ВходТепловая изоляция трубопроводов. Все тонкости теплоизоляции трубопроводов: принципы расчета и техника Теплоизоляционные работы на трубопроводах
Основное правило монтажа тепловой изоляции (для изоляции применяют цилиндры): монтажные работы начинают от фланцевого соединения, при этом цилиндры устанавливаются вплотную друг к другу с разбежкой горизонтальных швов. Конструкцию закрепляют бандажами (примерно по два на изделие) на трубопроводе. Между бандажами необходимо выдерживать интервал в 500 мм, а боковые швы цилиндров должны быть вразбежку. Сами бандажи закрепляются пряжками. Материалом изготовления бандажа могут служить упаковочная лента с окраской (0,7 х 20 мм) или алюминиевая (до 30 мм шириной) лента.В случае, когда осуществляется теплоизоляция труб полуцилиндрами из жестких материалов (совелита, вулканита, диатомита и т. п.) устанавливают насухо или на мастике. Используют также сегменты известково-кремнеземистые, перлитоцементные, пенодиатомитовые и т.п. Маты укладывают с перекрытием швов и закрепляют через 500 мм проволочными подвесками. Продольный шов сшивают мягкой проволокой диаметром 0,8 мм. Снаружи маты закрепляют бандажами. При монтаже используют следующие матералы: пряжки бандажные ( , ТУ 36-1492-77 ), либо пряжки из тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,8 мм (ГОСТ 7118-78). Материал изготовления бандажей - упаковочная или алюминиевая лента толщиной 0,8 мм. Согласно СНиП 2.04.14-88 допускается применение колец из оцинкованной или черной отожженной проволоки диаметром 2 мм; а также колец проволоки (диаметром 1,2 мм) из нержавеющей стали.
Cтоимость пряжки бандажной ТИП 1А по ТУ 36.16.22-64-92 - 7.30 руб/шт.
В основном, защитное покрытие крепиться винтами или бандажами. Для внутренних трубопроводов с положительной температурой траспортируемых по ним веществ, используют цилиндры, кашированные алюминиевой фольгой. Данную изоляцию допускается применять без защитного покрытия. В качестве бандажа рекомендуется использовать ленту из алюминия и алюминиевых сплавов (ширина 20-30 мм, толщина 0,8 мм) и алюминиевые пряжки. Для трубопровода холодного водоснабжения (температура траспортируемых по нему веществ составляет ниже 12 град. С), а также технологического трубопровода в качестве изоляции используют исключитель . При этом необходимо установить пароизоляционный слой, в соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудованиям трубопроводов». Швы пароизоляционного слоя должны быть тщательно герметизированы. Разрывы и проколы пароизоляционного слоя не допускаются. При использовании в монтаже кашированных алюминиевой фольгой цилиндров, возможно не применять пароизоляционный слой, если того не требует проект. Однако необходимо хорошо герметизировать швы и стыки установленных цилиндров. При монтаже возможны разрывы и проколы алюминиевой фольги. При наличии подобных повреждений, эти места проклеиваются герметизирующими материалами. При использовании цилиндров,
, для теплоизоляции трубопроводов холодного водоснабжения и технологических, с температурой транспортируемых веществ ниже 12 °С, под металлическое защитное покрытие рекомендуется устанавливать предохранительный слой, защищающий фольгу от повреждения. При этом защитное покрытие рекомендуется крепить бандажами. При применении цилиндров на вертикальных участках трубопроводов через каждые 3-4 метра по высоте трубы, следует устанавливать разгружающие устройства для предотвращения сползания теплоизоляционного слоя и покрытия. Для трубопроводов канальной прокладки и в тоннелях рекомендуется применение без последующей установки защитного покрытия. Теплоизоляционные цилиндры из минеральной ваты на основе волокна из горных пород являются высокоэффективным экологически чистым теплоизоляционным материалом, отвечающим требованиям пожарной безопасности. Гидрофобизация, пожарная безопасность и меньшая цена, по сравнению с импортными материалами из вспененного каучука и полистирола делает цилиндры конкурентоспособными для применения в отечественной практике в качестве теплоизоляции трубопроводов холодного водоснабжения и технологических с отрицательными температурами. Цилиндры,
как формостабильные изделия, могут применяться в конструкциях тепловой изоляции горизонтальных трубопроводов без устройства опорных конструкций. Также их возможно использовать как теплоизоляционный материал с основой муфтовой и фланцевой арматуры небольших диаметров (вентилей, обратных клапанов) и фланцевых соединений. Кашированные цилиндры
допускается применять в помещениях и каналах (тепловые сети, водоснабжение) без устройства покровного слоя. Также цилиндры, кашированные фольгой
, возможно использовать без пароизоляционного слоя в трубопроводах с отрицательными температурами. При этом необходимо соблюдать герметизацию швов и мест повреждений фольги. В таком варианте изоляции значительно снижается стоимость конструкций и работ по теплоизоляции. Теплоизоляция трубопроводов необходима как для защиты самих трубопроводов от воздействия внешних температур, так и во избежание потерь из самих трубопроводов. Так, например, трубопроводы холодного водоснабжения теплоизолируют от воздействия низких наружных температур. А паропроводы, теплосети и трубопроводы горячего водоснабжения изолируют для снижения потерь тепла во внешнюю среду. Для теплоизоляционных работ используются различные материалы, но наиболее популярным является фольгированная минеральная вата. Однако при теплоизоляции высокотемпературных объектов (например, теплоизоляция котла), эффективнее применять базальтовые изделия. Этот материал наиболее легок в использовании. Также кроме правильного подбора материала необходимо четко знать, для каких конкретных целей будет использоваться теплоизоляция. Неправильный выбор теплоизоляционных материалов приводит к частому ремонту трубопроводов, а порой и к аварийным ситуациям.
Чтобы узнать также о возможностях теплоизоляции резервуаров, теплоизоляции котлов, теплоизоляции дымоходов и другого технологического оборудования, рекомендуем связаться с нашими специалистами по телефону или E-mail.
В практике частного строительства не столь часто, но все же встречаются ситуации, когда коммуникации отопления требуется не только развести по помещениям основного дома, но и протянуть их к другим, рядом расположенным зданиям. Это могут быть жилые флигели, пристройки, летние кухни, хозяйственные или сельскохозяйственные постройки, например, пользующиеся для содержания домашних животных или птицы. Не исключается вариант, когда, наоборот, сама автономная котельная расположена в отдельном здании, на некотором удалении от основного жилого корпуса. Бывает, что дом подключается к центральной теплотрассе, от которой к нему протягиваются трубы.
Прокладка труб отопления между зданиями возможна двумя вариантами – подземная (канальная или бесканальная) и открытая. Менее трудоёмким видится процесс монтажа локальной теплотрассы над землей, и к этому варианту в условиях самостоятельного строительства прибегают чаще. Одно из основных условий эффективности работы системы – это правильно спланированная и качественно исполненная теплоизоляция для труб отопления на открытом воздухе. Именно этот вопрос будет рассмотрен в настоящей публикации.
Для чего нужна термоизоляция труб и основные требования к ней
Казалось бы, нонсенс – зачем утеплять и без того почти всегда горячие трубы отопительной системы? Возможно, кого-то может ввести в заблуждение своеобразная «игра слов». В рассматриваемом случае, конечно, корректнее будет вести разговор, оперируя понятием «термоизоляция».
Термоизоляционные работы на любых трубопроводах преследуют две основные цели:
- Если трубы используются в системах отопления или горячего водоснабжения, то на первый план выходит снижение тепловых потерь, поддержание требуемой температуры перекачиваемой жидкости. Этот же принцип справедлив и для производственных или лабораторных установок, где по технологии требуется поддержание определенной температуры передаваемого по трубам вещества.
- Для трубопроводов холодного водоснабжения или канализационных коммуникаций главным фактором становится именно утепление, то ест недопущения падения в трубах температуры ниже критической отметки, предотвращения промерзания, ведущего к выходу системы из строя и деформации труб.
Кстати, такая мера предосторожности требуется и для теплотрасс, и для труб ГВС – никто полностью не застрахован от аварийных ситуаций на котельном оборудовании.
Сама цилиндрическая форма труб предопределяет весьма немалую площадь постоянного теплообмена с окружающей средой, а значит – значительные теплопотери. И они, естественно, растут по мере повышения диаметров трубопровода. Приведенная ниже таблица наглядно показывает, как изменяется величина теплопотерь в зависимости от разницы температур внутри и снаружи трубы (столбец Δt°), от диаметра труб и от толщины термоизоляционного слоя (приведены данные с учетом использования утеплительного материала со средним коэффициентом теплопроводности λ = 0,04 Вт/м×°С).
| Толщина слоя теплоизоляции. мм | Δt.°С | Внешний диаметр трубопровода (мм) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | ||
| Величина тепловых потерь (на 1 погонный метр трубопровода. Вт). | |||||||||||
| 10 | 20 | 7.2 | 8.4 | 10 | 12 | 13.4 | 16.2 | 19 | 23 | 29 | 41 |
| 30 | 10.7 | 12.6 | 15 | 18 | 20.2 | 24.4 | 29 | 34 | 43 | 61 | |
| 40 | 14.3 | 16.8 | 20 | 24 | 26.8 | 32.5 | 38 | 45 | 57 | 81 | |
| 60 | 21.5 | 25.2 | 30 | 36 | 40.2 | 48.7 | 58 | 68 | 86 | 122 | |
| 20 | 20 | 4.6 | 5.3 | 6.1 | 7.2 | 7.9 | 9.4 | 11 | 13 | 16 | 22 |
| 30 | 6.8 | 7.9 | 9.1 | 10.8 | 11.9 | 14.2 | 16 | 19 | 24 | 33 | |
| 40 | 9.1 | 10.6 | 12.2 | 14.4 | 15.8 | 18.8 | 22 | 25 | 32 | 44 | |
| 60 | 13.6 | 15.7 | 18.2 | 21.6 | 23.9 | 28.2 | 33 | 38 | 48 | 67 | |
| 30 | 20 | 3.6 | 4.1 | 4.7 | 5.5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 11 | 16 |
| 30 | 5.4 | 6.1 | 7.1 | 8.2 | 9 | 10.6 | 12 | 14 | 17 | 24 | |
| 40 | 7.3 | 8.31 | 9.5 | 10.9 | 12 | 14 | 16 | 19 | 23 | 31 | |
| 60 | 10.9 | 12.4 | 14.2 | 16.4 | 18 | 21 | 24 | 28 | 34 | 47 | |
| 40 | 20 | 3.1 | 3.5 | 4 | 4.6 | 4.9 | 5.8 | 7 | 8 | 9 | 12 |
| 30 | 4.7 | 5.3 | 6 | 6.8 | 7.4 | 8.6 | 10 | 11 | 14 | 19 | |
| 40 | 6.2 | 7.1 | 7.9 | 9.1 | 10 | 11.5 | 13 | 15 | 18 | 25 | |
| 60 | 9.4 | 10.6 | 12 | 13.7 | 14.9 | 17.3 | 20 | 22 | 27 | 37 | |
По мере роста толщины слоя изоляции общий показатель теплопотерь снижается. Однако, обратите внимание, что даже достаточно толстый слой в 40 мм не исключает теплопотерь полностью. Вывод один – необходимо стремиться к тому, чтобы использовать утеплительные материалы с минимально возможным коэффициентом теплопроводности – это одно из главных требований к термоизоляции трубопроводов.
Иногда требуется и система подогрева трубопроводов!
При прокладке водопроводных или канализационных коммуникаций случается, что в силу особенностей местного климата или конкретных условий монтажа одной термоизоляции явно недостаточно. Приходится прибегать к принудительному , к установке греющих кабелей – подробнее эта тема рассмотрена в специальной публикации нашего портала.
- Материал, который используется для термоизоляции труб, по возможности, должен обладать гидрофобными качествами. Мало току будет от утеплителя, пропитавшегося водой – он и теплопотерь не предотвратит, и сам вскоре разрушится под действием отрицательных температур.
- Термоизоляционная конструкция должна иметь надежную внешнюю защиту. Во-первых, она нуждается в защите от атмосферной влаги, особенно если применен утеплитель, способный активно впитывать воду. Во-вторых, материалы следует закрыть от воздействия ультрафиолетового спектра солнечного света, действующего на них губительно. В-третьих, не следует забывать про ветровую нагрузку, способную нарушить целостность термоизоляции. И, в-четвертых, остается фактор внешнего механического воздействия, ненамеренного, в том числе со стороны животных, или из-за банальных проявлений вандализма.
Кроме того, для любого хозяина частного дома, наверняка, небезразличны и моменты эстетичного внешнего вида проложенной теплотрассы.
- Любой применяемы на теплотрассах термоизоляционный материал должен иметь диапазон рабочих температур, соответствующий реальным условиям применения.
- Важное требование к утеплительному материалу и внешней его облицовке – это долговечность использования. Никому не захочется возвращаться к проблемам термоизоляции труб даже раз в несколько лет.
- С практической точки зрения одним из основных требований выступает простота монтажа термоизоляции, причем в любом положении и на любом сложном участке. Благо, в этом плане производители не устают радовать удобными в применении разработками.
- Важное требование к термоизоляции – ее материалы должны и сами быть химически инертными, и не вступать ни в какие реакции с поверхностью труб. Подобная совместимость – залог длительности безаварийной эксплуатации.
Вопрос стоимости бывает тоже очень важен. Но в этом плане разброс цен у специализированных – очень большой.
Какие материалы используются для утепления надземных теплотрасс
Выбор термоизоляционных материалов для труб отопления при их наружной прокладке – достаточно велик. Они бывают рулонного типа или в виде матов, им может придаваться удобная для монтажа цилиндрическая или иная фигурная форма, есть утеплители, которые наносятся в жидком виде и приобретают свои свойства лишь после застывания.
Утепление с помощью вспененного полиэтилена
Вспененный полиэтилен справедливо относят к очень эффективным термоизоляторам. И что еще очень важно, стоимость этого материала – одна из самых низких.
Коэффициент теплопроводности вспененного полиэтилена обычно в области 0,035 Вт/м×°С – это очень хороший показатель. Мельчайшие изолированные друг от друга пузырьки, заполненные газом, создают эластичную структуру, и с таким материалом, если приобретена его рулонная разновидность, очень удобно работать на сложных по конфигурации участках труб.
Такая структура становится надежной преградой для влаги – при правильном монтаже ни вода, ни водяные пары через нее проникнуть к стенкам трубы не смогут.
Плотность пенополиэтилена невысока (около 30 – 35 кг/м³), и термоизоляция никак не утяжелит трубы.
Материал с некоторым допущением можно отнести к категории малоопасных с точки зрения возгораемости – он обычно относится к классу Г-2, то есть его очень непросто воспламенить, а без внешнего пламени он быстро затухает. Причем продукты горения, в отличие от многих других термоизоляторов, не представляют сколь-нибудь серьезной токсической опасности для человека.
Рулонный вспененный полиэтилен для утепления наружных теплотрасс будет и неудобен, и нерентабелен – придется наматывать несколько слоем, чтобы добиться требуемой толщины термоизоляции. Гораздо удобнее в работе материал в виде гильз (цилиндров), в которых предусмотрен внутренний канал, соответствующий диаметру утепляемой трубы. Для надевания на трубы обычно по длине цилиндра на стенке сделан надрез, который после монтажа можно заклеить надежным скотчем.
Надеть изоляцию на трубу — труда не составляет
Более эффективная разновидность пенополиэтилена – пенофол, у которого с одной стороны имеется . Это блестящее покрытие становится своеобразным термоотражателем, что существенно повышает утеплительные качества материала. Кроме того – это дополнительный барьер от проникновения влаги.
Пенофол также может быть рулонного типа или в виде профильных цилиндрических элементов – специально для термоизоляции труб различного предназначения.
И все вспененный полиэтилен для термоизоляции именно теплотрасс используется нечасто. Он, скорее, подойдет для других коммуникаций. Причина тому – довольно невысокий температурный диапазон эксплуатации. Так. если взглянуть на физические характеристики, то верхний предел балансирует где-то на грани 75 ÷ 85 градусов — выше возможны нарушения структуры и появление деформаций. Для автономного отопления, чаще всего, этакой температуры бывает достаточно, правда, на грани, а для центральной – термоустойчивости явно маловато.
Утеплительные элементы из пенополистирола
Всем известный пенополистирол (в обиходе его чаще называют пенопластом) очень широко применяется для самых разных видов термоизоляционных работ. Не является исключением и утепление труб – для этого из пенопласта изготавливаются специальные детали.
Обычно это полуцилиндры (для труб больших диаметров могут быть сегменты в треть длины окружности, по 120°), которые для сборки в единую конструкцию оснащаются замковым соединением по типу «шип-паз». Такая конфигурация позволяет полностью, по всей поверхности трубы, обеспечить надёжную термоизоляцию, без остающихся «мостиков холода».
В повседневной речи такие детали получили название «скорлупы» — за явное сходство с ней. Выпускается множество ее типов, под различный внешний диаметр утепляемых труб и разную толщину термоизоляционного слоя. Обычно длина деталей 1000 или 2000 мм.
Для изготовления используется пенополистирол типа ПСБ–С различных марок – от ПСБ–С-15 до ПСБ–С-35. Основные параметры этого материала приведены в таблице ниже:
| Оцениваемые параметры материала | Марка пенополистирола | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| ПСБ-С-15У | ПСБ-С-15 | ПСБ-С-25 | ПСБ-С-35 | ПСБ-С-50 | |
| Плотность (кг/м³) | до 10 | до 15 | 15,1 ÷ 25 | 25,1 ÷ 35 | 35,1 ÷ 50 |
| Прочность на сжатие при 10% линейной деформации (МПа, не менее) | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.16 | 0.2 |
| Предел прочности при изгибе (МПа, не менее) | 0.08 | 0.12 | 0.17 | 0.36 | 0.35 |
| Теплопроводность в сухом состоянии при температуре 25°С (Вт /(м×°К)) | 0,043 | 0,042 | 0,039 | 0,037 | 0,036 |
| Водопоглощение за 24 часа (% по объему, не более) | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Влажность (%, не более) | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
Достоинства пенопласта, как утеплительного материала известны давно:
- Он обладает низким коэффициентом теплопроводности.
- Малый вес материала существенно упрощает утеплительные работы, для которых не требуется никаких специальных механизмов или приспособлений.
- Материал биологически инертен – он не будет питательной средой для образования плесени или грибка.
- Влагопоглощение – незначительно.
- Материал легко поддается резке, подгонке под нужный размер.
- Пенопласт химически инертен, абсолютно безопасен для стенок труб, из какого материала они ни были бы изготовлены.
- Одно из ключевых достоинств – пенопласт относится к наиболее недорогим утеплителям.
Однако, немало у него и недостатков:
- Прежде всего — это низкий уровень пожарной безопасности. Материал нельзя назвать негорючим и не распространяющим пламя. Именно поэтому при его использовании для утепления наземных трубопроводов обязательно следует оставлять пожарные разрывы.
- Материал не обладает эластичность, и его удобно применять лишь на прямых участках трубы. Правда, можно подыскать и специальные фигурные детали.
- Пенопласт не относится к прочным материалам – он легко поддается разрушению под внешним воздействием. Негативно на него действует и ультрафиолетовое излучение. Одним словом, надземные участки трубы, утепленные пенополистирольной скорлупой, обязательно потребуют дополнительной защиты в виде металлического кожуха.
Обычно в магазинах, где продается пенопластовая скорлупа, предлагают и листы оцинковки, нарезанные в нужный размер, соответствующий диаметру утеплителя. Можно использовать и алюминиевую оболочку, хотя она, безусловно, намного дороже. Листы могут закрепляться саморезами или хомутами – получающийся кожух создаст одновременно антивандальную, противоветровую, гидроизоляционную защиту и преграду от солнечного света.
- И все же даже не это главное. Верхний предел нормальных для эксплуатации температур – всего в районе 75°С, после чего может начаться линейная и пространственная деформация деталей. Как ни крути, для отопления этого значения может и не хватить. Наверное, есть смысл поискать более надежный вариант.
Утепление труб минеральной ватой или изделиями на ее основе
Самый «древний» способ термоизоляции внешних трубопроводов – с использованием минеральной ваты. Он, кстати, и самый бюджетный, если нет возможности приобрети пенопластовую скорлупу.
Для термоизоляции трубопроводов используют различные виды минеральной ваты – стекловату, каменную (базальтовую) и шлаковую. Шлаковата – наименее предпочтительна: она, во-первых, наиболее активно впитывает влагу, а во-вторых, ее остаточная кислотность весьма разрушительно может действовать на стальные трубы. Даже дешевизна этой ваты нисколько не оправдывает рисков ее применения.
А вот минеральная вата на основе базальтовых или стеклянных волокон подойдет в полной мере. У нее хорошие показатели термического сопротивления теплопередаче, высокая химическая устойчивость, материал эластичен, и его легко укладывать даже на сложные участки трубопроводов. Еще одно достоинство – можно быть, в принципе, совершенно спокойным в плане пожаробезопасности. Разогреть минеральную вату до степени воспламенения в условиях наружной теплотрассы – практически нереально. Даже воздействие открытого пламени не станет причиной распространения возгорания. Именно поэтому минвату и применяют для заполнения пожарных разрывов при использовании других утеплителей труб.
Главный недостаток минеральной ваты – высокая впитываемость воды (базальтовая в меньшей степени подвержена этому «недугу»). Значит, любой трубопровод потребует обязательной защиты от воздействия влаги. Кроме того, структура ваты нестойка к механическим воздействиям, легко разрушается, и ее следует защитить прочным кожухом.
Обычно используют прочную полиэтиленовую пленку, которой надёжно укутывают слой утепления, с обязательным перехлестом полос на 400 ÷ 500 мм, а затем сверху все это закрывается металлическими листами – точно по аналогии с пенополистирольной скорлупой. В качестве гидроизоляции также может использоваться рубероид – при этом будет достаточно 100 ÷ 150 мм нахлеста одной полосы на другую.
Существующими ГОСТами определена толщина защитных металлических покрытий для открытых участков трубопроводов при любом типе используемых термоизоляционных материалов:
| Материал защитного покровного слоя | Минимальная толщина металла, при внешнем диаметре изоляции | ||
|---|---|---|---|
| 350 и менее | Свыше 350 и до 600 | Свыше 600 и до 1600 | |
| Ленты и листы из нержавейки | 0.5 | 0.5 | 0.8 |
| Листы из тонколистовой стали, оцинкованные или с полимерным покрытием | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
| Листы алюминиевые или из алюминиевых сплавов | 0.3 | 0.5 | 0.8 |
| Ленты алюминиевые или из алюминиевых сплавов | 0.25 | - | - |
Таким образом, несмотря на кажущуюся недорогую цену самого утеплителя, его полноценная укладка потребует немалых дополнительных затрат.
Минеральная вата для утепления трубопроводов может выступать и в ином качестве – она служит материалом для изготовления готовых термоизоляционных деталей, по аналогии с цилиндрами из пенополиэтилена. Причем такие изделия выпускаются как для прямых участков трубопроводов, так и для поворотов, тройников и т.п.
Обычно такие утеплительные детали изготавливаются из наиболее плотной – базальтовой минеральной ваты, имеют внешнее фольгированное покрытие, которое сразу снимает проблему гидроизоляции и повышает эффективность утепления. Но вот от внешнего кожуха все равно уйти не удастся – тонкий слой фольги от случайного или намеренного механического воздействия не защитит.
Утепление теплотрассы пенополиуретаном
Один из самых эффективных и безопасных в эксплуатации современных утеплительных материалов – это пенополиуретан. У него – масса всевозможных достоинств, поэтому материал используют практически на любых конструкциях, требующих надежного утепления.
Каковы особенности пенополиуретана — утеплителя?
Пенополиуретан для утепления трубопроводов может быть применен в различных видах.
- Широко используется ППУ-скорлупа, обычно имеющая внешнее фольгированное покрытие. Она может быть разборная, состоящая из полуцилиндров с пазо-гребневыми замками, либо, для труб небольшого диаметра – с разрезом по длине и специальным клапаном с самоклеящейся тыльной поверхностью, который существенно упрощает монтаж изоляции.
- Еще один способ термоизоляции теплотрассы пенополиуретаном – это напыление его в жидком виде с помощью специального оборудования. Создающийся слой пены после полного отвердевания становится отменным утеплителем. Особенно удобна подобная технология на сложных развязках, поворотах труб, в узлах с запорно-регулировочной арматурой и т.п.
Достоинство подобной технологии еще и в том, что благодаря отменной адгезии пенополиуретанового напыления с поверхностью труб, создается отличная гидроизоляция и антикоррозионная защита. Правда, сам пенополиуретан также требует обязательной защиты – от ультрафиолетовых лучей, поэтому без кожуха опять обойтись не удастся.
- Ну а если требуется прокладка достаточно длинной теплотрассы, то, наверное, самым оптимальным выбором станет использование предизолированных (предварительно изолированных) труб.
По сути, такие трубы представляют собой многослойную конструкцию, собранную в заводских условиях:
— Внутренний слой – это, собственно, сама стальная труба требуемого диаметра, по которой и осуществляется перекачка теплоносителя.
— Внешнее покрытие – защитное. Оно может быть полимерным (для прокладки теплотрассы в толще грунта) либо металлическим оцинкованным – то, что требуется для открытых участков трубопровода.
— Между трубой и кожухом залит монолитный, бесшовный слой пенополиуретана, выполняющего функцию эффективной термоизоляции.
С обеих оконечностей трубы оставлен монтажный участок для проведения сварочных работ при сборке теплотрассы. Его длина рассчитана таким образом, что тепловой поток от сварочной дуги не повредит пенополиуретановой прослойки.
После проведения монтажа оставшиеся не заизолированными участки грунтуют, закрывают пенополиуретановой скорлупой, а затем – металлическими поясами, сравнивая покрытие с общим внешним кожухом трубы. Нередко именно на таких участках организуют пожарные разрывы – их плотно заполняют минватой, затем гидроизолируют рубероидом и все так же закрывают сверху стальным или алюминиевым кожухом.
Стандартами установлен определенный сортамент таких сэндвич-труб, то есть имеется возможность приобрести изделия нужного условного диаметра с оптимальной (обычной или усиленной) термоизоляцией.
| Наружный диаметр стальной трубы и минимальная толщина ее стенки (мм) | Размеры оболочки из тонколистовой оцинкованной стали | Расчетная толщина термоизоляционного слоя пенополиуретана (мм) | |
|---|---|---|---|
| номинальный внешний диаметр (мм) | минимальная толщина стального листа (мм) | ||
| 32 × 3,0 | 100; 125; 140 | 0.55 | 46,0; 53,5 |
| 38 × 3,0 | 125; 140 | 0.55 | 43,0; 50,5 |
| 45 × 3,0 | 125; 140 | 0.55 | 39,5; 47,0 |
| 57 × 3,0 | 140 | 0.55 | 40.9 |
| 76 × 3,0 | 160 | 0.55 | 41.4 |
| 89 × 4,0 | 180 | 0.6 | 44.9 |
| 108 × 4,0 | 200 | 0.6 | 45.4 |
| 133 × 4,0 | 225 | 0.6 | 45.4 |
| 159 × 4,5 | 250 | 0.7 | 44.8 |
| 219 × 6,0 | 315 | 0.7 | 47.3 |
| 273 × 7,0 | 400 | 0.8 | 62.7 |
| 325 × 7,0 | 450 | 0.8 | 61.7 |
Производители предлагают такие сэндвич-трубы не только для прямых участков, но и для тройников, поворотов, компенсаторов и т.п.
Стоимость подобных предизолированных труб – достаточно высока, но зато с их приобретением и монтажом решается сразу целый комплекс проблем. Так что такие затраты видятся вполне оправданными.
Видео: процесс производства предизолированных труб
Утеплитель – вспененный каучук
Очень популярными в последнее время становятся термоизоляционные материалы и изделия из синтетического вспененного каучука. Этот материал имеет целый ряд достоинств, которые выводят его на лидерские позиции в вопросах утепления трубопроводов, в том числе не только теплотрасс, но и более ответственных – на сложных технологических линиях, в машино-, авиа- и судостроении:
- Вспененный каучук – очень эластичен, но в то же время обладает большим запасом прочности на разрыв.
- Плотность материала – всего от 40 до 80 кг/м³.
- Низкий коэффициент теплопроводности обеспечивает очень эффективную термоизоляцию.
- Материал со временем не дает усадки, полностью сохраняя свою первоначальную форму и объем.
- Вспененный каучук трудновоспламеняем и обладает свойством быстрого самозатухания.
- Материал химически и биологически инертен, в нем никогда не появляется ни очагов плесени или грибка, ни гнезд насекомых или
- Важнейшее качество – практически абсолютная водо- и паронепроницаемость. Таким образом, утеплительный слой сразу становится и отличной гидроизоляцией для поверхности трубы.
Такая термоизоляция может выпускаться в виде полых трубок с внутренним диаметром от 6 и до 160 мм и толщиной слоя утепления от 6 до 32 мм, или же в форме листов, которым зачастую с одной из сторон придаётся функция «самоклейки».
| Наименование показателей | Значения |
|---|---|
| Длина готовых трубок, мм: | 1000 или 2000 |
| Цвет | черный или серебристый, в зависмости от типа защитного покрытия |
| Температурный диапазон применения: | от - 50 до + 110 °С |
| Теплопроводность, Вт/(м ×°С): | λ≤0,036 при температуре 0°С |
| λ≤0,039 при температуре +40°С | |
| Коэффициент сопротивления паропроницанию: | μ≥7000 |
| Степень пожароопасности | Группа Г1 |
| Допустимое изменение длины: | ±1,5% |
Но для расположенных на открытом воздухе теплотрасс особо удобны готовые утеплительные элементы, изготовленные по технологии «Armaflex ACE», имеющие специальное защитное покрытие «ArmaChek».
Покрытие «ArmaChek» может быть нескольких типов, например:
- «Arma-Chek Silver» — представляет собой многослойную оболочку на основе ПВХ, имеющую серебристое отражающее напыление. Такое покрытие обеспечивает отличную защиту изоляции и от механических воздействий, и от ультрафиолетовых лучей.
- Черное покрытие «Arma-Chek D» имеет стекловолоконную высокопрочную, но сохраняющую отличную гибкость основу. Это – отличная защита от всех возможных химических, погодных, механических воздействий, которая сохранит трубу отопления в неприкосновенности.
Обычно такие изделия по технологии «ArmaChek» имеют самоклеящиеся клапаны, герметично «запечатывающие» утеплительный цилиндр на теле трубы. Выпускаются и фигурные элементы, позволяющие проводить монтаж на сложных участках теплотрассы. Умелое использование такой термоизоляции позволяет быстро и надежно ее смонтировать, не прибегая к созданию дополнительного внешнего защитного кожуха — в нем просто нет необходимости.
Единственное, наверное, что тормозит широкое применение таких термоизоляционных изделий для трубопроводов – пока еще запредельно высокая цена на настоящую, «брендовую» продукцию.
Цены на теплоизоляцию для труб
Теплоизоляция для труб
Новое направление в утеплении – теплоизоляционная краска
Нельзя пропустить и еще одну современную технологию утепления. И о ней тем более приятно говорить, так как она является разработкой российских ученых. Речь идет о керамическом жидком утеплителе, который еще известен, как теплоизоляционная краска.
Это, безо всякого сомнения, «пришелец» из сферы космических технологий. Именно в этой научно-технической отрасли вопросы термоизоляции от критически низких (в открытом космосе) или высоких (при запуске кораблей и приземлении спускаемых аппаратов) стоят особенно остро.
Термоизоляционные качества сверхтонких покрытий кажутся просто фантастическими. Одновременно такое покрытие становится отменно гидро- и пароизоляцией, защитой трубы от всех возможных внешних воздействия. Ну а сама теплотрасса принимает ухоженный, приятный глазу вид.
Сама краска представляет собой суспензию из микроскопических, заполненных вакуумом силиконовых и керамических капсул, взвешенных в жидком состоянии в специальном составе, включающем акриловые, каучуковые и иные компоненты. После нанесения и высыхания состава на поверхности трубы образуется тонкая эластичная пленка, обладающая выдающимися термоизоляционными качествами.
| Наименования показателей | Единица измерения | Величина |
|---|---|---|
| Цвет краски | белый (может быть изменен под заказ) | |
| Внешний вид после нанесения и полного застывания | матовая, ровная, однородная поверхность | |
| Эластичность плёнки при изгибе | мм | 1 |
| Адгезия покрытия по силе отрыва от окрашенной поверхности | ||
| - к бетонной поверхности | МПа | 1.28 |
| - к кирпичной поверхности | МПа | 2 |
| - к стали | МПа | 1.2 |
| Стойкость покрытия к воздействию перепада температур от -40 °С до + 80 °С | без изменений | |
| Стойкость покрытия к воздействию температуры +200 °С за 1 ,5 часа | пожелтения, трещин, отслоений и пузырей нет | |
| Долговечность для бетонных и металлических поверхностей в умеренно-холодном климатическом районе (Москва) | лет | не менее 10 |
| Теплопроводность | Вт/м °С | 0,0012 |
| Паропроницаемость | мг/м × ч × Па | 0.03 |
| Водопоглощение за 24 часа | % по объёму | 2 |
| Температурный диапазон эксплуатации | °С | от - 60 до + 260 |
Такое покрытие не потребует дополнительных защитных слоев – оно достаточно прочное, чтобы самостоятельно справиться со всеми воздействиями.
Реализуется такой жидкий утеплитель в пластиковых банках (вёдрах), как и обычная краска. Есть несколько производителей, и среди отечественных можно особо отметить марки «Броня» и «Корунд».
Наносить такую термокраску можно путем аэрозольного напыления или же привычным способом – валиком и кистью. Количество слоев зависит от условий эксплуатации теплотрассы, климатического региона, диаметра труб, средней температуры перекачиваемого теплоносителя.
Многие специалисты полагают, что подобные утеплители со временем заменять привычные термоизоляционные материалы на минеральной или органической основе.
Видео: презентация сверхтонкой термоизоляции марки «Корунд»
Цены на теплоизоляционную краску
Теплоизоляционная краска
Какая толщина утепления теплотрассы необходима
Подводя итог по обзору использующихся для термоизоляции труб отопления материалов, можно эксплуатационные показатели наиболее популярных из них свети в таблицу – для наглядности сравнения:
| Термоизоляционный материал или изделие | Средняя плотность в готовой конструкции, кг/м3 | Теплопроводность теплоизоляционного материала (Вт/(м×°С)) для поверхностей с температурой (°С) | Диапазонт рабочих температур, °С | Группа горючести | |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 и выше | 19 и ниже | ||||
| Плиты минераловатные прошивные | 120 | 0,045 | 0,044 ÷ 0,035 | От - 180 до + 450 для матов, на ткани, сетке, холсте из стекловолокна; до + 700 - на металлической сетке | Негорючие |
| 150 | 0,05 | 0,048 ÷ 0,037 | |||
| Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем | 65 | 0.04 | 0,039 ÷ 0,03 | От - 60 до + 400 | Негорючие |
| 95 | 0,043 | 0,042 ÷ 0,031 | |||
| 120 | 0,044 | 0,043 ÷ 0,032 | От - 180 + 400 | ||
| 180 | 0,052 | 0,051 ÷ 0,038 | |||
| Теплоизоляционные изделия из вспененного этиленполипропиленового каучука «Аэрофлекс» | 60 | 0,034 | 0,033 | От - 55 до + 125 | Слабогорючие |
| Полуцилиндры и цилиндры минераловатные | 50 | 0,04 | 0,039 ÷ 0,029 | От - 180 до + 400 | Негорючие |
| 80 | 0,044 | 0,043 ÷ 0,032 | |||
| 100 | 0,049 | 0,048 ÷ 0,036 | |||
| 150 | 0,05 | 0,049 ÷ 0,035 | |||
| 200 | 0,053 | 0,052 ÷ 0,038 | |||
| Шнур теплоизоляционный из минеральной ваты | 200 | 0,056 | 0,055 ÷ 0,04 | От - 180 до + 600 в зависимости от материала сетчатой трубки | В сетчатых трубках из металлической проволоки и нити стеклянной - негорючие, остальные слабогорючие |
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем | 50 | 0,04 | 0,039 ÷ 0,029 | От - 60 до + 180 | Негорючие |
| 70 | 0,042 | 0,041 ÷ 0,03 | |||
| Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего | 70 | 0,033 | 0,032 ÷ 0,024 | От - 180 до + 400 | Негорючие |
| Маты и вата из супертонкого базальтового волокна без связующего | 80 | 0,032 | 0,031 ÷ 0,024 | От - 180 до + 600 | Негорючее |
| Песок перлитовый, вспученный, мелкий | 110 | 0,052 | 0,051 ÷ 0,038 | От - 180 до + 875 | Негорючие |
| 150 | 0,055 | 0,054 ÷ 0,04 | |||
| 225 | 0,058 | 0,057 ÷ 0,042 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополистирола | 30 | 0,033 | 0,032 ÷ 0,024 | От - 180 до + 70 | Горючие |
| 50 | 0,036 | 0,035 ÷ 0,026 | |||
| 100 | 0,041 | 0,04 ÷ 0,03 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана | 40 | 0,030 | 0,029 ÷ 0,024 | От - 180 до + 130 | Горючие |
| 50 | 0,032 | 0,031 ÷ 0,025 | |||
| 70 | 0,037 | 0,036 ÷ 0,027 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополиэтилена | 50 | 0,035 | 0,033 | От - 70 до + 70 | Горючие |
Но наверняка пытливый читатель спросит: а где ответ на один из основных возникающих вопросов – какая же должна быть толщина утеплителя?
Вопрос этот – достаточно сложный, и однозначного ответа на него нет. При желании можно воспользоваться громоздкими формулами расчетов, но они, наверное, понятны только квалифицированным специалистам-теплотехникам. Однако, не все так страшно.
Производители готовых термоизоляционных изделий (скорлуп, цилиндров и т.п.) обычно закладывают необходимую толщину, рассчитанную для конкретного региона. А если применяется минераловатный утеплитель, то можно воспользоваться данными таблиц, которые приведены в специальном Своде Правил, который разработан именно для термоизоляции трубопроводов и технологического оборудования. Этот документ несложно найти в сети, задав поисковый запрос «СП 41-103-2000».
Вот, к примеру, таблица из этого справочника, касающаяся надземного размещения трубопровода в Центральном регионе России, при использовании матов из стеклянного штапельного волокна марки М-35, 50:
| Наружный диаметр трубопровода, мм | Тип труборовода отопления | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| подача | обратка | подача | обратка | подача | обратка | |
| Усредненный температурный режим теплоносителя, °С | ||||||
| 65 | 50 | 90 | 50 | 110 | 50 | |
| Требуемая толщина изоляции, мм | ||||||
| 45 | 50 | 50 | 45 | 45 | 40 | 40 |
| 57 | 58 | 58 | 48 | 48 | 45 | 45 |
| 76 | 67 | 67 | 51 | 51 | 50 | 50 |
| 89 | 66 | 66 | 53 | 53 | 50 | 50 |
| 108 | 62 | 62 | 58 | 58 | 55 | 55 |
| 133 | 68 | 68 | 65 | 65 | 61 | 61 |
| 159 | 74 | 74 | 64 | 64 | 68 | 68 |
| 219 | 78 | 78 | 76 | 76 | 82 | 82 |
| 273 | 82 | 82 | 84 | 84 | 92 | 92 |
| 325 | 80 | 80 | 87 | 87 | 93 | 93 |
Аналогичным образом можно найти нужные параметры и для других материалов. Кстати, существенно превышать указанную толщину тот же Свод Правил не рекомендует. Мало того, определены и максимальные значения утеплительного слоя для трубопроводов:
| Наружный диаметр трубопровода, мм | Предельная толщина слоя термоизоляции, мм | |
|---|---|---|
| температура 19 ° С и ниже | температура 20 ° С и более | |
| 18 | 80 | 80 |
| 25 | 120 | 120 |
| 32 | 140 | 140 |
| 45 | 140 | 140 |
| 57 | 150 | 150 |
| 76 | 160 | 160 |
| 89 | 180 | 170 |
| 108 | 180 | 180 |
| 133 | 200 | 200 |
| 159 | 220 | 220 |
| 219 | 230 | 230 |
| 273 | 240 | 230 |
| 325 | 240 | 240 |
Однако, не стоит забывать об одном важном нюансе. Дело в том, что любой утеплитель с волокнистой структурой со временем неизбежно дает усадку. А это значит, что по прошествии какого-то срока его толщины может стать недостаточно для надёжной термоизоляции теплотрассы. Выход один – еще при монтаже утепления сразу учитывать эту поправку на усадку.
Для расчета можно применить такую формулу:
Н = ((D + h ) : (D + 2 h )) × h × Kc
Н – толщина слойя минваты с учетом поправки на уплотнение.
D – внешний диаметр трубы, подлежащей утеплению;
h –требуемая толщина утепления по данным таблицы Свода Правил.
Кс – коэффициент усадки (уплотнения) волокнистого утеплителя. Является рассчитанной константой, значение которой можно взять из расположенной ниже таблицы:
| Теплоизоляционные материалы и изделия | Коэффициент уплотнения Kc. |
|---|---|
| Маты минераловатные прошивные | 1.2 |
| Маты теплоизоляционные «ТЕХМАТ» | 1,35 ÷ 1,2 |
| Маты и холсты из супертонкого базальтового волокна при укладке на трубопроводы и оборудование условным проходом, мм: | |
| Ду | 3 |
| 1,5 | |
| Ду ≥ 800 при средней плотности 23 кг/м3 | 2 |
| ̶ то же, при средней плотности 50-60 кг/м3 | 1,5 |
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марки: | |
| М-45, 35, 25 | 1.6 |
| М-15 | 2.6 |
| Маты из стеклянного штапельного волокна «URSA» марки: | |
| М-11: | |
| ̶ для труб с Ду до 40 мм | 4,0 |
| ̶ для труб с Ду от 50 мм и выше | 3,6 |
| М-15, М-17 | 2.6 |
| М-25: | |
| ̶ для труб с Ду до 100 мм | 1,8 |
| ̶ для труб с Ду от 100 до 250 мм | 1,6 |
| ̶ для труб с Ду свше 250 мм | 1,5 |
| Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки: | |
| 35, 50 | 1.5 |
| 75 | 1.2 |
| 100 | 1.10 |
| 125 | 1.05 |
| Плиты из стеклянного штапельного волокна марки: | |
| П-30 | 1.1 |
| П-15, П-17 и П-20 | 1.2 |
В помощь заинтересованному читателю, ниже размещен специальный калькулятор, в котором уже заложено указанное соотношение. Стоит ввести запрашиваемые параметры – и сразу получить требуемую толщину минераловатного утепления с учетом поправки.
Существует две причины , из-за которых проводят все теплоизоляционные работы:
- Предупреждение ситуаций аварийного характера . Замершая вода нередко становится причиной поломки труб. Влияние низких температур существенно сказывается на качестве материала изделия и его общей целостности. Решением такой проблемы и является качественное утепление незащищенных участков труб.
- Уменьшение затрат на энергию для нагрева . Множество трубопроводных каналов располагается на улице: либо соприкасаясь с землей, либо на небольшом расстоянии от нее. Конструкции снижают температуру из-за высокой теплоотдачи в окружающую среду. Отсутствие правильной теплоизоляции повлечет за собой высокие финансовые траты, а также снизит качество материала, из которого сделаны трубопроводные каналы.
Таким образом, теплоизоляция трубопроводов и оборудования – неотъемлемое мероприятие.
Расчет теплоизоляции трубопроводов и характеристика прокладки сетей
Вычисление толщины и объема теплоизоляции трубопроводов – трудозатратный и нелегкий процесс. Распространенная и часто используемая методика расчета – выполнение вычислений с помощью нормируемых показателей теплопотерь. Строительными нормами и правилами (СНиПом) рассчитаны величины тепловых потерь для разнодиаметровых трубопроводов с учетом нескольких способов их прокладывания:
- открытым методом, на улице;
- открытым способом, в помещении/тоннеле;
- бесканальным методом;
- прокладка в непроходных каналах.
Расчет теплоизоляции (толщины и объема) происходит так, чтобы уровень теплопотерь не превышал значение, указанное в СНиП. Вычисления проводятся также с использованием различных нормативных документов, в числе которых Свод Правил.
Он имеет некоторые упрощения, которые заключаются в следующих моментах:
- Тепловые потери при нагревании стен труб внутренней средой значительно меньше, чем потери тепла, теряющиеся в слоях наружной теплоизоляции. Это позволяет не учитывать их при проведении вычислений и расчетов.
- Множество сетевых трубопроводов производится посредством использования стали, сопротивление теплоотдачи которой крайне невысокое. Особенно, если привести в сравнение с характеристиками теплоизоляционного материала.
Именно поэтому сопротивление теплопередачи в расчетах и вычислительных процессах использовать не требуется.
Для получения точного результата рекомендуется обратиться к специалистам, самостоятельное вычисление будет неточным.
Классификация материалов для теплоизоляции
Утеплители трубопроводных каналов имеют свою классификацию, которую мы разберем подробнее.
В зависимости от формы: рулоны, штучные изделия, заливочные изоляторы, комбинированные утеплители (включают несколько форм). Также изоляция различается по виду. Выбранный изолятор напрямую определяет особенности монтажа.
Весьма распространенная тепловая изоляция для технологических трубопроводов. Слой такой краски обладает толщиной в 2 миллиметра, но аналогичен 2-3 см минваты и пенополиэстера. Утепление таким способом экологично и безопасно для здоровья окружающих.
Теплокраска отлично наносится и на прямые поверхности, и на участки с изъянами. Материал не требует вентиляции после окрашивания. Краска устойчива к резким сменам температуры, создавалась специально для работы в экстремальных условиях.
Она имеет особую структуру, поэтому при распылении проникает даже на поверхности, доступ к которым ограничен. Кроме того, теплокраска обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.
Минвата
У минеральной ваты присутствуют необходимые для утепления трубопроводов характеристики: низким уровнем теплопроводности и огнеупорностью. Потому ее широко применяют в области теплоизоляции магистралей отопления.
Такой материал незаменим при работах по изоляции трубопроводов, имеющих повышенную температуру. Минвата выдерживает температурные режимы до 700 градусов Цельсия. Материал дорогостоящий, на это стоит обратить внимание при выборе.
Пенополиуретан считается одним из утеплительных материалов высокого качества, используемых для теплоизоляции трубопроводов. Материал поступает в продажу сразу вместе с трубами, как одно целое с 2-мя оболочками. Пенополиуретаном заполняют пустоты между частями труб.
Такие изделия устанавливаются в местах, рассчитанных на прокладку . Важно после окончания основных работ осуществить правильную изоляцию в местах стыков. Популярность материала обусловлена простотой и коротким сроком монтажа.
Пенополистирол
Пенополистирол (или пенопласт) используется как изолятор для трубопроводных каналов. Утеплитель состоит из двух частей, соединяющихся между собой с помощью крепежа «шип-паз». Это разрешает провести сборку/разборку теплоизолятора при необходимости. Размер подгоняется индивидуально, в зависимости от размера самой трубы.
Пенопласт не впитывает влагу и характеризуется невысоким уровнем теплопроводности, потому подходит для работ с трубопроводными каналами утеплителем. Такой изолятор отличается долгим сроком службы – 50 лет. Но есть и недостаток – из-за горючести его нельзя использовать при работе с высокими температурами.
Полиэтилен
Вспененный полиэтилен считается востребованным материалом, который применяют как изолятор для трубопроводов.
Внешне он похож на теплоизоляционный цилиндр, что допускает плотный охват трубопровода и обеспечивает его надежную защиту от негативных воздействий окружающей среды. Монтаж отличается простотой и коротким сроком.
Перед установкой на полиэтиленовой конструкции делается продольный разрез, материал надевается на подготовленную трубу, а затем склеивается. Особая вспененная структура дает плотное утепление.
Все утеплительные материалы обладают свойствами и характеристиками, поэтому выбирать ту или иную теплоизоляцию следует исходя из финансовых ресурсов и особенностей условий, в которых прокладываются трубопроводные каналы.
Применение качественной теплоизоляции уменьшает уровень теплопотерь и снижает бюджетные расходы. Кроме того, сами трубы остаются в целости и сохранности.
Каждый утеплитель отличается нюансами монтажа. Установку теплоизоляционных материалов не стоит совершать самостоятельно. Только опытный работник установит изоляцию в соответствие с нормами и правилами!
Производство комплектации трубопроводов вы можете заказать у . Качество продукции гарантировано производителем!
Теплоизоляция трубопроводов - это комплекс мероприятий, направленных на то, чтобы воспрепятствовать теплообмену транспортируемого по ним носителя с окружающей средой. Тепловая изоляция трубопроводов применяется не только в системах отопления и поставки горячей воды, но и там, где по технологии требуется транспортировка веществ с какой-то определенной температурой, например, хладагентов.
Смысл теплоизоляции – использование средств, оказывающих термическое сопротивление теплообмену любого рода: контактному и осуществляемому посредством инфракрасного излучения.
Наибольшее применение, выраженное в числах, имеет тепловая изоляция трубопроводов тепловых сетей. В отличие от Европы, централизованная система отопления господствует на всем постсоветском пространстве. Только в одной лишь России суммарная протяженность теплосетей составляет более 260 тыс. километров.
Значительно реже изоляция для труб отопления находит применение у частных домовладений, имеющих автономную систему отопления. Лишь в нескольких северных регионах частные дома подключаются к центральной теплотрассе с размещением труб отопления на улице.
Некоторым типам котлов, к примеру, мощным газовым или дизельным, требованиями свода правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» предписано отдельное от здания размещения – в котельной, отстоящей от обогреваемого объекта на несколько метров. В их случае фрагмент обвязки, проходящий через улицу, обязательно нуждается в утеплении.
На улице изоляция трубопроводов отопления требуется и при открытом наземном размещении, и при скрытой прокладке – под землей. Последний способ бывает канальным – в траншею сперва укладывается железобетонный желоб, а в нем уже размещаются трубы. Бесканальный способ размещения – непосредственно в грунте. Применяемые изоляционные материалы различаются не только по теплопроводности, но и паро-, водонепроницаемости, долговечности и способам монтажа.
Не столь очевидна необходимость утепления труб холодного водоснабжения. Однако без нее не обойтись в том случае, когда водопровод проложен открытым наземным способом — трубы требуется защищать от промерзания и последующего повреждения. Но и внутри зданий изолировать трубы водопровода тоже приходится –- для предотвращения конденсации влаги на них.
Стекловата, минеральная вата
Проверенные практикой эксплуатации изоляционные материалы. Отвечают требованиям СП 61.13330.2012, СНиП 41-03-2003 и нормам пожарной безопасности при любом способе прокладки. Представляют собой волокна диаметром 3-15 мкм, по структуре близкие к кристаллам.
Стекловата изготавливается из отходов стекольного производства, минвата из кремнийсодержащих шлаков и силикатных отходов металлургии. Различия их свойств незначительны. Выпускаются в виде рулонов, прошивных матов, плит и опрессованных цилиндров.
С материалами важно соблюдать осторожность и уметь правильно обращаться. Любые манипуляции должны выполняться в защитном комбинезоне, перчатках и респираторе.
Монтаж
Трубу оборачивают или обкладывают ватой, обеспечивая равномерную плотность заполнения по всей поверхности. Затем изоляцию, не слишком передавливая, фиксируют с помощью вязальной проволоки. Материал гигроскопичен и легко намокает, поэтому изоляция наружных трубопроводов из минеральной или стеклянной ваты требует установки пароизоляционного слоя из материала с низкой паропроницаемостью: рубероида или полиэтиленовой пленки.
Поверх него размещается покровный слой, препятствующий проникновению осадков – кожух из кровельной жести, оцинкованного железа или листового алюминия.
Базальтовая (каменная) вата
Более плотная, чем стекловата. Волокна изготавливаются из расплава габбро-базальтовых пород. Абсолютно негорюча, кратковременно выдерживает воздействие температур вплоть до 900° C. Далеко не любые изоляционные материалы могут как базальтовая вата длительно контактировать с поверхностями, нагретыми до 700°С.
Теплопроводность сопоставима с полимерами, варьируется от 0,032 до 0,048 Вт/(м·K). Высокие эксплуатационные показатели позволяют использовать ее теплоизоляционные свойства не только для трубопроводов, но и при обустройстве горячих дымоходов.
Выпускается в нескольких вариантах:
- как и стекловата, рулонами;
- в форме матов (прошитых рулонов);
- в виде цилиндрических элементов с одной продольной прорезью;
- в виде прессованных фрагментов цилиндра, так называемых скорлуп.
Последние два исполнения имеют разные модификации, отличающиеся плотностью и наличием теплоотражающей пленки. Прорезь цилиндра и края скорлуп могут быть выполнены в виде шипового соединения.
СП 61.13330.2012 содержит указание о том, тепловая изоляция трубопроводов обязана соответствовать требованиям безопасности и защиты окружающей среды. Сама по себе базальтовая вата этому указанию соответствует в полной мере.
Производители часто прибегают к хитрости: чтобы улучшить потребительские показатели – придать ей гидрофобность, большую плотность, паропроницаемость они используют пропитки на основе фенолоформальдегидных смол. Поэтому 100% безопасной для человека ее назвать нельзя. Перед применением базальтовой ваты в жилом помещении желательно изучить ее гигиенический сертификат.
Монтаж
Волокна утеплителя прочнее, чем у стекловаты, поэтому попадание его частиц в организм через легкие или кожу почти исключено. Однако при работах все же рекомендуется использовать перчатки и респиратор.
Монтаж рулонного полотна не отличается от того способа, каким осуществляется изоляция труб отопления стекловатой. Теплозащита в виде скорлуп и цилиндров крепится на трубы с помощью монтажного скотча или широкого бандажа. Несмотря на некоторую гидрофобность базальтовой ваты, на изолированные с ее помощью трубы также требуется гидрозащитная паропроницаемая оболочка из полиэтилена или рубероида, и дополнительная, из жести либо плотной алюминиевой фольги.
Вспененный полиуретан (пенополиуретан, ППУ)
Более чем в два раза сокращает тепловые потери по сравнению со стекловатой и минеральной ватой. К числу его преимуществ относят: низкую теплопроводность, отличные гидроизоляционные свойства. Заявляемый производителями срок службы – 30 лет;. Диапазон рабочей температуры от -40 до +140 °С, максимальная выдерживаемая в течении короткого времени – 150 °С.
Основные марки ППУ относятся к группе горючести Г4 (сильногорючие). При изменение состава с помощью добавки антипиренов им присваивается Г3 (нормальногорючие).
Хотя пенополиуретан отлично подходит как изоляционный материал для труб отопления, имейте ввиду, что СП 61.13330.2012 разрешает применение подобной теплоизоляции только в одноквартирных жилых домах, а СП 2.13130.2012 ограничивает их высоту двумя этажами.
Теплоизоляционное покрытие выпускается в виде скорлуп – полукруглых сегментов со шпунтовыми замками на торцах. В продаже имеются и готовые стальные трубы в изоляции из пенополиуретана с предохраняющей оболочкой из полиэтилена.
Монтаж
Скорлупы закрепляются на отопительной трубе с помощью стяжек, хомутов, пластикового или металлического бандажа. Как и многие полимеры, материал не переносит длительного воздействия солнечного света, поэтому открытый наземный трубопровод при использовании ППУ-скорлуп нуждается в покровном слое, к примеру, из оцинкованной стали.
Для подземного бесканального размещения теплоизоляционные изделия укладывают на водостойких и температусточивых мастиках либо клеях, а снаружи изолируют водонепроницаемым покрытием. Необходимо также позаботиться об антикоррозионной обработке поверхности металлических труб – даже проклеенное замковое соединение скорлуп недостаточно плотно, чтобы предотвратить конденсацию водяного пара из воздуха.
Пенополистирол (пенопласт, ППС)
Выпускается в виде скорлуп, внешне практически не отличающихся от пенополиуретановых – те же размеры, такое же замковое соединение «шип-паз». Но диапазон температуры применения, от -100 до +80 °С, при всей этой внешней схожести делает невозможным или ограниченным его применение для тепловой изолировки трубопровода отопления.
В СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» указано, что в случае двухтрубной системы теплоснабжения максимальная температура подачи может достигать 95°С. Что же касается обратных стояков отопления, то здесь не все так однозначно: считается, что в них температура не превышает 50 °С.
Утепление пенопластом чаще используется для труб холодного водопровода и канализации. Однако он может быть использован поверх других утеплителей с более высокой допустимой температурой применения.
Материалу присущ ряд некоторых недостатков: сильногорюч (даже с добавкой антипиренов), плохо переносит химические воздействия (растворяется в ацетоне), осыпается шариками при длительном воздействии солнечного излучения.
Существуют и другие, не полистирольные пенопласты – формальдегидные, или коротко, фенольные. По сути это совершенно другой материал. Он лишен указанных недостатков, успешно применяется как теплоизоляция трубопроводов, но не настолько широко распространен.
Монтаж
Скорлупы закрепляются на трубе с помощью бандажа либо фольгированным скотчем, допускается приклеивание их к трубе и между собой.
Вспененный полиэтилен
Диапазон температур, при которых допускается применение вспененного полиэтилена высокого давления, от -70 до +70 °С. Верхняя граница не сочетается с максимальной температурой трубы отопления, обычно принимаемой при расчетах. Это значит, что как тепловая изоляция трубопроводов материал малопригоден, но может использоваться в роли изолирующего слоя поверх жаростойкого.
Пенополиэтиленовая изоляция нашла практически безальтернативное применение в качестве защиты от промерзания труб водопроводных. Очень часто она используется как пароизоляция и гидроизоляция.
Выпускается материал в виде листов либо в виде гибкой толстостенной трубы. Последняя форма чаще применяется, так как более удобна для утепления водопровода. Стандартная длина – 2 метра. Цвет варьируется от белого до темно-серого. Возможно наличие покрытия из алюминиевой фольги, отражающей ИК излучение. Различия касаются внутренних диаметров (от 15 до 114 мм), толщины стенок (от 6 до 30 мм).
Применение обеспечивает температуру на трубе выше точки росы, а значит препятствует появлению конденсата.
Монтаж
Простой путь с худшими пароизоляционными результатами – разрезать пенистый материал по небольшому углублению вдоль боковой поверхности, раскрыть кромки и одеть на трубу. Затем обмотать по всей длине монтажным скотчем.
Более сложное решение (и далеко не всегда осуществимое) – перекрыть воду, полностью разобрать утепляемые участки водопровода и надеть цельные отрезки. Затем собрать все обратно. Полиэтилен закрепить стяжками. В этом случае уязвимым местом станется только стык отрезков. Его можно склеить либо также замотать скотчем.
Вспененный каучук
Вспененный синтетический каучук с закрытопористой структурой – наиболее универсальный материал для сохранения тепла и холода. Рассчитан на диапазон температур от -200 до +150 °С. Соответствует всем требованиям экологической безопасности.
Применяется как изоляция трубопроводов холодной воды, изоляция труб отопления, часто встречается в холодильных системах и системах вентиляции. Трубы для отопления, проложенные внутри зданий и изолированные каучуком, не требуют установки пароизоляционного слоя.
Внешне похож на вспененный полиэтилен, выпускается также в виде листов и гибких толстостенных труб. Монтаж тоже практически не отличается, за исключением того, что такая тепловая изоляция труб может крепиться на клей.
Жидкие утеплители
Успешно применяется технология, которая позволяет самостоятельно напылять пену из полиуретанового состава на уже готовые конструкции. Отличные адгезионные свойства позволяют использовать его не только для изоляции трубопроводов, но и наносить на прочие элементы, нуждающиеся в утеплении: фундамент, стены, кровлю. Покрытие, помимо теплозащиты, обеспечивает гидро, пароизоляцию, обеспечивает антикоррозионную устойчивость.
Заключение
Правильно выполненный монтаж тепловой изоляции — залог того, что труба не потеряет тепло, а потребитель не замерзнет. Замерзание же трубопровода холодного водоснабжения неизменно приводит к его разрыву. Вплоть до последнего времени на скрытых и открытых теплотрассах обычными изоляционным материалом была стекловата. Ее недостатки проистекают один из другого. Такое покрытие требует постоянного контроля.
Даже при незначительном повреждении защищающего поверхностного слоя паропроницаемость и гигроскопичность сводят всю экономию на нет. Влага является причиной низкого термического сопротивления и преждевременного разрушения. Значительно улучшить ситуацию помогут современные изоляционные материалы с ячеистой структурой, инертные к воздействию пара и воды: пенополиуретан, вспененный каучук, пенополиэтилен.
Сегодня тепловая изоляция трубопроводов необходима как для уменьшения потерь тепла соответствующих систем, так и для понижения температуры коммуникаций для их безопасного использования. Кроме всего, без нее сложно обеспечить нормальную эксплуатацию сетей в зимнее время, поскольку вероятность промерзания и выхода из строя труб достаточно велика и к тому же опасна.
Согласно существующим нормам, а также правилам по безопасной эксплуатации труб подачи пара и горячей воды, для элементов трубопроводов, у которых температура стенок более 55 градусов и при этом они находятся в доступных местах, рекомендуется использовать дополнительную теплоизоляцию, таким образом, чтобы понизить их нагрев. Ввиду этого во время расчетов толщины защитного покрытия, прокладываемого в помещении, за основу заимствуются нормы плотности теплового потока. В отдельных случаях берется во внимание и температура внешней части самой изоляции.
Как рассчитать изоляцию?
Выбор потребного утеплителя, осуществляется исходя из математических расчетов, из которых видно, какой лучше взять материал, его толщина, состав и прочие характеристики. Если все сделать правильно, то вполне реально существенно снизить тепловые потери, а также сделать эксплуатацию систем надежной и абсолютно безопасной.
На что следует обращать внимание во время расчета:
- разность температур окружающей среды, где применяются коммуникации;
- величину температуры поверхности, которую предполагается утеплять;
- возможные нагрузки, приходящиеся на трубы;
- механические воздействия от внешнего влияния, будь то давление, вибрация и т.д;
- значение коэффициента теплопроводности применяемого утеплителя;
- воздействие и соответствующую величину от транспорта и грунта;
- способность изолятора сопротивляться разного рода деформации.
Следует отметить, что СНиП 41-03-2003 считается основным документом, на основе которого выбираются материалы для утепления, их толщина, согласно конкретным эксплуатационным условиям. В том же СНиП сказано, что для сетей, в которых рабочая температура труб менее 12 градусов, при обработке поверхности обязательно дополнительно укладывать пароизоляцию.
Тепловая изоляция труб может быть рассчитана двумя способами, при этом каждый вариант можно называть надежным и удобным для конкретных условий. Речь идет об инженерном (формульном), и онлайн варианте.
В первом случае реальная толщина оптимального утеплительного слоя определяется технико-экономическим расчетом, в котором главным параметром является температурное сопротивление. Соответствующее значение должно быть в пределах 0.86ºC м²/Вт в случае с трубами диаметром до 25мм, и не менее 1.22ºC м²/Вт – от 25мм и выше. СНиП предусматривает специальные формулы, по которым ведется расчет полного температурного сопротивления утеплительного состава цилиндрических труб.
Обращаем внимание, что при любых сомнениях в правильности расчета, лучше обратиться за помощью и консультацией к специалистам, которые осуществят работу надежно и качественно, тем более что цены на их услуги вполне приемлемы. В противном случае может возникнуть ситуация, когда объем определенных действий может оказаться более затратным по деньгам, нежели делать все с нуля.
При самостоятельном выполнении работ следует понимать и то, что все расчеты толщины утеплителей труб производятся под определенные условия эксплуатации, где учитываются и сами материалы, и температурные перепады, и влажность.
Второй способ реализуется посредством онлайн калькуляторов, которых сегодня бесчисленное множество. Такой помощник, как правило, бесплатный, простой и удобный. Зачастую в нем также учитываются все нормы и требования СНиП, по которым выполняют расчет профессионалы. Все вычисления осуществляются достаточно быстро и точно. Разобраться, как пользоваться калькулятором, получится без особого труда.
Изначально выбирается требуемая задача:
- Предотвращение промерзания жидкости трубопровода инженерных сетей.
- Обеспечение постоянной рабочей температуры защитной изоляции.
- Утепление коммуникаций водяных тепловых сетей двухтрубных подземных канальных прокладок.
- Защита трубопровода от образования конденсата на изоляторе.
Затем необходимо ввести основные параметры, посредством которых и осуществляется расчет:
- Наружный диаметр трубы.
- Предпочтительный утепляющий компонент.
- Время, на протяжении которого происходит кристаллизация воды в инертном состоянии.
- Температурный показатель поверхности, подлежащей утеплению.
- Значение температуры теплоносителя.
- Тип используемого покрытия (металл или неметалл).
После ввода всех данных появляется результат расчетов, который может браться за основу в последующем строительстве и поборе материалов.
Правильный выбор утеплителя
Главной причиной промерзания труб является малая скорость циркуляции в них рабочих жидкостей. Отрицательным фактором считается процесс замерзания, способный привести к необратимым и катастрофическим последствиям. Именно поэтому теплоизоляция сетей крайне необходима.
В особенной мере нужно уделять внимание приведенному аспекту в трубопроводах, которые функционируют периодически, будь то подача воды со скважины или дачное водяное отопление. Дабы не пришлось в последующем производить восстановление рабочих систем, лучше, все-таки, выполнить их своевременную теплоизоляцию.
Еще недавно работы по утеплению производились по единственной технологии, при этом в качестве защитного элемента применялось стекловолокно. В настоящее же время предлагается огромный выбор всевозможных теплоизоляторов, предназначенных для определенного вида труб, имеющие различные технические характеристики и состав.
Ввиду их направленности применения производить сравнение материалов и говорить о том, что один лучше другого будет неправильным. По этой причине ниже раскроем существующие сегодня изоляторы.
По варианту представления компонента:
- листовой;
- рулонный;
- заливочный
- кожуховый;
- комбинированный.
По области использования:
- для отвода воды и канализации;
- для сетей подачи пара, отопления, горячей и холодной воды;
- для трубопроводов вентиляции и морозильных агрегатов.
Любая теплоизоляция характеризуется устойчивостью к воздействию огня и своей теплопроводностью.
- Скорлупа . Преимуществом его является легкость монтажа, оптимальные характеристики и высокое качество исполнения. Отличается низкой теплопроводностью, пожаростойкостью, минимальным уровнем влагопоглощения. Подходит для защиты отопительных сетей и систем водоснабжения.
- Минеральная вата . Обычно она поставляется в рулонах, и применяется для обработки труб, теплоноситель которых имеет очень высокую температуру. Этот вариант целесообразен только при небольших площадях обработки, поскольку минвата достаточно дорогой материал. Укладка его выполняется путем обмотки коммуникаций с фиксацией в заданном положении проволокой из нержавеющей стали или бечевкой. Дополнительно рекомендуется выполнять гидроизоляцию, поскольку вата легко впитывает влагу.
- Пенополистирол . Конструкция тепловой изоляции подобного типа больше напоминает две половинки, либо же скорлупу, посредством чего осуществляется изоляция трубопровода. Вариант смело можно назвать качественным и удобным в плане монтажа. За счет минимального влагопоглощения и низкой теплопроводности, высокой пожароустойчивости, минимальной толщины, пенополистерол отлично подходит для защиты сетей топления и подачи воды.
- Пеноизол . Теплоизоляция обладает схожими параметрами с пенополистеролом, правда с существенным отличием в монтаже. Нанесение выполняется посредством соответствующего распылителя, поскольку материал имеет жидкое состояние. После полного высыхания вся обработанная поверхность трубы обретает плотную и прочную герметичную структуру, которая надежно сохраняет температуру теплоносителя. Существенным преимуществом является отсутствие необходимости применять дополнительные крепежные элементы для фиксации материала. Минусом считается, разве что, его дороговизна.
- Пенофол с фольгированной основой . Инновационный продукт, с каждым днем становится все популярней. Он состоит из вспененного полиэтилена и алюминиевой фольги. Двухслойная конструкция позволяет, как сохранять температуру сетей, так и обогревать пространство, поскольку фольга способна отражать и накапливать тепло. Особенно обращаем внимание на низкую способность к горению, высокие экологические данные, способность выдерживать повышенную влажность и существенные перепады температур.
- Полиэтилен вспененного исполнения . Теплоизоляция этого вида очень распространена, при этом она часто встречается на водопроводных магистралях. Особенностью является простота укладки, для чего достаточно отрезать нужный размер материала и обмотать им технологичную линию, с фиксацией скотчем. Часто вспененный полиэтилен поставляется в виде обертки для трубы определенного диаметра с технологическим разрезом, которые надеваются на нужный участок системы.
Важно знать, что при теплоизоляции трубопроводов все утеплители, кроме пеноизола, требуют дополнительно использования гидроизоляции и скотча для фиксации.
Из всего вышесказанного видно, что вариантов обработки труб достаточно много, и выбор очень велик. Специалисты советуют обращать внимание на условия, в которых будет использоваться каждый материал, его характеристики и способ монтажа. Естественно, не последнюю роль играет и грамотный теплоизоляционный расчет, что позволит быть вам уверенным в выполненной работе.
Видео №1. Теплоизоляция труб. Пример монтажа
Способы теплоизоляции трубопроводов
Спецификации СНиП и многие профессионалы рекомендуют руководствоваться следующими вариантами защиты магистральных линий:
- Воздушное утепление . Обычно коммуникационные системы, проходящие в земле, защищают посредством теплоизоляции определенной толщины. Однако, зачастую не учитывается фактор, что промерзание земли идет от верхней точки к нижней, в то время как поток тепла от труб стремится к верху. Поскольку трубопровод со всех сторон защищен компонентом минимальной толщины, то и восходящее тепло оказывается также изолированным. Рациональнее в данном случае устанавливать утеплитель над верхней частью магистрали, так, чтобы образовывалась тепловая прослойка.
- Использование утеплителя и обогревающего элемента . Отлично подходит в качестве альтернативы традиционным вариантам. В данном случае учитывается момент, что защита линий сезонная, и прокладывать их в земле не рационально из финансовых соображений, как и использовать большую толщину изолятора. По правилам СНиП и инструкциям производителей кабель может находиться как внутри труб, так и снаружи их.
- Прокладка трубы в трубе . Здесь в полипропиленовых трубах дополнительно устанавливаются отдельные трубы. Особенностью способа является то, что отогреть системы реально практически всегда, в том числе и с применением принципа всасывания теплых воздушных масс. Кроме этого, при необходимости, в имеющемся зазоре легко может быть проложен аварийный шланг.
Заключение
Подытожив все вышесказанное можно сказать, что существует масса важных моментов и нюансов по обработке и защите трубопровода. В любой ситуации всегда лучше начать с просчета потребного утеплителя, выбора его типа, толщины и стоимости. Не последнюю роль играет и вариант его монтажа, поскольку самые проблемные условия потребуют дополнительных существенных денежных вливаний в строительство необходимых систем.
Совершенный подход к выбору теплоизоляции, в конечном итоге, может привести к минимальным затратам и снижению сложности выполняемых работ. Качественный подбор потребных утепляющих компонентов позволит эффективно сохранить температуру теплоносителя в трубах, а также значительно увеличить их срок эксплуатации.
Видео №2. Универсальная теплоизоляция для труб