Isolierung der Rohrleitungen für Heizung und Wasser
Wärmeisolierungen von Heizungs- und Wasserrohrleitungen sind ein unverzichtbarer Bestandteil von Verteilungssystemen für Heizung oder Kühlanlagen. Sie tragen erheblich zur gesamten Energiebilanz bei der Energieverbrauch für Heizung, Warmwasserbereitung und Kühlung (Klimaanlage) in Gebäuden sowie außerhalb von ihnen bei.
Bei der Planung und Renovierung von Warmwasser- (Kaltwasser-) und Heizungsleitungen ist es von größter Bedeutung, den Energieverbrauch zu minimieren. Der Lebenszyklus der verzinkten Stahlrohre für die Kaltwasserleitungen, die oft mehr als 20 Jahre in Betrieb sind, geht derzeit zu Ende. Betreiber von Gebäuden berichten, dass schon nach ein bis zwei Jahren aufgrund der Punktkorrosion von Stahlrohren diese zerstört werden und anschließend Räume durch Undichtigkeiten in den Rohren eindringen. Auch ältere Kupferrohre sollten ausgetauscht werden.
Heute ist der Trend, Heizungs- und Warmwasserleitungen mit modernen Kunststoffrohren zu renovieren. Doch nicht jedes Kunststoffrohr eignet sich für die Verteilung von Wärme und Warmwasser. Bei geeigneten Rohren muss die Lebensdauer des Rohrs von 50 Jahren gemäß STN EN 806-2 und die daraus abgeleiteten Anforderungen an die Rohrqualität für die gewünschte Lebensdauer, wie Betriebsdruck und Wanddicke der Rohre, eingehalten werden. Neben dem korrekt geplanten Material der renovierten Leitungen ist es auch erforderlich, die Rohre richtig zu isolieren.
Welches Material sollte für die Rohrisolierung gewählt werden, um Wärmeverluste und Korrosion zu vermeiden?
Ich zweifle nicht an den unbestreitbaren Qualitäten des thermokeramischen Anstrichs ClimateCoating IndustrySpecial, da ich oft damit in Kontakt komme. Der Anstrich basiert auf der Funktion einer thermokeramischen Membran und verringert Wärmeverluste, die zum Beispiel beim Transport von Flüssigkeiten und Gasen in Rohren auftreten oder Wärmeverluste in Metallkonstruktionen reduziert. Dank der ClimateCoating IndustrySpecial Beschichtung wird die Oberflächentemperatur des Rohrs reduziert (z.B. beim Transport von Warmwasser), was zu geringeren Verlusten führt – somit werden sofort Einsparungen in Form von Kostensenkungen (in diesem Fall Heizkosten) erzielt. Umgekehrt: Nach der Anwendung von ClimateCoating IndustrySpecial auf Rohrleitungen von Klimaanlagen – IndustrySpecial verhindert die Wärmeübertragung aus der Umgebung und die Rohre bleiben kühl (die kalte Luft der Klimaanlage erwärmt sich nur minimal beim Transport von der Umgebung).
Es ist auch zu beachten, dass ClimateCoating IndustrySpecial das Risiko der Kondenswasserbildung (und damit das Risiko von Korrosion) an Rohren und Wasserrohrleitungen reduziert.
Zufällig habe ich kürzlich in meinem Wohnhauskeller einen Gasboiler für die Heizung installiert, von dem ich heiße Wasserrohrleitungen zum Heizsystem in meiner Wohnung geführt habe. Um Wärmeverluste und meine eigenen Energiekosten für das Gasunternehmen zu minimieren, habe ich mich mit der Isolierung der Heizungsrohre beschäftigt. Meine Wahl war eindeutig: ClimateCoating IndustrySpecial und Polyfoam-Isoliermaterial.
Mehr über ClimateCoating IndustrySpecial in unseren Artikeln:
- Industrieller Anstrich auf Metall ClimateCoating IndustrySpecial
- Kondenswasser in Straßenbahnen gelöst: geholfen hat der thermokeramische Anstrich
Unterschied der Oberflächentemperatur der Rohrleitung
Ich habe mich entschlossen, Ihnen den thermokeramischen Anstrich IndustrySpecial praktisch zu zeigen. Bei der Installation der Warmwasserrohrleitungen habe ich ein kleines Experiment durchgeführt: Bevor ich die Rohrleitungen mit Polyfoam-Isoliermaterial umhüllt habe, habe ich alle Rohre mit ClimateCoating IndustrySpecial gestrichen, jedoch einen Teil des Rohrs ohne Anstrich gelassen, um die Oberflächentemperatur des Rohrs zu messen. Ich habe Thermometer direkt nebeneinander platziert. Wie ist es ausgegangen? Siehe folgendes Bild:
Die Oberflächentemperatur des Rohrs mit dem ClimateCoating IndustrySpecial Anstrich sank um ca. 9°C, verglichen mit der Oberflächentemperatur des Rohrs ohne Anstrich. Das alles dank der Zusammensetzung des Anstrichs – der sogenannten thermokeramischen Membran, die ihre Oberfläche bis zum 3-4-fachen vergrößern kann. In 1 m2 der 0,3 mm Membran sind etwa 12 m2 Kugelfläche enthalten.
Der thermokeramische Anstrich allein reicht natürlich nicht aus, um das Rohr perfekt zu isolieren (und somit minimale energetische Anforderungen zu erreichen), er muss mit einer äußeren Isolierung kombiniert werden. Der Anstrich hilft dem Rohr jedoch erheblich: Er sorgt für eine niedrigere Oberflächentemperatur und minimiert gleichzeitig das Risiko der Kondenswasserbildung (verhindert Korrosion).
Sehr gute Ergebnisse erzielt ClimateCoating IndustrySpecial in Kombination mit Polyfoam-Isoliermaterial, da eine viel geringere Isolierdicke erforderlich ist, bei gleichzeitig hervorragenden Isoliereigenschaften.
Rohrisolierungsdicke für Heizungs- und Warmwasserrohre – geringere Wärmeverluste
Die Rohrleitungen für Warmwasser und Heizung sowie die Warmwasserbereitungsgeräte, Speicher und Wassertanks müssen gegen Wärmeverluste isoliert werden. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ bei hochwertigen Materialien liegt im Bereich von 0,035 bis 0,05 W/m.K. Die Betriebs- und Berechnungstemperatur im Heizungssystem liegt bei bis zu 90°C, daher eignen sich neue leichte Materialien aus Polyurethanen, Polyethylen oder Kautschuk sehr gut für die Isolierung. Für Rohre kleinerer Durchmesser bis Nennweite DN 100 werden Isolierhülsen oder Formteile verwendet, für größere Flächen von Speicherheizgeräten und Tanks eignen sich großflächige Bahnen. Isolierungen werden entweder mit oder ohne Oberflächenbehandlung montiert.
Für Temperaturen über 100°C sind klassische mineralische Dämmmaterialien geeignet. Diese Isolierungen sind voluminöser und haben eine kompliziertere und arbeitsintensivere Montage der Oberflächenbehandlung. Sie eignen sich für die Isolierung von Kesseln, Wärmetauschern, Heißwasser- und Dampfrohrsystemen und haben sehr gute feuerfeste Eigenschaften.
Für die Verteilung von Warmwasser und Heizung in Gebäuden werden Isolierdicken von Rohrleitungen empfohlen, je nach Nennweite des Rohrs und Art seiner Installation in Bezug auf die Baukonstruktion.
Isolierdicke für Warmwasser- und Heizungsrohre
| Reihe | Nennweite der Rohre und Armaturen DN | Minimale Isolierdicke in Bezug auf den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ = 0.035 W/m.K (mm) |
|---|---|---|
| 1 | bis 20 | 20 |
| 2 | von 22 bis 35 | 30 |
| 3 | von 40 bis 100 | gleiche Dicke wie DN des Rohrs |
| 4 | über 100 | 100 |
| 5 | Verteilungen und Armaturen gemäß Reihe 1 bis 4 in Nuten und Deckenübergängen, Rohre in beheizten Räumen, Anschlussrohre für Heizung bis 8 m Länge | 50% der Anforderungen der Reihen 1 bis 4 |
Die angegebenen Isolierdicken beziehen sich auf den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ = 0,035 W/m.K. Isolierungen mit höherem λ-Wert erfordern eine größere Dicke und müssen neu berechnet werden.
Polyfoam Rohrisolierung
Ich habe sehr gute Erfahrungen mit Polyfoam Rohrisolierung. Diese hervorragende Rohrisolierung ist chemisch vernetztes Polyethylen-Schaummaterial mit einer geschlossenen Zellstruktur. Es bietet ideale Isolierung im Temperaturbereich von -40°C bis +95°C für Heizungs- und Kühlarmaturen. Polyfoam-Isolierung verhindert die Kondensation von Wasserdampf und reduziert Wärmeverluste.
Praktische Anwendung
- Isolierdicke der Rohrisolierung 10 mm – reduziert Wärmeverluste am Rohr um 60 %.
- Zum Schutz vor der Kondensation von Wasserdampf in Kaltwasserrohren reicht eine Isolierdicke von 5 mm.
- Für die Isolierung von Warmwasserrohren in kalten Räumen ist eine Rohrisolierung von 10 – 20 mm erforderlich.
Durch die geschlossene Zellstruktur ist die Wasseraufnahme des Materials minimal, und das Polyethylenmaterial ist – weder bei der Herstellung noch bei der Verwendung – nicht empfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Es ist beständig gegen Laugen, Säuren, Öle und enthält keine gesundheitsschädlichen Stoffe. Polyethylen-Schaum ist umweltfreundlich und entspricht den west- europäischen Umwelt- und Gesundheitsnormen.
Isolierdicke an Kühlrohren
Das Hauptziel von Isolierungen in Kältetechnik ist es, die Kondensation auf der Außenseite des isolierten Systems zuverlässig zu verhindern. Auch hier würde ich erneut ClimateCoating IndustrySpecial empfehlen, das das Risiko der Kondenswasserbildung auf der Oberfläche der Kühltechnik und auch auf den Rohrleitungen der Klimaanlage minimiert.
Isolierungen zur Vermeidung der Kondensation von Wasserdampf auf der Oberfläche von Rohren oder Kühlrohrisolierungen erfordern Materialien mit der größten Beständigkeit gegen die Diffusion von Wasserdämpfen, also mit dem höchsten Wert des Diffusionswiderstandsfaktors μ.
Bei diesen Isolierungen ist auch eine sichere und zuverlässige Anwendung (Montage) wichtig. Nach der Installation des Isoliermaterials muss das gesamte System und die Verbindungen eine hohe Beständigkeit gegen die Diffusion von Wasserdämpfen aufweisen. Materialien mit niedrigem Diffusionswiderstandsfaktor dürfen nicht ohne Dampfsperre (Dampfschutz) verwendet werden. In diesen Fällen absorbieren sie sehr schnell Feuchtigkeit, was zu einer Verschlechterung ihrer Wärmeisolierungseigenschaften führt. Aus diesem Grund sind mineralische Dämmstoffe bei der Anwendung auf Kühlrohre nicht geeignet. Auch Polyethylen eignet sich nicht als Isolierung für Kühltechnik. Auch wenn es ausreichend resistent gegen die Diffusion von Wasserdampf ist und akzeptable Werte des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ aufweist, haftet Polyethylen als unpolarer Kunststoff schlecht und die Verbindungen dieses Materials verhindern nicht das Eindringen von Wasserdampf in die Isolierung. Auch das Schrumpfen bei Temperaturänderungen ist für den Isolationszweck ungeeignet. Außerdem hat Polyethylen eine geringere Flexibilität und Biegsamkeit als Elastomere.
Für die Anwendung an Kühlrohren und Geräten sind Elastomere (synthetische Kautschuke) am besten geeignet. Elastomere haben hohe Werte des Diffusionswiderstandes und gleichzeitig niedrige Werte des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ. Auch in dieser Gruppe der Isolierungen gibt es jedoch erhebliche Qualitätsunterschiede. Einige Arten von Elastomeren erreichen Werte von μ bis zu 7.000 und der λ-Wert wird bei 0°C bis auf 0,036 W/m.K gesenkt. Beide Werte müssen experimentell bestätigt werden.
Fazit
Die Renovierung von Rohrleitungen und Heizungs- und Wasserverteilungen sollte nicht nur der Austausch von alten Rohren gegen neue sein. Bei der Rohrersatz oder Planung neuer Verteilungen sollte auch auf die Isolierung geachtet werden, um Wärmeverluste zu reduzieren und damit erhebliche finanzielle Einsparungen bei den Energiekosten zu erzielen. Meiner Meinung nach stellt die Kombination von ClimateCoating IndustrySpecial thermokeramischen Anstrich und Polyfoam Isoliermaterial eine hervorragende Isolierlösung dar. Die Kombination dieser beiden Materialien bietet Ihnen hervorragende Wärmeisolierungseigenschaften und schützt gleichzeitig die Rohre vor Kondenswasserbildung und Korrosion.
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