CLIMATISATION
ECONOMISEZ DE L’ENERGIE GRACE A UNE ISOLATION FIABLE
L’ISOLATION DES TUYAUX DE REFROIDISSEMENT EVITE LA CORROSION ET LA CONDENSATION
Pour isoler efficacement les tuyaux de refroidissement, il faut tenir compte de plusieurs facteurs, notamment le taux d’humidité, la conduction thermique... Cet article explique les conditions que l’isolation de tuyaux de refroidissement doit respecter pour être rentable. Nous donnons également un aperçu des différents types de matériaux d’isolation et de leurs caractéristiques.
Par Jeroen De Coster
NecESSITe DE L’ISOLATION
L’isolation de tuyaux de refroidissement comporte un risque d’infiltration d’humidité dans le matériau d’isolation. Il faut éviter la condensation, mais aussi l’infiltration d’eau dans les conduites. A défaut, de l’eau se trouvera à tous les endroits du système où la température est inférieure à la température du point de rosée. Voici à présent les principales raisons d’isoler les tuyaux.
• L’eau infiltrée dans le matériau d’isolation réduit la capacité d’isolation. Vu que la conductibilité thermique de la glace est encore plus grande, cela signifie non seulement une déperdition accrue de chaleur, mais aussi une épaisseur insuffisante de la couche d’isolation dans un environnement sec. Par conséquent, une condensation se forme à la surface de l’isolation.
• L’eau favorise la corrosion de l’installation isolée, y compris à l’intérieur des gaines. Cette corrosion peut nécessiter le remplacement intégral du système existant.
Comment eviter la condensation?
La condensation ne peut être évitée que si à chaque endroit de l’installation à protéger, la température de la surface du matériau d’isolation est toujours au moins égale à la température du point de rosée de l’air ambiant. Seul le dimensionnement correct des parois du matériau d’isolation garantit une protection efficace contre la condensation. Dans les installations de réfrigération, la condensation peut entraîner de gros problèmes, notamment la formation de corrosion et une détérioration de la construction. Une condensation continue peut en outre perturber gravement le bon déroulement des processus d’exploitation. C’est pourquoi la détermination exacte de l’épaisseur minimale d’isolation nécessaire sur des supports physiques pour éviter la condensation constitue un aspect essentiel de la technique d’installation.
Solution
La condensation peut être évitée si la température à la surface du matériau d’isolation est toujours au moins aussi élevée que la température du point de rosée de l’air ambiant autour du tuyau isolé. Ce n’est que si la bonne épaisseur est choisie que la protection contre la condensation est optimale. Pour y parvenir, il faut tenir compte des différents paramètres.
Température du fluide
Le choix d’un agent réfrigérant détermine la température du fluide. De ce fait, la température est clairement déterminée et constitue un paramètre précis qui peut être calculé facilement.
Température ambiante
Ce n’est pas aussi simple pour l’air ambiant.
• Installations extérieures: il est conseillé de consulter la base de données climatique tenue par les différents services météo afin de déterminer correctement les paramètres.
• Installations intérieures: c’est un peu plus compliqué. Il est nécessaire de formuler une hypothèse quant aux températures ambiantes typiques. Les hypothèses formulées doivent s’appuyer le plus possible sur la température réelle.
Conduction thermique
Il s’agit de la capacité du matériau d’isolation à conduire la chaleur. Elle indique la quantité de chaleur acheminée par une couche du matériau d’une surface d’1 m² et d’une épaisseur d’1 m en une seconde pour une différence de température entre le deux surfaces d’1 K. La conduction thermique est exprimée en Watt par mètre et par Kelvin [W/ (m.K)]. Plus cette valeur lambda est faible et meilleure est l’isolation thermique.
Humidité relative
L’influence de l’humidité relative est souvent sous-estimée lors de la détermination de l’épaisseur d’isolation nécessaire. Plus l’humidité est élevée, plus l’isolation doit être épaisse (si tous les autres paramètres restent inchangés). Le paramètre humidité relative exerce une grande influence sur l’épaisseur nécessaire du matériau d’isolation. Ce paramètre est cependant plus difficile à calculer que, par exemple, la température du fluide ou la conduction thermique. Il est par conséquent important de préciser le plus clairement possible l’endroit dans lequel le système sera utilisé.
Résistance à la diffusion de vapeur d’eau
Pour éviter l’infiltration d’humidité dans les tuyaux de refroidissement, il faut choisir un matériau d’isolation présentant une forte résistance à la diffusion de vapeur d’eau. Plus cette résistance est élevée, plus longtemps la conduction thermique restera faible (rendement à long terme).
Protection contre la corrosion
La protection contre la corrosion est très importante pour de nombreux groupes professionnels. Dans les installations isolées, la protection contre la corrosion est encore plus importante, parce que de la corrosion peut éventuellement se former sous l’isolation et ne sera remarquée que si des détériorations apparentes se sont déjà manifestées. L’isolation et la protection contre la corrosion sont deux domaines différents qui doivent néanmoins s’harmoniser. Tout d’abord, les matériaux de protection contre la corrosion et les matériaux d’isolation doivent être compatibles en termes de composants (par ex.: la colle). Ensuite, le risque de corrosion peut être significativement réduit grâce à l’utilisation de matériaux d’isolation appropriés. L’isolation technique ne peut cependant pas remplacer la protection contre la corrosion. Les installations dont la température de service est inférieure à la température ambiante, et les installations dont la température est inférieure à la température du point de rosée, en raison de fluctuations de la température de service, même de courte durée, nécessitent particulièrement une protection efficace contre la corrosion.
Types d’isolation
Elastomères
Ce caoutchouc synthétique présente des facteurs élevés d’économie d’énergie, toute comme sa variant, le polyéthylène. Grâce à la structure fermée de ses cellules et à sa conduction thermique extrêmement faible, ce type de matériau est conforme à la norme A1 en matière de protection contre l’incendie. Ce matériau d’isolation se pose facilement, proprement et rapidement.
Polyéthylène
Cette variante est aussi un matériau flexible mais n’appartient pas à la classe de résistance au feu A1, et ne peut donc pas être utilisé dans des bâtiments publics.
Elastomères thermoplastiques
Cette forme mixte comporte les meilleures propriétés du polyéthylène et des élastomères et constitue par conséquent un matériau résistant.
De plus, le dégagement de fumée est le plus faible en cas d’incendie, par rapport aux autres matériaux, et l’économie d’énergie est élevée.
PIR
Ce type de matériau d’isolation est surtout utilisé sous des températures extrêmement basses. Il n’est pas flexible et ne se transforme donc pas facilement. De ce fait, le coût d’installation est un peu plus élevé que pour des matériaux d’isolation flexibles, mais ce supplément est compensé par le prix d’achat plus faible.
Pour l’isolation d’une installation de refrigeration, il est essentiel de determiner exactement l’epaisseur du materiau d’isolation afin d’eviter la condensation
Préisolation
Avantages
• Les tuyaux préisolés offrent plusieurs avantages par rapport aux tuyaux non préisolés. Tout d’abord, ils permettent un très net gain de temps lors de leur pose.
• Il ne faut pas utiliser d’outils spéciaux pour l’installation.
• Les frais de montage peuvent aussi être nettement réduits.
Inconvénients
• Les tuyaux préisolés ne sont disponibles qu’en petits diamètres (jusqu’à 28 mm). Les diamètres plus grands n’existent donc pas en version préisolée.
Tuyaux preisoles pour climatiseurs split
On trouve déjà des tuyaux préisolés spécialement conçus pour raccorder les deux parties de ce type de système par le biais de tuyaux d’écoulement en amont et de retour préisolés. Pour un climatiseur split central, l’armoire intérieure centrale comporte aussi une chaudière ou l’élément d’une pompe à chaleur devant être placée à l’intérieur. Le serpentin évaporatoire du climatiseur est placé dans l’armoire ou dans le canal principal d’alimentation de la chaudière ou de la pompe à chaleur. La possibilité de refroidir et de chauffer rend le système économique et efficace. En cours de fonctionnement, le tuyau d’aspiration peut atteindre une température de 120 °C, qui est correctement absorbée par l’isolation. Un tuyau de refroidissement sans raccords est idéal pour acheminer des gaz techniques dans des installations de réfrigération et de conditionnement d’air. Le matériau d’isolation de ces tuyaux préisolés consiste en général en un produit à base d’élastomère ou de polyéthylène à structure cellulaire fermée.
Rendement
Bien que l’investissement nécessaire pour un tel système d’isolation ne doive pas être sous-estimé, il peut être amorti en 6 mois et ce système vaut donc la dépense.
En collaboration avec Armacell et Thermaflex