Izolace je důležitou součástí každého zařízení pracujícího s vysokými teplotami, ať už se nachází v domácnosti, nebo v průmyslovém provozu. Pokud je zařízení správně izolováno, přináší to řadu dalších výhod: snižuje tepelné ztráty, a tím šetří energii. Výsledkem je ekologičtější a hospodárnější provoz. Z dlouhodobého hlediska se tím také prodlužuje životnost těchto zařízení, protože vyžadují méně časté opravy.
Výhody tepelné izolace
Na příkladu pece na chleba a pizzu přináší správná izolace pomocí rohože z keramických vláken, pletiva pro pizza pece a žáruvzdorné malty pro venkovní pece mnoho výhod.
Za prvé výrazně zlepší kvalitu a chuť pečených pokrmů. Ztrácí se totiž méně tepla, takže lze udržet stabilní teplotu a zabránit nedopečení nebo naopak přepečení.
Za druhé lepší akumulace tepla zvyšuje bezpečnost potravin. Ve špatně izolované peci dochází ke ztrátám tepla a do prostoru pece mohou pronikat místa se studenějším vzduchem, což způsobí nerovnoměrné propečení pizzy, chleba nebo jiných pokrmů. U ryb nebo masa je to obzvlášť důležité, protože pokud nejsou řádně propečené v celém objemu, může dojít k otravě jídlem. Izolace proto hraje významnou roli při zajištění bezpečnosti a hygieny potravin.
V neposlední řadě je dostatečná izolace pece zásadní pro bezpečnost osoby, která vaří nebo peče, i všech ostatních osob v blízkosti, například dětí, rodiny nebo hostů. Nedostatečná tepelná izolace totiž vede k vyšší teplotě vnějšího povrchu, který může při dotyku způsobit popálení. Účinná izolace proto pomáhá zabránit nadměrně horkému a potenciálně nebezpečnému vnějšímu povrchu.
Jak izolace funguje – způsoby přenosu tepla
Abychom lépe porozuměli tomu, jak izolace funguje, je důležité nejprve znát základní principy. Přenos tepla probíhá mezi tělesy s rozdílnou teplotou a může k němu docházet třemi způsoby: vedením, prouděním a sáláním.
Příkladem vedení tepla je rychlovarná konvice při vaření vody – topné těleso uvnitř předává teplo vodě, čímž zvyšuje její teplotu. Proudění lze naopak pozorovat u radiátoru, který ohřívá vzduch v místnosti. Sálání je situace, kdy člověk sedící u krbu přímo cítí teplo, které z něj vyzařuje.
Tepelná izolace je dále definována jako omezení přenosu tepla mezi materiály s různou teplotou, čehož se dosahuje především snížením vedení tepla. Izolace obvykle funguje na principu zachycení vzduchu, například ve vláknech tkaniny z keramických vláken nebo v pórech či bublinkách izolačních žáruvzdorných cihel.
Mezi běžné příklady izolace v domácnosti patří izolace pece na chleba a pizzu vytápěné dřevem pomocí rohože z keramických vláken nebo izolace kolem krbu či kamen pomocí vermikulitové desky nebo krbové stavební desky.
Podobně lze v průmyslovém prostředí jako příklad izolace uvést použití vpichované rohože ze skleněných vláken v petrochemickém průmyslu, u pecí ve slévárnách nebo v elektrárnách.
Jak určit, který izolační materiál použít pro konkrétní aplikaci?
Obecně platí, že materiály považované za vhodné tepelné izolanty mají nízkou tepelnou vodivost, nízkou hustotu a nízkou tepelnou hmotnost.
Hlavní otázka, na kterou chceme v každé situaci odpovědět, zní: „Pokud je teplota mého objektu x °C, jaký materiál a jakou tloušťku izolace potřebuji, abych snížil teplotu na vnější straně na y °C?“
Snížení teploty, kterého lze dosáhnout, tedy závisí na tepelné vodivosti izolačního materiálu a na jeho tloušťce. Dalším hlediskem je, že tepelná izolace musí odolávat teplotám, se kterými přijde do styku. Polystyren je velmi účinný izolační materiál při pokojové teplotě, ale pokud potřebujeme materiál, který bude fungovat například při 1 000 °C, polystyren se roztaví a shoří.
Typy izolačních materiálů – snížení teploty při jejich použití
Izolační materiál | Tloušťka | 200 °C | 500 °C | 1000 °C |
Vermikulitová deska | 25 mm | 80 °C | 210 °C | 450 °C |
Krbová stavební deska | 30 mm | 52 °C | 90 °C | 275 °C |
Rohož z keramických vláken | 25 mm | 56 °C | 185 °C | 425 °C |
Rohož z keramických vláken | 50 mm | 38 °C | 112 °C | 260 °C |
HT deska | 12 mm | 100 °C | 235 °C | Není k dispozici |
Papír z keramických vláken | 5 mm | 120 °C | 340 °C | 780 °C |
Tkanina z keramických vláken | 2 mm | 180 °C | 450 °C | 900 °C |
Izolační žáruvzdorné cihly třídy 23 | 114 mm | 32 °C | 62 °C | 110 °C |
Z toho jasně vyplývá, že vysokoteplotní tkaniny o tloušťce mezi 0,4 mm a 2 mm samy o sobě nestačí, ale mají své místo ve vícevrstvých izolačních systémech.
Například rohož z keramických vláken lze použít společně s hliníkovou tkaninou. Případně lze izolační žáruvzdorné cihly kombinovat s krbovou stavební deskou.
