Топлоизолация на външни отоплителни тръби

В практиката на частното строителство не е толкова често, но все пак има ситуации, когато отоплителните комуникации трябва не само да се разпространят в помещенията на основната къща, но и да се простират до други близки сгради. Това могат да бъдат жилищни стопански постройки, стопански постройки, летни кухни, битови или селскостопански сгради, например използвани за отглеждане на домашни любимци или птици. Вариантът не е изключен, когато, напротив, самата автономна котелна централа се намира в отделна сграда, на известно разстояние от основната жилищна сграда. Случва се къщата да е свързана към централата за централно отопление, от която се простират тръби до нея.

Полагането на отоплителни тръби между сградите е възможно по два начина - подземен (канал или без канал) и открит. Процесът на инсталиране на локална отоплителна мрежа над земята изглежда по-малко отнемащ време и тази опция се използва по-често в условия на самостоятелно строителство. Едно от основните условия за ефективността на системата е правилно планираната и добре изпълнена топлоизолация на външните отоплителни тръби. Това е въпросът, който ще бъде разгледан в тази публикация.

Изглежда глупост - защо да изолирате вече почти винаги горещите тръби на отоплителната система? Може би някой може да бъде подведен от един вид "игра на думи". В разглеждания случай, разбира се, би било по-правилно да се проведе разговор, използвайки понятието "топлоизолация".

Топлоизолационните работи на всякакви тръбопроводи имат две основни цели:

• Ако тръбите се използват в системи за отопление или топла вода, тогава намаляването на топлинните загуби, поддържането на необходимата температура на изпомпваната течност е на преден план. Същият принцип е валиден и за промишлени или лабораторни инсталации, където технологията изисква поддържане на определена температура на веществото, пренасяно през тръбите.
• За тръбопроводи за студено водоснабдяване или канализационни комуникации изолацията се превръща в основен фактор, т.е. предотвратява падането на температурата в тръбите под критично ниво, предотвратявайки замръзване, което води до повреда на системата и деформация на тръбите.

Между другото, такава предпазна мярка е необходима както за отоплителните мрежи, така и за тръбите за топла вода - никой не е напълно имунизиран от аварии на котелното оборудване.

Самата цилиндрична форма на тръбите предопределя много голяма площ на постоянен топлообмен с околната среда, което означава значителни топлинни загуби. И те естествено растат с увеличаване на диаметъра на тръбопровода. Таблицата по-долу ясно показва как се променя стойността на топлинните загуби в зависимост от температурната разлика вътре и извън тръбата (колона Δt °), от диаметъра на тръбите и от дебелината на топлоизолационния слой (данните са дадени, като се вземат предвид използването на изолационен материал със среден коефициент на топлопроводимост λ = 0,04 W/m×°C).

С увеличаване на дебелината на изолационния слой общите топлинни загуби намаляват. Все пак, имайте предвид, че дори доста дебел слой от 40 мм не елиминира напълно загубата на топлина. Изводът е само един - необходимо е да се стремим да използваме изолационни материали с възможно най-нисък коефициент на топлопроводимост - това е едно от основните изисквания за топлоизолация на тръбопроводи.

Понякога е необходима и тръбна отоплителна система!

При полагане на водопроводни или канализационни комуникации се случва, че поради особеностите на местния климат или специфичните условия на монтаж, само топлоизолацията очевидно не е достатъчна. Трябва да прибегнем до принудително инсталиране на нагревателни кабели - тази тема е разгледана по-подробно в специална публикация на нашия портал.

• Материалът, който се използва за топлоизолация на тръби, по възможност трябва да има хидрофобни качества. Ще има малък ток от нагревател, напоен с вода - това също няма да предотврати загубата на топлина и скоро ще се срути под въздействието на отрицателни температури.
• Топлоизолационната конструкция трябва да има надеждна външна защита. Първо, той се нуждае от защита от атмосферна влага, особено ако се използва нагревател, който може активно да абсорбира вода. Второ, материалите трябва да бъдат защитени от излагане на ултравиолетовия спектър на слънчевата светлина, което е вредно за тях. Трето, не трябва да забравяме натоварването от вятър, което може да наруши целостта на топлоизолацията. И, четвърто, остава факторът на външно механично въздействие, неумишлено, включително от животни, или поради банални прояви на вандализъм.

В допълнение, за всеки собственик на частна къща със сигурност моментите на естетическия вид на положената отоплителна система също не са безразлични.

• Всеки топлоизолационен материал, използван за отоплителни мрежи, трябва да има диапазон от работни температури, съответстващ на действителните условия на употреба.
• Важно изискване към изолационния материал и външната му облицовка е дълготрайността на употреба. Никой не иска да се връща към проблемите с топлоизолацията на тръбите дори веднъж на няколко години.
• От практическа гледна точка, едно от основните изисквания е лекотата на монтаж на топлоизолация, и то във всяка позиция и във всяка сложна зона. За щастие в това отношение производителите не се уморяват да радват удобни за потребителя разработки.
• Важно изискване за топлоизолацията е самите нейни материали да са химически инертни и да не влизат в никакви реакции с повърхността на тръбата. Тази съвместимост е ключът към продължителността на безпроблемната работа.

Въпросът за разходите също е много важен. Но в това отношение диапазонът на цените за специализирана изолация на тръби е много голям.

Какви материали се използват за изолация на надземни отоплителни мрежи

Изборът на топлоизолационни материали за отоплителни тръби за тяхното външно полагане е доста голям. Те са ролкови или под формата на рогозки, може да им се придаде цилиндрична или друга фигурна форма, удобна за монтаж, има нагреватели, които се прилагат в течна форма и придобиват свойствата си едва след втвърдяване.

Изолация с пенополиетилен

Разпененият полиетилен с право се нарича много ефективен топлоизолатор. И което е по-важно, цената на този материал е една от най-ниските.

Коефициентът на топлопроводимост на разпенен полиетилен обикновено е в района на 0,035 W / m × ° C - това е много добър показател. Най-малките мехурчета, пълни с газ, изолирани един от друг, създават еластична структура и с такъв материал, ако се закупи неговата валцована версия, е много удобно да се работи върху тръбни секции със сложни конфигурации.

Такава конструкция се превръща в надеждна бариера за влага - при правилна инсталация нито водата, нито водните пари могат да проникнат през нея до стените на тръбата.

Плътността на полиетиленовата пяна е ниска (около 30 - 35 kg / m³), ​​​​и топлоизолацията не прави тръбите по-тежки.

Материалът, с известно предположение, може да бъде категоризиран като ниско опасен по отношение на запалимостта - обикновено принадлежи към клас G-2, т.е. много трудно се запалва и без външен пламък бързо избледнява. Освен това продуктите от горенето, за разлика от много други топлоизолатори, не представляват сериозна токсична опасност за хората.

Навитата полиетиленова пяна за изолация на външни отоплителни мрежи ще бъде едновременно неудобна и нерентабилна - ще трябва да навиете няколко слоя, за да постигнете необходимата дебелина на топлоизолацията. Много по-удобно е да се използва материал под формата на ръкави (цилиндри), в които е предвиден вътрешен канал, който съответства на диаметъра на изолираната тръба. За поставяне на тръби обикновено се прави разрез по дължината на цилиндъра на стената, който след монтажа може да бъде запечатан с надеждна лепяща лента.

Поставянето на изолация върху тръбата не е трудно

По-ефективен тип полиетиленова пяна е пенофолът, който има слой от фолио от едната страна. Това лъскаво покритие се превръща в своеобразен терморефлектор, което значително повишава изолационните качества на материала. Освен това е допълнителна бариера срещу проникване на влага.

Пенофолът може да бъде и ролков тип или под формата на профилирани цилиндрични елементи - специално за топлоизолация на тръби за различни цели.

И целият разпенен полиетилен за топлоизолация на отоплителни мрежи се използва рядко. По-подходящ е за други комуникации. Причината за това е доста ниският температурен диапазон на работа. Така. ако погледнете физическите характеристики, тогава горната граница балансира някъде на ръба на 75 ÷ 85 градуса - по-високи са възможни нарушения на структурата и появата на деформации. За автономно отопление най-често такава температура е достатъчна, но на ръба, а за централно отопление термичната стабилност очевидно не е достатъчна.

Изолационни елементи от експандиран полистирол

Добре познатият експандиран полистирол (в ежедневието често се нарича полистирол) се използва много широко за различни видове топлоизолационни работи. Изолацията на тръбите не е изключение - за това са направени специални части от пенопласт.

Обикновено това са полуцилиндри (за тръби с големи диаметри може да има сегменти от една трета от обиколката, 120 ° всеки), които са оборудвани с ключалка с език и жлеб за сглобяване в една конструкция. Тази конфигурация ви позволява напълно, по цялата повърхност на тръбата, да осигурите надеждна топлоизолация, без оставащите "студени мостове".

В ежедневната реч такива детайли се наричат ​​​​"черупки" - за тяхната ясна прилика с тях. Произвеждат се много видове, за различни външни диаметри на изолирани тръби и различни дебелини на топлоизолационния слой. Обикновено дължината на частите е 1000 или 2000 мм.

За производството на пенополистирол тип PSB-S се използва различни степени - от PSB-S-15 до PSB-S-35. Основните параметри на този материал са показани в таблицата по-долу:

Предимствата на пенополистирола като изолационен материал са отдавна известни:

• Има ниска топлопроводимост.
• Ниското тегло на материала значително опростява изолационните работи, които не изискват специални механизми или устройства.
• Материалът е биологично инертен - няма да бъде благоприятна среда за образуване на мухъл или гъбички.
• Абсорбцията на влага е незначителна.
• Материята се реже лесно, пасва на желания размер.
• Пенопластът е химически инертен, абсолютно безопасен за стените на тръбите, независимо от какъв материал са направени.
• Едно от основните предимства - полистиролът е един от най-евтините нагреватели.

Той обаче има и много недостатъци:

• На първо място, това е ниско ниво на пожарна безопасност. Материалът не може да се нарече незапалим и не разпространява пламък. Ето защо, когато се използва за затопляне на наземни тръбопроводи, трябва да се оставят противопожарни прекъсвания.
• Материалът няма еластичност и е удобно да се използва само на прави участъци от тръбата. Вярно е, че можете да намерите специални къдрави детайли.

• Пенопластът не принадлежи към трайни материали - лесно се разрушава под външно въздействие. Ултравиолетовото лъчение също има отрицателен ефект върху него. С една дума, надземните участъци на тръбата, изолирани с полистиролови черупки, определено ще изискват допълнителна защита под формата на метална обвивка.

Обикновено в магазините, които продават черупки от пяна, предлагат и поцинковани листове, нарязани на желания размер, съответстващ на диаметъра на изолацията. Може да се използва и алуминиева обвивка, но със сигурност е много по-скъпа. Листовете могат да бъдат фиксирани със самонарезни винтове или скоби - полученият корпус едновременно ще създаде антивандална, против вятър, хидроизолационна защита и бариера от слънчева светлина.

• И все пак дори това не е основното. Горната граница на нормалните температури за работа е само около 75 ° C, след което може да започне линейна и пространствена деформация на частите. Искате или не, тази стойност може да не е достатъчна за отопление. Може би има смисъл да се търси по-надежден вариант.

Изолация на тръби с минерална вата или продукти на нейна основа

Най-"древният" метод за топлоизолация на външни тръбопроводи е използването на минерална вата. Между другото, той е и най-бюджетният, ако не е възможно да закупите черупка от пяна.

За топлоизолация на тръбопроводи се използват различни видове минерална вата - стъклена вата, камък (базалт) и шлака. Шлаковата вата е най-малко предпочитана: първо, тя най-активно абсорбира влагата, и второ, нейната остатъчна киселинност може да бъде много разрушителна за стоманените тръби. Дори евтиността на тази памучна вата изобщо не оправдава рисковете от нейното използване.

Но минералната вата на основата на базалт или стъклени влакна е напълно подходяща. Има добри показатели за термична устойчивост на пренос на топлина, висока химическа устойчивост, материалът е еластичен и е лесен за полагане дори на сложни участъци от тръбопроводи. Друго предимство - можете да бъдете по принцип напълно спокойни по отношение на пожарната безопасност. Почти невъзможно е минералната вата да се нагрее до степен на запалване в условията на външна отоплителна мрежа. Дори излагането на открит пламък няма да доведе до разпространение на огъня. Ето защо минералната вата се използва за запълване на пожарни празнини при използване на друга изолация на тръби.

Основният недостатък на минералната вата е нейната висока водопоглъщаемост (базалтът е по-малко податлив на това „заболяване“). Това означава, че всеки тръбопровод ще изисква задължителна защита от влага. В допълнение, структурата на вълната не е устойчива на механични натоварвания, лесно се разрушава и трябва да бъде защитена със здрава обвивка.

Обикновено се използва здрав полиетиленов филм, който е сигурно обвит със слой изолация, със задължителното припокриване на лентите с 400 ÷ 500 mm, след което всичко това е покрито с метални листове отгоре - точно по аналогия с полистирол черупка. Покривният материал може да се използва и като хидроизолация - в този случай ще бъде достатъчно 100 ÷ 150 mm припокриване на една лента върху друга.

Съществуващите GOST определят дебелината на защитните метални покрития за отворени участъци от тръбопроводи за всеки тип използвани топлоизолационни материали:

По този начин, въпреки привидно евтината цена на самата изолация, пълното й инсталиране ще изисква значителни допълнителни разходи.

Минералната вата за изолация на тръбопроводи може да действа и в различно качество - тя служи като материал за производството на готови топлоизолационни части, по аналогия с цилиндрите от полиетиленова пяна. Освен това такива продукти се произвеждат както за прави участъци от тръбопроводи, така и за завои, тройници и др.

Обикновено такива изолационни части са изработени от най-плътната - базалтова минерална вата, имат външно фолио, което незабавно премахва проблема с хидроизолацията и повишава ефективността на изолацията. Но все още няма да можете да се измъкнете от външния корпус - тънък слой фолио няма да предпази от случайно или умишлено механично въздействие.

Затопляне на топлопровода с полиуретанова пяна

Един от най-ефективните и безопасни съвременни изолационни материали в експлоатация е полиуретанова пяна. Той има много различни предимства, така че материалът се използва на почти всяка структура, която изисква надеждна изолация.

Какви са характеристиките на изолацията от полиуретанова пяна?

Полиуретановата пяна за изолация на тръбопроводи може да се използва в различни форми.

• PPU-черупката е широко използвана, обикновено с външно фолио покритие. Може да бъде сгъваем, състоящ се от полуцилиндри с ключалки с език и канал или, за тръби с малък диаметър, с разрез по дължината и специален клапан със самозалепваща се задна повърхност, което значително опростява монтажа изолация.

• Друг начин за изолиране на отоплителна мрежа с полиуретанова пяна е да се напръска в течна форма с помощта на специално оборудване. Полученият слой пяна след пълно втвърдяване се превръща в отлична изолация. Тази технология е особено удобна при сложни възли, тръбни завои, във възли със спирателна и контролна арматура и др.

Предимството на тази технология е също, че благодарение на отличната адхезия на пръскането на полиуретанова пяна към повърхността на тръбата се създава отлична хидроизолация и защита от корозия. Вярно е, че самата полиуретанова пяна също изисква задължителна защита - от ултравиолетови лъчи, така че отново няма да е възможно да се направи без обвивка.

• Е, ако трябва да поставите достатъчно дълга отоплителна мрежа, тогава вероятно най-добрият избор би бил използването на предварително изолирани (предварително изолирани) тръби.

Всъщност такива тръби са многослойна структура, сглобена във фабриката:

- Вътрешният слой всъщност е самата стоманена тръба с необходимия диаметър, през която се изпомпва охлаждащата течност.

- Външно покритие - защитно. Може да бъде полимерен (за полагане на отоплителна тръба в дебелината на почвата) или поцинкован метал - това, което се изисква за отворени участъци на тръбопровода.

- Между тръбата и кожуха е излят монолитен, безшевен слой пенополиуретан, който изпълнява функцията на ефективна топлоизолация.

В двата края на тръбата е оставен монтажен участък за заваряване при монтажа на топлопровода. Дължината му се изчислява по такъв начин, че топлинният поток от заваръчната дъга да не повреди слоя от полиуретанова пяна.

След монтажа останалите неизолирани участъци се грундират, покриват се с обвивка от полиуретанова пяна, а след това и с метални ленти, като се сравнява покритието с общата външна обвивка на тръбата. Често в такива зони се организират противопожарни паузи - те са плътно запълнени с минерална вата, след това са хидроизолирани с покривен материал и все още са покрити със стоманена или алуминиева обвивка отгоре.

Стандартите установяват определен асортимент от такива сандвич тръби, т.е. е възможно да се закупят продукти с желания номинален диаметър с оптимална (нормална или подсилена) топлоизолация.

Производителите предлагат такива сандвич тръби не само за прави участъци, но и за тройници, завои, разширителни фуги и др.

Цената на такива предварително изолирани тръби е доста висока, но с тяхното закупуване и инсталиране се решава цял набор от проблеми наведнъж. Така че тези разходи изглеждат напълно оправдани.

Видео: производствен процес на предварително изолирани тръби

Изолация - порест каучук

Напоследък топлоизолационните материали и продуктите от синтетичен порест каучук станаха много популярни. Този материал има редица предимства, които го извеждат на водеща позиция в областта на изолацията на тръбопроводи, включително не само отоплителни мрежи, но и по-отговорни - на сложни технологични линии, в машиностроенето, самолетостроенето и корабостроенето:

• Пенопластът е много еластичен, но в същото време има голям запас от якост на опън.
• Плътността на материала е само от 40 до 80 kg / m³.
• Ниската топлопроводимост осигурява много ефективна топлоизолация.
• Материалът не се свива с времето, като напълно запазва първоначалната си форма и обем.
• Пенопластът трудно се запалва и има свойството бързо да се самозагасва.
• Материалът е химически и биологично инертен, в него никога не се появяват огнища на мухъл или гъбички, нито гнезда на насекоми или гризачи.
• Най-важното качество е почти абсолютната водо- и паронепропускливост. Така изолационният слой веднага се превръща в отлична хидроизолация за повърхността на тръбата.

Такава топлоизолация може да бъде произведена под формата на кухи тръби с вътрешен диаметър от 6 до 160 mm и дебелина на изолационния слой от 6 до 32 mm или под формата на листове, които често имат функцията на "самостоятелни" лепило" от едната страна.

Но за външни отоплителни мрежи, готовите изолационни елементи, направени по технологията Armaflex ACE, със специално защитно покритие ArmaChek, са особено удобни.

Покритието "ArmaChek" може да бъде от няколко вида, например:

• Arma-Chek Silver е многопластова PVC обвивка със сребристо отразяващо покритие. Това покритие осигурява отлична изолационна защита както срещу механични натоварвания, така и срещу ултравиолетови лъчи.
• Черното покритие "Arma-Chek D" има високоздрава подложка от фибростъкло, която запазва отлична гъвкавост. Това е отлична защита срещу всички възможни химически, атмосферни, механични влияния, които ще запазят отоплителната тръба непокътната.

Обикновено такива продукти, използващи технологията ArmaChek, имат самозалепващи се клапани, които херметично „запечатват“ изолационния цилиндър върху тялото на тръбата. Произвеждат се и фигурни елементи, позволяващи монтаж на трудни участъци от топлопровода. Умелото използване на такава топлоизолация ви позволява бързо и надеждно да я монтирате, без да прибягвате до създаването на допълнителен външен защитен корпус - просто няма нужда от това.

Може би единственото нещо, което възпрепятства широкото използване на такива топлоизолационни продукти за тръбопроводи, е все още непосилно високата цена за истински, "маркови" продукти.

Нова посока в изолацията - топлоизолационна боя

Няма как да пропуснете още една модерна технология за изолация. И е още по-приятно да се говори за това, тъй като това е разработка на руски учени. Говорим за керамична течна изолация, която е известна още като топлоизолационна боя.

Това без съмнение е "пришълец" от областта на космическите технологии. Именно в този научен и технически отрасъл въпросите за топлоизолацията от критично ниско (в открито пространство) или високо (по време на изстрелване на кораби и кацане на спускаеми апарати) са особено остри.

Топлоизолационните качества на ултратънките покрития изглеждат просто фантастични. В същото време такова покритие се превръща в отлична хидро- и пароизолация, предпазваща тръбата от всички възможни външни влияния. Е, самата отоплителна тръба придобива добре поддържан, приятен вид.

Самата боя представлява суспензия от микроскопични, напълнени с вакуум силиконови и керамични капсули, суспендирани в течно състояние в специален състав, включващ акрил, каучук и други компоненти. След нанасяне и изсушаване на състава върху повърхността на тръбата се образува тънък еластичен филм, който има изключителни топлоизолационни качества.

Такова покритие не изисква допълнителни защитни слоеве - то е достатъчно здраво, за да се справи самостоятелно с всички въздействия.

Такава течна изолация се продава в пластмасови кутии (кофи), като обикновена боя. Има няколко производителя, а сред местните марки могат да се отбележат марките "Bronya" и "Korund".

Такава термична боя може да се нанася чрез аерозолно пръскане или по обичайния начин - с валяк и четка. Броят на слоевете зависи от условията на работа на отоплителната мрежа, климатичния регион, диаметъра на тръбите, средната температура на изпомпваната охлаждаща течност.

Много експерти смятат, че такива нагреватели в крайна сметка ще заменят обичайните топлоизолационни материали на минерална или органична основа.

Видео: представяне на ултратънка топлоизолация марка "Корунд"

Каква дебелина на топлоизолацията е необходима

Обобщавайки прегледа на материалите, използвани за топлоизолация на отоплителни тръби, можете да видите показателите за ефективност на най-популярните от тях в таблицата - за яснота на сравнението:

Но със сигурност един любознателен читател ще попита: къде е отговорът на един от основните въпроси, които възникват - каква трябва да бъде дебелината на изолацията?

Този въпрос е доста сложен и няма еднозначен отговор. Ако желаете, можете да използвате тромави формули за изчисление, но те вероятно са разбираеми само за квалифицирани отоплителни инженери. Не всичко обаче е толкова страшно.

Производителите на готови топлоизолационни продукти (черупки, цилиндри и др.) обикновено определят необходимата дебелина, изчислена за определен регион. И ако се използва изолация от минерална вата, тогава можете да използвате данните от таблиците, които са дадени в специален Кодекс на правилата, който е предназначен специално за топлоизолация на тръбопроводи и технологично оборудване. Този документ е лесен за намиране в мрежата чрез въвеждане на заявка за търсене "SP 41-103-2000".

Ето, например, таблица от този наръчник относно надземното разполагане на тръбопровода в Централния регион на Русия, използвайки рогозки от стъклени щапелни влакна клас М-35, 50:

По същия начин можете да намерите желаните параметри за други материали. Между другото, същият Кодекс на правилата не препоръчва значително превишаване на определената дебелина. Освен това се определят и максималните стойности на изолационния слой за тръбопроводи:

Не забравяйте обаче за един важен нюанс. Факт е, че всяка изолация с влакнеста структура неизбежно се свива с времето. И това означава, че след определен период от време дебелината му може да стане недостатъчна за надеждна топлоизолация на отоплителната мрежа. Има само един изход - дори когато инсталирате изолация, незабавно вземете предвид това изменение за свиване.

За да изчислите, можете да приложите следната формула:

H = ((д + ч) : (д + 2 ч)) × ч× Kc

з- дебелината на слоя минерална вата, като се вземе предвид корекцията за уплътняване.

д- външен диаметър на изолираната тръба;

ч- необходимата дебелина на изолацията съгласно таблицата на Кодекса на добрите практики.

Кс- коефициент на свиване (уплътняване) на влакнеста изолация. Това е изчислена константа, чиято стойност може да бъде взета от таблицата по-долу:

В помощ на заинтересования читател по-долу е поставен специален калкулатор, в който вече е включен посоченият коефициент. Струва си да въведете заявените параметри - и веднага да получите необходимата дебелина на изолацията от минерална вата, като вземете предвид изменението.