i tarasów w 3 krokach »


Balkony i tarasy to elementy architektoniczne budynku skonstruowane w formie płyty wysuniętej (...) czytaj dalej »

 


Jak chronić dom przed hałasem?

Innowacyjne rozwiązania w izolacji dachów - czy warto korzystać »


Większość z nas marzy o mieszkaniu lub domu w cichej i spokojnej okolicy (...) czytaj dalej »
Kiedy mówimy o materiałach dachowych, warto przyjrzeć się nowoczesnym rozwiązaniom, takim jak (...) czytaj dalej »

 

 


Która firma otrzymała Aprobatę FM i co to oznacza »

Dźwiękochłonność izolacji akustycznych - projektowanie instalacji HVAC »

Aprobata FM dynamicznie zyskuje na znaczeniu na całym świecie, w tym także w Polsce i na innych europejskich rynkach lokalnych(...) czytaj »
Elementy systemów transportujących ciepłe lub zimne powietrze mogą generować hałas, który (...) czytaj »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Niczuk Metall Niczuk Metall
Warto współpracować z najlepszymi! Niczuk Metall jest firmą z tradycjami opartą wyłącznie na polskim kapitale . Doświadczenie,...
Zamów bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę
3/2017

Aktualny numer:

Izolacje 3/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążenia dachu wiatrem w praktyce
  • - Naprawa uszkodzonych posadzek
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.