Тепловая изоляция для трубопроводов: нормы, расчеты, виды

Для чего нужна тепловая изоляция для трубопроводов

Рециркуляция горячего водоснабжения — оборудование, поддерживающее постоянный проток в узле ГВС. Благодаря этой конструкции температура горячей воды точно регулируется и не зависит от режима работы нагревательного прибора. 

Рециркуляция особенно удобна в удаленных от коммуникаций домах, так как горячая вода, поступая по каналам длительное время, теряет тепло. В итоге ее требуется больше, а такие расходы не оправданы. Часто в загородных объектах техническое помещение водоподготовки значительно удалено от обитаемой зоны, к которой нужно протягивать длинный водопровод с теплопотерями.

Узлы рециркуляции почти всегда размещаются ближе к водозаборам, в системы, где температура воды повышается: в накопительных нагревателях, вторых контурах котла или бойлерах косвенного нагрева.

Рециркуляция, конечно, требует дополнительных энергозатрат, но слухи о них преувеличены. В сезон отопления тепло остается внутри здания и повышает температуру воздуха, а это уже не бесцельные траты. Летом же систему можно отключить. 

Виды теплоизоляции

Конструкция рециркуляции представляет собой водопроводный контур из двух каналов, замкнутых в петлю, нуждающуюся в теплоизоляции. Лучшим вариантом обустройства системы считаются полиэтиленовые трубы (PEX) с надвижными пресс-фитингами, такие как STOUT PEX-a.

Они намного дешевле моделей из полипропилена и металлопластика, а служат значительно дольше. Их монтаж требует дорогостоящего оборудования, но при необходимости можно обойтись арендованными ручными инструментами для опрессовки.

Виды утеплителя:

1. Минераловатный. Стоек к критическим температурам. У некоторых производителей заявлен температурный диапазон от -200 до +650 градусов. Подобная изоляция неустойчива к высокой влажности и неудобна в монтаже.

2. Вспененный полиэтилен. Недорогой трубный материал серого цвета, востребованный в коттеджном и многоэтажном строительстве. Имеет не самые высокие теплоизоляционные параметры, плохо переносит влажность и минусовые температуры. 

3. Вспененный каучук. Доступен по стоимости, влагоустойчив и прост в монтаже. Часто используется в системах кондиционирования и холодного водоснабжения.

Тепловые изоляции разнятся не только по материалу, но и по форме. Изделия в матах удобны для утепления крупных водопроводов, канализаций и систем, проводящих воздух. Предлагаются также фольгированные и ПВХ-покрытия. Они долго служат, защищены от механических повреждений, УФ-лучей и имеют привлекательный внешний вид.

Изоляции для трубопроводов могут иметь клеевой слой, который значительно упрощает монтажные работы. Плотное прилегание такого материала к поверхности уменьшает потери тепла. Кроме того, рынок предлагает утеплители из пенопласта и пенополиуретана, а также напыляемые тепловые полотна.

Требование к теплоизолирующим материалам 

По строительным нормам утеплитель требуется любым системам отопления, независимо от параметров теплоносителя и типа прокладки трубопроводов. Для максимальной экономии энергии защита полагается запорной арматуре, люкам колодцев и камер, а также соединительным элементам.

Обязательные слои в термоизоляции:

1. Утеплительный.

2. Пароизоляционный.

3. Защитный. Из металла, плотного полимера или нетканого полотна.

4. Элементы крепления.

В некоторых ситуациях предполагается армирование, предотвращающее деформацию устройств и смятие мягких слоев.

Требования к характеристикам:

1. Тепловая стойкость. Изоляция трубопровода должна выдерживать высокие температуры (+700 градусов в промышленности и +105 в бытовых условиях) без выделения токсичных веществ.

2. Химическая устойчивость. Изделия не могут вступать в реакцию с органическими веществами.

3. Низкая теплопроводность.

4. Гидрофобность. Защитный слой должен отталкивать воду, чтобы не возникла коррозия, разрушающая трубопровод, и не повысились потери тепла.

5. Паропроницаемость. Способность утеплителя к быстрому просыханию при намокании поверхности канала.

6. Воздухопроницаемость. Параметр, исключающий попадание в материал пыли.

7. Долгий срок службы.

Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов

Толщина защитного слоя высчитывается с учетом стоимости материала, эксплуатационных расходов, энергетических затрат и климатических условий в конкретном регионе. На практике расчет выполняется по инженерным методикам, в которых уделяется внимание термическому сопротивлению тепловой изоляции, параметрам термоустойчивости стен канала и грунта в процессе эксплуатации, а также сопротивлению теплоотдаче на границе утеплителя и стен канала.

Термическая стойкость грунта высчитывается по формуле Форхгеймера, в нее входит диаметр трубопровода и глубина его залегания. Для расчета оптимальной толщины слоя изоляции и норм плотности теплового потока разработана специальная компьютерная программа, которой можно воспользоваться на сайте компании STOUT.

Калькулятор позволяет сделать расчет объема тепловой изоляции трубопровода по наружной поверхности конструкции. Программа выдает конечный результат необходимого объема материалов в квадратных и кубических метрах.

Пример расчета тепловой изоляции трубопровода

Расчет необходимой толщины и плотности материала нужен, чтобы определиться с подходящим утеплителем. Это необходимо, чтобы уменьшить потери энергии, снизить температуру трубопровода и добиться безопасности эксплуатации. 

Основные факторы:

1. Температура поверхности, которую нужно утеплить.

2. Перепады температуры в окружающей среде.

3. Допустимые нагрузки на трубопровод.

4. Механические воздействия (вибрации и пр.)

5. Предполагаемые нагрузки непосредственно на оборудование.

6. Воздействие грунта и транспортных средств сверху.

7. Коэффициент теплопроводности утеплителя.

8. Стойкость материала к деформациям.

9. Изоляция трубопровода минеральной ватой.

10. Пример расчета толщины утеплителя для оборудования.

Например, если рассчитывать теплоизоляцию для отопительного устройства:

1. по наружному диаметру — 0,6 м;

2. коэффициенту теплопроводности материала — 0, 11 Вт/(м К);

3. внутреннему — 0, 594;

4. температуре наружной стенки — 725 К;

5. наружной поверхности утеплителя – 333 К.

При расчете получается толщина — не менее 0, 1 м.

Высчитывание производится по несложной формуле Ои = 3,14 × (Д + Т) × Т Т — толщина теплоизоляционного слоя;

Д — наружный диаметр;

Т — толщина слоя;

Ои — объем теплоизоляции.

Тепловая изоляция трубопроводов нормы, СНИП

В суровых условиях нашего климата трубопроводные системы и каналы отопления нуждаются в хорошей защите от промерзания, коррозии и плохой погоды. Поэтому все магистрали подлежат изолированию в температурном режиме от -45 до + 60 градусов.

Конструкции тепловой изоляции регламентируются строительными нормами и правилами (СНиП) 2.04.14-88.

Рынок предлагает широкий ассортимент утеплителей. Актуально использование битума с арматурой, стеклотканью или стеклохолстом.

Требования к изделиям:

1. Энергоэффективность. Оптимальное соотношение между ценой материала и стоимостью потерь тепла в течение всего срока эксплуатации.

2. Долговечность и надежность. Утеплители должны выдерживать перепады температуры, химические и механические воздействия без потерь товарных качеств.

3. Безопасность для среды и людей.

Конструкция тепловой изоляции трубопроводов

Современные нормы проектирования предполагают многослойное оборудование трубопроводных систем. Часто для теплоизоляции используется технология «двойная труба». По этой схеме монтируется теплозащитный кожух, и все элементы превращаются в единую конструкцию. Поверхностью становится металлическая или полимерная труба.

Слои теплоизоляции производятся из ППУ по заливному методу. Расплавленная масса вводится в специальный опалубок. Защитный кожух изготавливается из оцинкованной стали или полиэтилена. Первый материал подходит для открытого пространства, а второй для грунта на глубине.

При создании такого защитного корпуса в утеплитель на основе пенополиуретана помещаются медные проводники для дистанционного контроля состояния систем и целостности слоя теплоизоляции.

Если изделия поступают на место в собранном виде, то их просто сваривают. Для сборки теплозащитного контура используются термоусадочные манжеты или накладные муфты с минеральной ватой и слоем фольги.

Поделиться: