Теплоизоляция наружных трубопроводов: выбор материала

Теплоизоляция наружных трубопроводов: выбор материала

4.1 Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать параметры теплохолодоносителя при эксплуатации, нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей.

4.2 Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:

• энергоэффективности — иметь оптимальное соотношение между стоимостью теплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляцию в течение расчетного срока эксплуатации;
• эксплуатационной надежности и долговечности — выдерживать без снижения теплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;
• безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации и утилизации.

Материалы, используемые в теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки, в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, установленные в санитарных нормах.

4.3 При выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций для поверхностей с положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:

• месторасположение изолируемого объекта СП 131.13330;
• температуру изолируемой поверхности;
• температуру окружающей среды;
• требования пожарной безопасности;
• агрессивность окружающей среды или веществ, содержащихся в изолируемых объектах;
• коррозионное воздействие;
• материал поверхности изолируемого объекта;
• допустимые нагрузки на изолируемую поверхность;
• наличие вибрации и ударных воздействий;
• требуемую долговечность теплоизоляционной конструкции;
• санитарно-гигиенические требования;
• температуру применения теплоизоляционного материала;
• теплопроводность теплоизоляционного материала;
• температурные деформации изолируемых поверхностей;
• конфигурация и размеры изолируемой поверхности;
• условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.);
• условия демонтажа и утилизации.
• Теплоизоляционная конструкция трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки должна выдерживать без разрушения:
• воздействие грунтовых вод;
• нагрузки от массы вышележащего грунта и проходящего транспорта.
• При выборе теплоизоляционных материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной температурой дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.

4.4 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

• теплоизоляционный слой;
• покровный слой;
• элементы крепления.

4.5 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с отрицательной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

• теплоизоляционный слой;
• пароизоляционный слой;
• покровный слой;
• элементы крепления.

Пароизоляционный слой следует предусматривать также при температуре изолируемой поверхности ниже 12 °С. Устройство пароизоляционного слоя при температуре выше 12 °С следует предусматривать для оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, если расчетная температура изолируемой поверхности ниже температуры «точки росы» при расчетном давлении и влажности окружающего воздуха.

Необходимость установки пароизоляционного слоя в конструкции тепловой изоляции для поверхностей с переменным температурным режимом (от «положительной» к «отрицательной» и наоборот) определяется расчетом для исключения накопления влаги в теплоизоляционной конструкции.

Антикоррозионные покрытия изолируемой поверхности не входят в состав теплоизоляционных конструкций.

4.6 В зависимости от применяемых конструктивных решений в состав конструкции дополнительно могут входить:

• выравнивающий слой;
• предохранительный слой.

Предохранительный слой следует предусматривать при применении металлического покровного слоя для предотвращения повреждения пароизоляционных материалов.

Теплоизоляция для труб отопления на открытом воздухе

Разнообразие утеплителей предоставляет возможность выбрать именно тот, который подойдет наилучшим образом для конкретного места применения (на улице, в земле, в подвале, на чердаке) и бюджета.

Подбор теплоизолятора выполняется с учётом факторов:

диаметр трубы системы отопления;

условия эксплуатации (место расположения отопительной системы);

средняя температура прогрева теплоносителя;

показатель теплопроводности утеплителя (чем ниже, тем лучше);

показатель водопоглощения. Показывает способность изоляционного материала выполнять свои функции во влажной среде;

устойчивость к горению, биологической и химической активности, воздействию ультрафиолета и прочих факторов внешней среды;

простота монтажа (с условием обеспечения достаточной герметичности);

Для отопления

Теплоизоляция трубопроводов отопления состоит из следующих этапов:

на трубы клеится фольгированный скотч по спиральной технологии;
утеплитель в виде минеральной ваты оборачивается вокруг трубы так, чтобы швы совпадали и тщательно закрепились – это поможет исключить образование «мостов холода»;
утеплитель закрепляется обмоткой сантехническим скотчем – важно обматывать его как можно крепче, иначе в щели попадут грунтовые воды и утепление будет неэффективным.

Твердые материалы – пенопласт, пенополиуретан – изготавливаются в виде двух соединяющихся половинок, которые накладываются на трубу и склеиваются между собой специальным сверхпрочным составом.

Очень удобным стало использование жидких материалов – пеноизола и теплосберегающей краски. В таком случае процесс утепления заключается в нанесении их на трубы.

Как выбрать?

При выборе утеплителя для труб нужно учитывать такие параметры, как:

• герметичность;
• размер;
• удобство монтажа;
• место размещения труб;
• плотность.

Все стыки проклеиваются и фиксируются строительным скотчем. Чтобы теплоизоляционный материал плотно прилегал к трубе, нужно точно высчитать размер внутреннего диаметра трубки, который зависит от габаритов трубопровода.

Толщину стенок утеплителя рассчитывают с учетом температуры в теплоносителе и нижнего температурного значения в окружающей среде. Также учитывается цель теплоизоляции – предотвращения промерзания, устранение конденсата на поверхности, обеспечение нужного температурного параметра на покрытии.

При самостоятельном монтаже изоляции на трубы определяющим фактором является легкость установки. У трубной изоляции предусмотрен надрез вдоль стенки, что удобно для утепления готового трубопровода. При прокладывании новых каналов пенополиэтиленовый утеплитель надевается заранее на отрезок трубы.

Местоположение трубопровода определяет вид применяемого материала. Если водопроводная система находится на виду, расположена в свободном доступе солнечных лучей, утеплитель подбирают с внешним защитным слоем. Полимерная оболочка позволит оградить полиэтилен от воздействия ультрафиолета и внешних повреждений.

Пенополиэтилен высокой плотности выдержит большие нагрузки, не деформируясь и не снижая толщины изоляционного слоя

Также обращают внимание на объем закрытых ячеек в материале: чем меньше размер ячеек, тем выше теплоизолирующие свойства

Способы теплоизоляции водопроводных труб

Основной причиной, по которой трубы для тепло и водоснабжения нужно утеплять, является риск замерзания воды в них. А это приводит не только к коммунальной катастрофе местного значения, но и к таким серьезным последствиям, как разрыв трубы. То есть, жильцам дома грозит остаться без воды и тепла плюс заниматься реставрацией всей системы.

Что очень недешево и связано с большими трудозатратами. Поэтому ещё на этапе проектирования и монтажа трубопроводов нужно тщательно продумать этот момент.

Создание высокого давления в трубопроводе

Если вода находится под высоким давлением, она не замерзает. Это её свойство можно использовать для сохранения целостности системы в домах непостоянного проживания. Например, на дачах, в которые вы приезжаете только на выходные, а среди недели дом не отапливается.

Для этого в систему распределения воды внедряется ресивер и насос.

Ресивер или гидроаккумулятор, поддерживающий в системе высокое давление

Они должны создавать и поддерживать давление в трубах на уровне 3-5 атмосфер.

Этот метод требует выполнения определенных условий:

• Электроснабжение должно быть постоянным, без перебоев;
• За насосом необходимо установить обратный клапан, чтобы защитить систему от излишнего давления;
• Инструкция требует обязательной опрессовки трубопровода и проведения гидравлических испытаний, чтобы убедиться в его прочности и способности выдерживать заданное давление;
• Перед каждым запуском водопровода нужно отключать ресивер и стравливать давление.

Использование греющего кабеля

Этот метод самый надежный и эффективный. Конечно, при условии бесперебойного электроснабжения. Заключается он в том, что на поверхности трубы закрепляется специальный греющий кабель мощностью 10-20 Вт, который и не дает воде остывать.

Схема устройства трубопровода с обогревом электрическим кабелем

Данный способ позволяет не заглублять трубы на большую глубину, достаточно траншеи в 40-60 см. Процесс монтажа кабеля очень прост. В продаже есть и готовые наборы, и отдельные элементы для сборки такой системы.

Рассмотрим вариант, когда кабель приобретен отдельно:

Он будет фиксировать кабель и равномерно распределять тепло по поверхности трубы.

Если труба будет прокладываться в земле, поверх утеплителя нужно закрепить гидроизоляцию, чтобы грунтовые воды не просочились к обмотке. Подробнее об этом будет рассказано в следующей главе, посвященной теплоизоляционным материалам и их применению.

Кабель может быть обычным, и в этом случае на трассу устанавливаются датчики температуры для ручного или автоматического управления режимом нагрева. При падении температуры до определенного уровня система будет включаться на обогрев, а при повышении – отключаться.

Теплоизоляция трубопроводов холодного водоснабжения с греющим кабелем и термодатчиком

Но намного удобнее использовать саморегулирующийся кабель, который сам контролирует температуру на всех участках и реагирует соответственно ей.

Конструкция саморегулирующегося кабеля

Труба медная для тепло водоснабжения с обмоткой саморегулирующимся кабелем в неотапливаемом гараже

Утепление «труба в трубе»

Самый лучший теплоизолятор – это воздух. Поэтому если поместить одну трубу в другую, тем самым оградив её от холода, идущего сверху от промерзшей земли, вода в первой так замерзать не будет.

Усилить эффект можно двумя способами:

• Используя специальные утеплители для труб холодного водоснабжения, создав из них внешнюю трубу;
• Запустив во внешнюю трубу теплый воздух. Например, из подвала или погреба. Для этого её соединяют с вентиляционной системой этих помещений, а на канал, выведенный на поверхность, устанавливают всасывающий дефлектор, усиливающий циркуляцию воздуха.

Водопровод можно проложить в вентиляционных трубах подвала

Как выполнить теплоизоляцию полипропиленовых труб

Утеплитель для труб может быть различной формы и исполнения: намотанный, приклеенный, в виде скорлупы — овальной формы и т.д. Существует широкий спектр изоляционных материалов, облицовок и вспомогательных утеплительных соединений, доступных для использования в системах горячего водоснабжения.

Список постоянно меняется по мере разработки новых синтетических материалов или способов их нанесения. Например, последним нововведением в теплотехнике является использование антифриза в качестве теплоносителя для замкнутых систем

Рассматривать какого-либо конкретного производителя утеплителей не имеет смысла, необходимо обратить внимание на типы используемых материалов

Технология и монтаж утеплителей в быту лучшие варианты

Владельцам частных домов для экономии финансовых средств на обогреве помещений нередко приходится решать, чем изолировать трубы отопления, рассматривая различные виды изоляции трубопроводов. При этом теплосети могут располагаться в любом месте индивидуального участка: внутри дома или хозяйственной пристройки, под землей или на ее поверхности.

Рис. 18 Нанесение Теплокраски

Утепление труб отопления на улице

Решая, как утеплить трубы отопления на улице своими руками, следует в первую очередь рассматривать ПЭ оболочки подходящего внутреннего диаметра с закрытыми ячейками. Они имеют поверхностную пленку различных цветов, чтобы закрыть продольный шов, используют скотч, скобы, самоклеющиеся разновидности трубок или любой клей для полиэтилена. ПЭ трубки в зависимости от удобства использования приобретают стандартной длины 2 или 10 м, работы по монтажу проводят в следующей последовательности:

• Очищают трубопровод от грязи и пыли и одевают на него ПЭ трубку необходимого размера, когда шов собираются промазывать клеем, его размещают вверху.
• Если используют не самоклеющуюся разновидность, промазывают стенки продольного разреза клеем и соединяют их до полного высыхания, затем переворачивают оболочку швом вниз.
• Аналогичным образом склеивают между собой торцы целых трубок или обрезанных участков, получая в результате работы цельную и эстетически красивую защитную оболочку.

Рис. 19 Монтаж ПХ трубок – основные этапы

Утепление труб отопления в неотапливаемом помещении

Внутри помещений для утепления трубопроводов можно использовать более дешевые в сравнении с рассмотренным выше вариантом ПЭ трубки с открытыми ячейками, также нередко применяют варианты монтажа защиты с фольгированным поверхностным слоем. Некоторые производители, к примеру Энергофлекс, реализуют вместе со своими трубками специальный клей для соединения ПЭ изделий и дополнительный инструмент в виде специального ножа для резки ПЭ оболочек и пластикового стусла для обрезания трубок прямо или под углом 45 градусов. ПЭ теплоизоляция для труб отопления в квартире или частном доме бренда Энергофлекс монтируется следующим образом:

• В трубке дополнительно прорезают выделенный продольный шов специальным ножом.
• Раздвигают шов и помещают изделие на трубу.
• Скрепляют края швов специальными пластиковыми зажимами в виде полуколец, для этого их соединяют вместе и вставляют зажимные скобы в количестве 4 – 5 штук на один погонный метр.
• Если необходимо изолировать угловой фрагмент трубопровода, поступают следующим образом:

1. В специальное стусло вставляют обрезок трубы и вырезают серединный фрагмент, а также обрезают торцы соединяемых элементов под нужным углом.
2. Склеивают между собой полученные детали, промазав их кромки специальным клеем Энергофлекс.
3. Обрезают полученный угловой элемент вдоль специальным ножом, промазывают его продольные торцы клеем и одевают детали на угол трубопровода, половинки можно обмотать скотчем на 2 – 3 часа до высыхания клея, после чего фасонный узел готов к эксплуатации.

Рис. 20 Монтаж углового элемента изоляции Энергофлекс внутри здания

Утепление труб отопления под землей

Решая, чем утеплять трубы отопления на улице при подземной укладке в бытовом хозяйстве, обычно используют жесткие оболочки или помещают мягкие пористые материалы в полимерные трубы большего диаметра. Для теплоизоляции трубопроводов пенопластовой скорлупой поступают следующим образом:

• Лежащий на поверхности трубопровод очищают от грязи и размещает на нем сегменты скорлупы соединением шип в паз с таким расчетом, чтобы верхний и нижний элемент ложились со сдвигом.
• По мере укладки фрагментов их связывают между собой скотчем, для соединения можно воспользоваться и специальным клеем для пенопласта.
• После монтажа на поверхности трубопровод помещают в траншею на заранее засыпанную подушку из песка и присыпают землей.

Рис. 21 Монтаж жестких скорлуп

При теплоизоляции отопительных трубопроводов широко используют материалы, применяемые в строительной отрасли, для удобства использования на трубопроводах их выпускают в виде цилиндрических скорлуп или полых трубок различной длины. Для изоляции наружных и внутренних трубопроводов отопления наиболее рациональный вариант – применение мягких трубок из вспененного полиэтилена, подземный трубопровод обычно изолируют жесткими скорлупами из пенопласта или пенополиуретана.

Свойства теплоизоляционного сырья

Трубная теплоизоляция выполняет защитную функцию для трубопроводов. Вспененный полиэтилен применяется для различных инженерных коммуникаций:

• магистрали отопления;
• трубопроводы холодного и горячего водоснабжения;
• канализация;
• системы кондиционирования;
• воздухоотводы в вентиляции.

Для труб отопления и горячего водоснабжения утеплитель нужен, чтобы снизить тепловые потери в теплоносителе и нивелировать тепловое расширение материала. Для холодных водопроводных труб теплоизолятор служит защитой от промерзания и конденсата на поверхности. Пенополиэтилен предохраняет канализационные каналы от замерзания и снижает уровень шума. Вентиляционные и кондиционерные трубы защищаются от наледи и конденсата.

Пенополиэтилен выполняет теплоизоляционные функции благодаря своим техническим характеристикам:

• коэффициент теплопроводности составляет 0,03-0,04 Вт/м*К;
• плотность изделий меняется у разных производителей от 25 до 40 кг/м3;
• водопоглощение – не выше 2%;

• огнестойкость класса Г2 в соответствии с ГОСТ 30244 (относится к умеренно горючему материалу);
• температура применения – от -60 до +90 градусов;
• паропроницаемость в 0,001 мг/м*ч*Па позволяет относить материал к полностью паронепроницаемому;
• минимальный срок эксплуатации – 20 лет, максимальный – 80 лет;
• прочность выражается в растяжении при разрыве до 0,3 МПа и модули упругости в динамике до 0,7 МПа;
• в зависимости от слоя утеплителя коэффициент звукопоглощения от 25 до 55%;
• устойчивость к агрессивному химическому воздействию.

Высокие изоляционные показатели демонстрируют особенности утеплителя для трубопроводов разного назначения. Низкая теплопроводность позволяет снижать толщину теплоизолятора, не меняя эффективности. Пенополиэтилен проявляет гидроизоляционные свойства, защищает металлические трубы от коррозии. Материал не гниет, имеет высокие гигиенические показатели, на поверхности не размножаются грибки и бактерии.

Недостатки теплоизолятора заключаются в горючести при температуре более 300 градусов, самовозгорании при 400 градусах. К тому же материал неустойчив к ультрафиолету.

За счет эластичности материал устойчив к деформации, но его можно повредить острыми предметами. Низкая стоимость и простота установки позволяет использовать пенополиэтилен на промышленных объектах и в частных инженерных системах.

Виды «Энергофлекса»

«Энергофлекс» используется во многих сферах, поэтому его выпускают в нескольких видах. Выбор подходящего материала зависит от функций, которые он должен будет выполнять.

• Трубки с разной длиной, толщиной и диаметром. Защищают трубопроводы от коррозии, уменьшают теплопотери в коммуникациях.
• Рулонный материал. Выпускается как с покрытием из фольги, так и без него. Чаще всего используется для системы «теплый пол».
• Самоклеящаяся лента. Изготавливается в виде рулонов. Используется для герметизации стыков, отделки воздуховодов.
• Листовой продукт. Применяется для покрытия арматуры, резервуаров, трубопроводов с большим диаметром.
• Плиты утеплителя. Некоторые модификации выпускаются с фольгированным покрытием. Ими утепляют как полы, так и коммуникационные системы.

Способы защиты трубопроводов от замерзания

Обеспечить безопасность водопроводной магистрали в загородном коттедже можно и без закапывания ее на большую глубину под землю. Для этого нужно уменьшить возможность замерзания воды, протекающей по трубам, одним из следующих способов.

Утепление водопровода

Все трубы, проходящие вне дома, обкладываются термоизоляцией. Толщина слоя зависит от места прокладки труб. Для подземных коммуникаций она меньше, чем для расположенных на улице. Но и в них требуется усиленное утепление для участков, выходящих на поверхность. Кроме того, сам материал должен быть защищен гидроизоляцией от ухудшения своих теплоизоляционных свойств при намокании.

Способы нанесения тепловой защиты на водопроводные трубы:

• укладка магистрали в короба с последующим заполнением утеплителем свободного пространства и герметизацией уложенными поверху плитами;
• обматывание труб различными теплоизоляционными материалами и нанесение верхнего слоя влагоизоляции;
• применение готовых утепляющих структур, одеваемых на водопроводные трубы – длинномерных цилиндров или сегментных блоков (скорлупы);
• нанесение на поверхность магистрали жидких теплоизоляторов, которые застывая образуют сплошной защитный слой.

Организация потоковых режимов

Можно усилить сопротивляемость водопроводной воды замерзанию, изменив условия ее протекания или состояния:

• Повышение давления. Установив возле трубопроводного насоса ресивер, добиваются увеличения напора в магистрали до 5 атм при отсутствии движения воды. В этом состоянии вода замерзает медленнее. Но такой способ требует надежности труб и соединений, способных выдержать избыточное давление.
• Создание круговой циркуляции. При движении в магистрали и замещении холодной воды более теплой замерзание труб не происходит. Но для этого потребуется замкнутый контур с прямой и обратной трубами, а также насос для прокачки при отсутствии потребления. Необязательно гонять воду все время. Достаточно включать насос на несколько минут в течение часа. Добиться этого можно установкой простейшего таймера.
• Отопление теплым воздухом. Трубопроводы небольшой длины можно заключить в кожух, между стенками которого и самой трубой пропускать воздух из дома. Воздушный контур может быть открытым или замкнутым. Движение потока создается насосом или феном. Этот способ хорош для утепления труб, проходящих под полом в подвале.

Нагрев водопроводной магистрали

Обогрев трубопроводов кабелем

Простое утепление не способно противостоять сильным морозам. Надежную защиту можно получить, только поддерживая необходимую температуру дополнительными устройствами. Эффективным способом является утепление водопровода подогревом трубы специальным кабелем. Он накладывается по всей длине магистрали и подключается к электроснабжению дома.

Способы укладки греющего кабеля:

• Продольный. Нагревательные пластины наклеиваются в одну линию на внешнюю поверхность трубы.
• Винтовой. Кабель также наматывается снаружи, но по спирали с шагом, рассчитываемым из его мощности. Чем она выше, тем реже идет намотка.
• Внутренний. Нагревающий провод располагается внутри самого трубопровода.

Утеплить от мороза водопроводную трубу над землей простой обмоткой защитным материалом невозможно. Единственный способ – организация подогрева с помощью кабеля. В его задачу не входит поддерживать высокую температуру труб и протекающей воды. Достаточно предотвратить их замерзание. Датчики, установленные вдоль магистрали, позволяют контролировать степень нагрева и включать устройство только при приближении температуры трубы к нулю.

Эта тема закрыта для публикации ответов.

https://archiludi.ru/izolacia-teplotrassy/