Hoe koudeleidingen correct isoleren?

Voorkom energieverliezen en condensvorming

Leidingen in een koelsysteem correct isoleren, is van groot belang. Wie koelleidingen niet (goed) isoleert, riskeert energieverliezen tot wel 80% en vergroot de kans op corrosieschade door condensvorming. Om dat te voorkomen, is het noodzakelijk om de juiste isolatie te kiezen en die vakkundig aan te brengen.

WAAROM ISOLEREN?

Het leidingwerk is een cruciaal onderdeel van de koelinstallatie. Meestal kan het worden opgedeeld in een primair circuit (tussen de verdamper, compressor en condensor) en een secundair circuit (dat zorgt voor de koudeverdeling en vloeistoffen en lucht transporteert naar de te koelen ruimte of het proces dat moet worden gekoeld). Als deze leidingen on­beschermd worden geïnstalleerd, kunnen om­gevingsfactoren de leidingen en ook het medium (gas/vloeistof) in de leidingen beïnvloeden. Koelleidingen worden geïsoleerd om:

• energieverliezen te beperken: zodat de koelleidingen zo weinig mogelijk warmte van buitenaf opnemen en het medium niet gaat opwarmen (waardoor de koelinstallatie harder moet werken om het medium op temperatuur te houden). Via de koelleidingen kan wel wat W/m verloren gaan. Zelfs kleine energieverliezen (bijvoorbeeld 5 W/m) door bijvoorbeeld te weinig isolatiedikte kunnen in installaties met grote leidinglengtes tot grote geldverliezen leiden. Stel bijvoorbeeld dat de leiding 100 meter lang is. Dat resulteert in 5 W/m verlies x 100 m = 500 watt verlies per uur en 12 kWh per dag. Oftewel een verlies van 3 euro per dag of 1.095 euro per jaar;
• corrosie van de leidingen tegen te gaan: op koude leidingen die in contact komen met warmere lucht, kan condens neerslaan. Deze waterdruppels kunnen het metaal (in de praktijk meestal koper of staal) aantasten en tot corrosieschade leiden;
• de goede werking van de installatie te garanderen: bijvoorbeeld in het primaire circuit is een correcte isolatie van de leiding tussen de verdamper en de compressor nodig om een sterke stijging van het soortelijk volume van de zuiggassen te voorkomen.

WAT ISOLEREN?

Alle leidingen in een koelinstallatie dienen te worden geïsoleerd (zowel die van het primaire circuit als die van het secundaire circuit). Let wel, enkel de leidingen isoleren is niet voldoende. Thermische bruggen moeten ten allen koste vermeden worden (want die leiden tot energieverliezen en werken condensvorming in de hand). Ook de ophangbeugels, kranen, bochten, T-stukken, flenzen, meetpunten, warmtewisselaars en expansievaten moeten worden geïsoleerd, met andere woorden alle onderdelen die in contact staan met het circuit dienen te worden beschermd. Isoleert u één kraan of flens niet, dan staat het energieverlies gelijk met het niet isoleren van één meter buis.

SOORTEN ISOLATIE

Hoe herkent u een goed isolatiemateriaal? Een goed isolatiemateriaal voor koudeleidingen is:

• een slechte warmtegeleider, en heeft dus een zo laag mogelijke thermische geleidbaarheid (uitgedrukt in de λ-waarde (W/m.K), hoe lager de lambdawaarde (= thermische geleidbaarheid) hoe beter het materiaal isoleert);
• waterdampresistent (uitgedrukt in de µ-waarde, hoe hoger de µ-waarde, hoe resistenter het materiaal is tegen waterdamp), als er toch condens zou ontstaan, mag die het isolatiemateriaal niet binnendringen, anders verliest de isolatie zijn isolatiewaarde en is er ook kans op corrosieschade.
• flexibel (nodig om aansluitend bochten, flenzen … te isoleren);
• bestand tegen lage temperaturen;
• uv-bestendig (dat is belangrijk als de leidingen buiten worden geplaatst);
• geluidsisolerend (de compressor produceert lawaai en trillingen die worden doorgegeven aan de leidingen, het is een pluspunt als de isolatie dit lawaai dempt).

Rubber meest gebruikt

De meest ingezette isolatiematerialen in de koudetechniek zijn rubber en polyethyleen. Beide materialen hebben een lage thermische geleidbaarheid en een hoge waterdampresistentie.

• Rubber (elastomeer) wordt het vaakst gebruikt. Er zijn twee soorten rubber: NBR (nitrilbutadieenrubber) en het duurdere EPDM. Beiden zijn bestand tegen lage temperaturen (standaard tot -50 °C en zelfs lager onder specifieke omstandigheden) en dampdicht vanwege de gesloten celstructuur. EPDM heeft een hogere gebruikstemperatuur en is uv-bestendig. NBR daarentegen heeft betere isolatie-eigenschappen en een gunstiger brandreactie. Een belangrijk voordeel van rubber is zijn grote flexibiliteit.
• Polyethyleen is een pak stugger om bochten e.d. mee te realiseren en zit meestal rond voorgeïsoleerde koperleidingen (het isolatiemateriaal wordt hoofdzakelijk ingezet voor kleine diameters tot 20 mm). Daarbij komt dat polyethyleen minder goed bestand is tegen negatieve temperaturen (tot ongeveer -15 °C).

Schuimglas is een goed alternatief voor het isoleren van leidingen met extreem negatieve temperaturen (-80 °C en lager). Minerale wol wordt in de praktijk maar weinig gebruikt. Het materiaal is van nature dampopen (het moet dus steeds van een coating worden voorzien) en is niet erg gebruiksvriendelijk om bochten e.d. mee te isoleren.

DE JUISTE ISOLATIE KIEZEN

Welke randvoorwaarden moeten worden vervuld?

Hou vooraleer tot de isolatiekeuze over te gaan zeker rekening met:

• de lokale wetgeving
• de eisen inzake brandveiligheid (bijvoorbeeld als leidingen zich in de vluchtwegzone bevinden, moeten ze over een bepaalde brandresistentie beschikken);
• de bereikbaarheid van de leidingen en de beschikbare ruimte (kan de gewenste isolatiedikte worden toegepast);
• de omgeving van de leidingen (bijvoorbeeld binnen, buiten, agressieve omgeving (bijvoorbeeld inwerking door oliën of vetten));
• de nagestreefde gebouwcertificaties (bijvoorbeeld is er vraag naar een isolatiemateriaal met lage CO2 footprint?)

De isolatiekeuze

Standaard wordt de isolatiedikte bepaald in functie van:

• de nominale diameter van de leiding;
• de temperatuur van het medium in de leiding;
• de thermische prestatie van het isolatiemateriaal (de lambdawaarde).

De aanbevolen isolatiediktes worden door de wetgever in tabellen vastgelegd. Dat is ook in de EPB-reglementering voor klimaatregeling, die de thermische isolatie van leidingen voor koudeverdeling en toebehoren vastlegt, het geval. Volgens de EPB-reglementering bijvoorbeeld moet een koelwaterleiding met een diameter van DN 50 en gedimensioneerd voor een regime 7/12 °C (≤15 °C) geïsoleerd worden met een minimale dikte van 14 mm, als het isolatiemateriaal een thermische geleidbaarheid heeft van 0,035 W/m.K.

DE CORRECTE ISOLATIEDIKTE BEPALEN?

Standaard wordt de isolatiedikte bepaald in functie van:

• de nominale diameter van de leiding;
• de temperatuur van het medium in de leiding;
• de thermische prestatie van het isolatiemateriaal (de lambdawaarde).

Bereken echter ook het dauwpunt door rekening te houden met:

• de omgevingstemperatuur;
• de relatieve vochtigheid in de omgeving.

Bereken het dauwpunt

Bij het bepalen van de geschikte isolatie is het echter beter om nog met enkele extra zaken rekening te houden, nl.

• de omgevingstemperatuur;
• de relatieve vochtigheid in de omgeving.

Op basis van de temperatuur en de relatieve vochtigheid kan het dauwpunt worden be­rekend. Dat is de temperatuur waarbij de lucht met waterdamp verzadigd is. Die waterdamp slaat neer op oppervlaktes met een lagere temperatuur dan het dauwpunt en zo ontstaat er condens. Daarom moet worden voorkomen dat de temperatuur bij het oppervlak van het isolatiemateriaal onder het dauwpunt zakt. Dat kan door de isolatiedikte op te drijven (dikkere isolatie betekent dat de oppervlakte van de isolatie het minder koud krijgt door de koude leiding). Om corrosieschade te vermijden moet dus al bij de planning de exacte dauwpunttemperatuur worden bepaald om de juiste isolatiedikte te kunnen selecteren.

De berekening van de isolatiedikte kan manueel gebeuren, maar er zijn ook tal van digitale tools beschikbaar (bijvoorbeeld van isolatiefabrikanten). Let er op dat deze tools bij de berekening van de ideale isolatiedikte zeker vragen naar de leidingdiameter, temperatuur van het medium, de lambdawaarde van de isolatie, de om­gevingstemperatuur en de relatieve vochtigheid, en rekening houden met de geldende wet­geving.

ISOLATIE PLAATSEN

Voorgevormd of op maat gesneden?

Voor het isoleren van leidingen zijn er voorgevormde isolatiebuizen en isolatiematten beschikbaar.

• Voorgevormde isolatiebuizen zijn duurder in aankoop, maar het gebruik ervan bespaart tijd. Ze worden ofwel ter plekke ingesneden en van lijm voorzien, of beschikken al over een insnijding met zelfklevende lijmstrip (waarover dan een beschermende folie zit die er bij het verlijmen wordt afgetrokken). Met deze voorgevormde buizen kunnen behalve rechte stukken en bochten, mits wat bijsnijwerk ook T-vormige aftakkingen, verloopstukken en afsluitkranen worden geïsoleerd. Voor courante ophangbeugels zijn er isolatie-inlages beschikbaar.
• De isolatiemantel voor uitzonderlijke diameters, kranen, flenzen, meetpunten, warmtewisselaars en expansievaten worden meestal uit een isolatiemat gesneden. Dat gebeurt volledig op maat en vraagt techniek. Let op dat dit correct gebeurt, want het zijn precies de appendages zoals kranen, pompen, flenzen, filters, enz ... die het meest gevoelig zijn aan condensvorming en energieverlies bij een ondeskundig verwerken en plaatsen van de isolatie. Met meetlat, passer, een snijmal en mes worden sjablonen uit de mat gesneden. Voor specifieke toepassingen zoals het isoleren van een T-vormige aftakking, een verloopstuk tussen twee buizen, afsluitkranen, flenzen en vaten zijn er montagehand­leidingen beschikbaar waarbij de isolatiefabrikant stap voor stap uitlegt hoe het op maat snijden correct dient te gebeuren.

Verlijming

De isolatiedelen worden met elkaar verlijmd. De lijm die hiervoor wordt gebruikt is productspecifiek en zo ontwikkeld dat de delen die worden verlijmd met elkaar vulkaniseren (= als het ware versmelten). Om koudebruggen te voorkomen moet er steeds een mooie verkleving worden gerealiseerd. Een optimale sluiting van de naden kan enkel worden verwezenlijkt door correct te verlijmen. De hoofdkleefkracht wordt immers bekomen door de schuim-op-schuimverkleving. De verbindingen worden verlijmd door ze stevig aan te drukken. Op naden kan een tape worden aangebracht ter afwerking, maar die is weinig doeltreffend indien de initiële ver­kleving niet goed is gebeurd. Het aanbrengen van tape op de naden is derhalve overbodig en verbergt in de praktijk veelal het ontbreken van de lijm of een onzorgvuldige verlijming.

Enkele tips:

• isoleer nooit installaties terwijl ze in werking zijn;
• te isoleren leidingen moeten steeds op kamertemperatuur zijn om een goede hechting van de lijm te verzekeren;
• start de installatie pas 36 uur na de verlijming op, om er zeker van te zijn dat de lijm volledig droog is;
• het oppervlak van de isolatie dient proper, droog, stof- en vetvrij te zijn;
• om een goede verlijming te verzekeren, is het nodig dat de lijmvlakken uniform zijn, maak bij het versnijden van isolatie daarom alleen gebruik van een zeer scherp mes;
• trek de isolatie niet met kracht uit, plooi die ook niet te hard (anders raakt de isolatie beschadigd of samengedrukt, waardoor de noodzakelijke isolatiedikte niet meer bereikt wordt en er condensatieproblemen kunnen ontstaan);
• het is aanbevolen ter hoogte van bochten gesegmenteerde bochtstukken te maken
• Ø ≥ 400 mm: verlijmen tegen onderzijde leidingen (voorkomt doorhangen isolatie)
• Ø ≥ 600 mm: volvlaks verlijmen over het volledige leidingoppervlak.

Coating

Om het isolatiemateriaal te beschermen tegen bepaalde omgevingsfactoren (bijvoorbeeld een agressieve omgeving of weer en wind), kan die worden voorzien van een afwerkingslaag. Er bestaan hiervoor fabrieksmatig beklede isolatieproducten met aluminium uitzicht in slangvorm en in platen op rol. In sommige gevallen waar extra mechanische bescherming noodzakelijk is, kunnen de geïsoleerde leidingen met voor­gevormde aluminium- of rvs-platen worden afgewerkt.