Aislamiento de fibra de vidrio para sistemas de agua refrigerada
11/08/2023
Los sistemas de enfriamiento hidrónicos (también conocidos como “sistemas de agua refrigerada”) son sistemas de agua climatizada de circuito cerrado que transportan el calor lejos de un espacio o un proceso acondicionado y usan el agua como medio de transferencia de calor. Estos sistemas emplean refrigerante comprimido estándar en tubos o bobinas, o enfriamiento por evaporación, para enfriar el agua. El agua refrigerada se bombea a través de la tubería del sistema a un intercambiador de calor/bobina de enfriamiento en el extremo del sistema. La superficie de la bobina de intercambio de calor se enfría con el agua refrigerada.
En un intercambio de calor de aire a aire, un ventilador mueve el aire a través de la bobina; de esta manera, se elimina el calor del aire y se proporciona aire frío al espacio del edificio o al proceso que se desea refrigerar. En un proceso de enfriamiento por agua refrigerada de intercambio directo, el calor se elimina del proceso mediante el contacto directo del intercambiador de calor con el producto que se desea refrigerar, ya sea un material líquido o sólido.
Aislar estos sistemas es importante para un funcionamiento satisfactorio. El aislamiento de fibra de vidrio tiene un largo y exitoso historial como el material de aislamiento más elegido para los sistemas de agua refrigerada. Las áreas de un sistema de enfriamiento por agua refrigerada que generalmente necesitan aislamiento son los barriles y los cabezales del enfriador, las bombas, las tuberías y los accesorios de las tuberías. Al aislar estos componentes:
- Se ahorra energía, lo que equivale a costos operativos reducidos.
- Se reduce el uso de las máquinas y el desgaste, lo que equivale a costos operativos reducidos.
- Se obtiene una mayor eficacia del sistema, lo que equivale a ocupantes más felices.
- Se controla la condensación, lo que equivale a menores problemas inducidos por la humedad.
Aspectos científicos sobre la formación de condensación en sistemas mecánicos
Las moléculas de vapor de agua presentes en la atmósfera son atraídas a cualquier superficie más fría, donde se unen para formar agua líquida. Las moléculas de vapor de agua más caliente pierden energía a medida que se aproximan a la superficie más fría. Estas moléculas de agua se acumulan en la superficie fría en cantidad suficiente para formar un líquido que se asienta en la superficie de cualquier construcción que no permita el paso del vapor de agua.
Aspectos básicos sobre el control de la condensación
Se deben cumplir dos parámetros clave en una instalación para controlar la formación de condensación en sistemas mecánicos, que incluyen tuberías, conductos y equipos.
En primer lugar, la cantidad total de aislamiento usado debe tener suficiente resistencia al flujo de energía térmica para mantener la temperatura superficial del sistema de aislamiento por encima del punto de condensación atmosférica, independientemente de cuál sea la temperatura de la atmósfera, la humedad relativa y el punto de condensación (la temperatura a la que se forma la condensación).
En segundo lugar, el sistema de aislamiento debe incluir un material clasificado como “retardador de vapor”, que puede ser un sistema separado exclusivamente destinado a funcionar como retardador de vapor o un material de aislamiento que tenga propiedades retardantes del vapor. Un retardador de vapor es un material que resiste toda o una cantidad significativa de penetración de moléculas de agua, en forma de vapor. Si el sistema de aislamiento no ofrece una conductancia térmica suficientemente baja y una permeancia al vapor de agua baja, igualmente se puede formar la condensación.
Opciones de control de condensación para conductos y tuberías
Se pueden usar diferentes combinaciones de dos componentes clave del sistema de aislamiento, el aislamiento y el sistema de acabado, para lograr el objetivo de impedir la formación de condensación en la superficie de los sistemas mecánicos aislados.
El aislamiento de fibra de vidrio tiene diferentes velocidades de flujo de energía térmica, según la densidad y el espesor del producto. Un aislamiento de fibra de vidrio más denso y delgado puede ofrecer tanto valor de aislamiento como un aislamiento de fibra de vidrio menos denso y más grueso. Los sistemas de acabado usados para el aislamiento mecánico tienen diferentes niveles de emisividad, lo que cambia la velocidad de flujo de energía del sistema. Para que el sistema funcione, los acabados altamente reflectantes requieren fibra de vidrio más gruesa en comparación con los acabados no reflectantes. Esta es una consideración importante al seleccionar los componentes del sistema, junto con las condiciones del sitio que pueden restringir las selecciones.
Desventajas de la instalación ineficaz del aislamiento del agua refrigerada
La instalación ineficaz del sistema de aislamiento del agua refrigerada puede tener impactos negativos; por ejemplo, los siguientes:
- Elementos dañados, incluidos el daño a acabados arquitectónicos y el desarrollo de humedad en estructuras de edificios, que requieren costos para corregirlos
- Contribuye al consumo excesivo de energía, lo que aumenta los gastos operativos
- Causa un desgaste excesivo de las máquinas, lo que aumenta los gastos de reparación
- Puede provocar el crecimiento de moho y hongos en instalaciones, que requieren costos de remediación
- Costos duplicados para eliminar y reemplazar prematuramente las instalaciones de aislamiento
Claves para una instalación efectiva
Hay algunos detalles clave para observar en una instalación de aislamiento para sistemas de agua refrigerada: Espesor correcto para las peores temperaturas, humedad relativa y combinaciones de movimiento de aire previstas. Muchas veces, se elige el espesor incorrecto por diversas razones. Las juntas/costuras longitudinales, las juntas/costuras a tope, el aislamiento de conexiones, el aislamiento de soportes y el sellado por vapor son las características más frecuentes de un sistema de aislamiento que necesitan un enfoque especial. Completar correctamente cada uno de estos detalles es tan importante como los demás. Los detalles para completar las instalaciones que ofrecerán un rendimiento satisfactorio se pueden encontrar en la GUÍA DE AISLAMIENTO DE SISTEMAS DE TUBERÍAS DE AGUA REFRIGERADA CON FIBRA MINERAL de la North American Insulation Manufacturers’ Association o en el Manual de Estándares de Aislamiento Comercial e Industrial de Norteamérica.
La importancia y la correcta instalación del retardador de vapor
El vapor de agua encuentra los puntos de entrada más pequeños a través de materiales o sistemas retardadores de vapor comprometidos. El sistema retardador de vapor en una instalación de aislamiento es clave para realizar una instalación exitosa. Como se mencionó anteriormente, el espesor de aislamiento correcto combinado con un retardador de vapor bien colocado hace que el uso de aislamiento de fibra de vidrio en agua refrigerada sea el preferido. El revestimiento retardador de vapor ASJ prémium y de alto rendimiento, que ahora se suministra en los productos de aislamiento de fibra de vidrio para tuberías de Knauf, proporciona una permeancia al vapor de agua de 0.01 perm. Knauf se refiere a este producto como ASJ+ (All Service Jacketing), un compuesto laminado flexible de varias capas que normalmente consta de papel de aluminio, papel, película y refuerzos. La cinta cubrejuntas ASJ+ o ASJ completa el sistema de recubrimiento para sellar las juntas entre las secciones del aislamiento de la tubería.
Deben instalarse represas de vapor o sellos de vapor adecuados, incluidas todas las terminaciones. El aislamiento de las conexiones debe tener un tratamiento retardador de vapor aplicado de fábrica o antes de aplicar acabados protectores. Selle la costura de la angostura y los bordes circunferenciales de las cubiertas para conexiones de PVC con un sello de vapor de PVC; o use adhesivo o solvente en todas las juntas. Cualquier daño o vacío en los materiales del retardador de vapor debe repararse.
Principios y prácticas aplicables a la refrigeración de productos y los procesos industriales
Al pensar en instalaciones de agua refrigerada, la mayoría de las personas piensan en sistemas de climatización para brindar más confort en edificios comerciales. Muchos procesos industriales también usan agua refrigerada para enfriar el producto o mantener la temperatura del proceso. Estos mismos principios para una instalación exitosa de aislamiento de fibra de vidrio se aplican al sistema de agua refrigerada industrial, así como al sistema de agua refrigerada de climatización.
En resumen
El aislamiento de fibra de vidrio constituye la base de un sistema altamente efectivo y económico para aislar todo tipo de sistemas de enfriamiento por agua refrigerada. Seguir una práctica de instalación sólida, especialmente en cuanto a las características del retardador de vapor, es clave para el éxito, ya que los sistemas de fibra de vidrio correctamente especificados e instalados se usan desde hace muchos años para los sistemas de agua refrigerada. El aislamiento para tuberías Earthwool de 1,000 °F de Knauf, ASJ+/SSL+ con ECOSE y el aislamiento para tuberías y tanques de Knauf con ECOSE proporcionan un rendimiento confiable y un alto nivel de sostenibilidad para el enfriamiento con agua refrigerada cuando se instalan en forma completa y exhaustiva.
Recursos industriales adicionales:
Midwest Insulation Contractors Association
Manual de Estándares de Aislamiento Comercial e Industrial de Norteamérica
North American Insulation Manufacturers Association
GUÍA DE AISLAMIENTO DE SISTEMAS DE TUBERÍAS DE AGUA REFRIGERADA CON FIBRA MINERAL
ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)
Manual de fundamentos
ASTM International
Guía de Estándares de Aislamiento Térmico Industrial