Теплоизоляция трубопроводов актуальна не только в промышленной, коммунальной сферах, но и в бытовом хозяйстве большинства индивидуальных домов и реже коммунальных квартир. В случае необходимости, все для теплоизоляции труб можно приобрести в торговой сети, а некоторые коммерческие фирмы делают ее под заказ.
Чтобы правильно и рационально применять трубную тепловую изоляцию, следует знать ее основные разновидности, физические и эксплуатационные параметры. Также важно иметь представление о том, какие материалы лучше подходят для конкретных условий эксплуатации, изучить методы монтажа трубных утеплителей.
Рис. 1 Заводские теплоизолированные трубы
Применение трубной теплоизоляции в быту
В промышленной и коммунальной сфере термоизоляция трубопроводов позволяет сэкономить энергоресурсы на подогрев воды при ее транспортировке в сети отопления и горячего водоснабжения (ГВС). В зимнее время она защищает трубопроводы не только от тепловых потерь, но и от замерзания при транспортировке холодной воды.
Поэтому многие крупные производители выпускают трубы с уже готовой теплоизоляцией и защитной наружной оболочкой.
В быту теплоизоляция для труб может быть использована в следующих случаях:
Рис. 2 Термоизоляция дымоходов
Требования к теплоизоляторам
Используемые для теплоизоляции материалы должны удовлетворять следующим условиям:
Рис. 3 Теплопроводность тепловых изоляторов в Вт/(м·°С)
Рис. 4 Физические характеристики разных марок вспененных полиэтиленов
Все для теплоизоляции труб и ее применение
Для термоизоляции трубопроводов применяют широкий ряд синтетических и натуральных материалов, выпускаемых многими отечественными и зарубежными промышленными предприятиями. Основной принцип действия подавляющего большинства теплоизоляторов заключается в том, что близкий к вакууму и в меньшей степени атмосферный воздух являются очень плохими проводниками тепла. То есть, если материал имеет в своей структуре большое количество воздушных камер, его тепловая проводимость намного меньше, чем при их отсутствии.
Рис. 5 Трубки из вспененного полиэтилена обычные и с защитной ПЭ-оболочкой
Внутри помещений
Так как материалы внутри помещений не подвергаются воздействию атмосферных осадков, то их водонепроницаемость не играет важной роли. Также из-за отсутствия давления на наружную оболочку не предъявляются какие-либо требования по их жесткости и прочности. И наконец большое значение играет экологичность, если теплоизоляторы эксплуатируются в жилых домах и квартирах. Чаще других для внутренней термоизоляции труб используют следующие виды изоляторов:
Из вспененного полиэтилена. Полиэтилен (ПЭ) относят к экологически чистым и безопасным самозатухающим материалам. Для температурной изоляции трубопроводов выпускают трубки длиной 2 м с продольной или намеченной линией для прорезания на наружные диаметры труб от 15 до 160 мм. Толщина оболочки трубок лежит в диапазоне от 6 до 25 мм.
Эксплуатационные параметры вспененного полиэтилена:
Трубную ПЭ-изоляцию выпускают широкий ряд производителей с брендами Energoflex, Изоком, Isodom. Иногда для покрытия трубопроводов используется и рулонная теплоизоляция торговых марок Пенофол, Изолон, Экофол, Изофлекс. Ее преимущества — наличие фольгированного слоя, который позволяет снизить потери от инфракрасного излучения.
Рис. 6 Все для теплоизоляции труб из вспененного каучука
Вспененный каучук. Данный теплоизолятор в виде трубок длиной 2 м с различным диаметром и толщиной стенки (аналогичны трубкам из вспененного ПЭ) выпускают под торговыми марками Energoflex и K-Flex. Основные физические и эксплуатационные характеристики вспененного каучука:
Читайте также: Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — виды, монтаж, цена
Основная область применения вспененного каучука — теплоизоляция трубопроводных коммуникаций высокотемпературного отопления.
Рис. 7 Утеплители из стекловаты и их применение
Стеклянная вата. Стекловату изготавливают из отходов производства, которые преобразуют в волокна длиной 16 — 50 мм и толщиной от 4 до 12 мкм.
Стекловата — это в основном рулонный материал, широко используемый для утепления индивидуальных домов. Некоторые производители выпускают из стекловаты и термоизоляционные оболочки для труб обычно с верхним фольгированным слоем.
При производстве стекловаты используют связывающее из вредных для здоровья формальдегидных смол, поэтому материал нельзя назвать экологически чистым. Также при укладке ваты следует соблюдать меры предосторожности (одевать защитную одежду, респиратор) — это довольно колкий материал.
Основные физико-эксплуатационные характеристики стеклянной ваты:
Стекловата — мягкий и негорючий материал, в индивидуальных домах ее используют в нежилых помещениях. В основном с ее помощью утепляют трубы канализации в подвалах и намного чаще дымоходы на чердаках. Основные производители данного типа утеплителя на отечественном рынке — фирмы Isover, Ursa, Knauf.
Рис. 8 Все для теплоизоляции труб при помощи скорлуп из базальтового волокна
Базальтовое волокно. Данный вид утеплителя изготавливают из горного базальта, преобразуя его в тонкие волокна длиной от 20 до 70 мм.
Различают минеральную вату из базальтового тонкого волокна (БТВ) с толщиной волокнистых нитей от 5 до 15 мкм, и из базальтового супертонкого волокна (БСТВ) с диаметром нитей от 1 до 3 мкм.
Базальтовая (каменная) вата является негорючим и экологически безвредным материалом, не выделяющим вредных компонентов. Утеплитель выпускают в форме плит или скорлуп для труб иногда с защитным фольгированным слоем.
Основные физико-эксплуатационные параметры базальтовой ваты:
Скорлупы из каменной ваты широко используют для термоизоляции труб дымоходов и открытых участков канализации в частных домах.
Основные производители утеплителя из каменной ваты — фирмы с брендами Rockwool, Техниколь, Knauf, меньшей известностью пользуется торговые марки Izovol, Isoroc, Изомин, Paroc.
Стоит отметить, что существует и третий вид минеральных ват – шлаковата, однако из-за ее вреда для здоровья человека и выделения кислот в процессе эксплуатации она не нашла применения в бытовой сфере.
Рис. 9 Физические параметры различных видов минеральных ват
Под стяжкой и штукатуркой
Нередко трубопроводы отопления, горячего и холодного водоснабжения прокладывают под стяжкой и в стенах. Чаще всего это трубы из полимерных материалов: сшитого и термостойкого полиэтилена, обычного, армированного стекловолокном или алюминием полипропилена, металлопластика. Из металлов для отопления используют трубы из меди и гофрированной нержавейки.
Для их термоизоляции и компенсации линейных расширений термопластиков при укладке в стены, стяжку, используют защитные оболочки из вспененного полиэтилена и каучука.
Еще один популярный вариант защиты — гофрированные полимерные трубы пешель красного и синего цветов, выпускаемые в бухтах по 50 м. В основу принципа теплоизоляции при помощи гофротруб положена малая площадь соприкосновения — даже при плотном контакте двух жестких поверхностей в промежутках выступающей наружу гофры всегда находится воздух, препятствующий тепловому обмену.
Рис. 10 Пешель и его применение
Основным материалом изготовления гофротруб пешель является полипропилен со следующими техническими характеристиками:
Так как сам полипропилен из-за отсутствия в структуре воздушных камер не является хорошим теплоизолятором, температурную защиту обеспечивает воздушная прослойка между проходящим внутри трубопроводом и гофротрубой. Также гофрированная труба пешель защищает трубопровод от конденсата, механических повреждений, сдавливания тяжелой стяжкой при монтаже (актуально для эластичных сшитого и термостойкого полиэтилена).
Пешель синего цвета обычно монтируют на линиях подачи низкотемпературного теплоносителя, он, как и красный, может изготавливаться из полиэтилена ПЭ с температурными порогами от — 55 до + 90 °С (Промрукав).
Гофротрубы пешель для металлопластиковых труб выпускают широкий ряд частных фирм (Stout, Gekon) и такие крупные производители, как Rehau, отечественная компания Промрукав.
При монтаже пешель нарезают нужной длины и заранее одевают на трубопровод.
Рис. 11 Применение теплоизоляторов с ПЭ-оболочкой
Снаружи на улице
Наружная прокладка труб в загородных индивидуальных домах или на дачах — довольно редкое явление. В этом случае дополнительные требования к теплоизолирующим материалам помимо или кроме основных (низкой теплопроводности, экологичности) — устойчивость к атмосферным осадкам и ультрафиолету.
Снаружи могут применяться любые водонепроницаемые материалы, предназначенные для эксплуатации внутри помещений, а именно вспененный полиэтилен и каучук. Для защиты их пор от напитывания влагой используют трубки с оболочкой из фольги или полиэтилена.
Такого рода утеплители выпускают компании Energoflex и Valtec. Продукция последней компании поставляется в виде трубных оболочек из вспененного ПЭ длиной до 10 м красного и синего цветов со следующими характеристиками:
Стоит отметить, что в бытовом хозяйстве не исключены варианты утепления труб, используемые при промышленной прокладке трубопроводных магистралей, к которым можно отнести следующие методы:
Рис. 12 Скорлупы из ППУ с различными типами защитных оболочек
Применение пенополиуретановой (ППУ) скорлупы. Термоизоляция для труб из пенополиуретана — лидер по своим теплоизолирующим параметрам среди всех стройматериалов, ее основные характеристики:
Пенополиуретан химически стоек, благодаря высокой жесткости и плотности выдерживает значительные нагрузки.
Стоит отметить, что пенополиуретан из-за своей самой низкой теплопроводности используют при изготовлении утепленных заводских труб. В них на внутреннюю трубу из стали помещают наружную стальную оцинкованную или полимерную оболочку, а пространство между ними заполняют ППУ-пеной.
Для защиты ППУ-изоляции от воздействия вредного ультрафиолета и атмосферных осадков скорлупу выпускают на заводах с готовыми наружными оболочками из стекловолокна, фольги (фольгоизол), пергаментной бумаги (пергамин) и рубероида. Фольга в свою очередь помимо защиты от ультрафиолета снижает тепловые потери за счет отражения инфракрасного излучения.
Рис. 13 Стальные оцинкованные кожухи и их применение
Изоляция оцинкованными кожухами. Основной недостаток ППУ теплоизоляторов — слабая устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Чтобы предотвратить материал от разложения и обеспечить защиту от вандалов, возгорания, при наружном использовании его практически всегда закрывают оцинкованными кожухами (подобный вид утепления называют ППУ-ОЦ (оцинковка)). Стоит отметить, что некоторые производители выпускают ППУ скорлупы с интегрированными оцинкованными кожухами.
Сами кожухи монтируют на теплоизолятор различными методами, соединяя их продольные пазы внахлест (зигами) и фиксируя место стыка саморезами или заклепками.
Читайте также: Отличие резьбы метрической от трубной и их параметры
Чуть реже оцинкованные кожуха используют для защиты наружного утеплителя из каменной ваты, применение которой из-за высокой водопроницаемости и влагопоглощения не столь эффективно, как ППУ.
Напыление теплоизоляционных материалов. Это в основном промышленный метод утепления трубопроводов, отличающийся высокой эффективностью благодаря хорошей адгезии вспененного вещества с наружной трубной оболочкой.
Для нанесения используют двухкомпонентные составы с наличием полиуретана, которые после перемешивания образуют обильную пену. Вспененный полиуретан наносят на трубную оболочку пульверизатором, эффективность тепловой защиты напрямую связана с толщиной покрытия.
Иногда таким методом на трубы наносят и вспененный пенополистирол ПС, однако его теплопроводность чуть выше при более низких прочностных характеристиках, поэтому данный вид тепловой защиты не слишком популярен.
Рис. 14 Покрытие трубопроводов вспененным полиуретаном
Теплокраска. Один из инновационных методов тепловой защиты наружных и внутренних трубопроводов — теплоизоляционная краска. По утверждению производителей, она представляет собой смесь микроскопических частиц стекла и перлита с гранулами из силикона, керамики, внутри которых отсутствует воздух. Все перечисленные фрагменты замешаны в жидком акриле или каучуке, что по консистенции напоминает обычную краску.
Теплокраска отличается следующими физическими свойствами:
Теплокраску наносят на трубы обычным способом — при помощи кисти или пульверизатора, при этом она не теряет своих свойств около 10 лет.
Невзирая на свои превосходные характеристики, заявленные поставщиками данной продукции, большинство экспертов склоняются к выводу, что данные по теплопроводности теплокраски значительно преувеличены. После проведения испытаний в научно-исследовательских институтах было установлено, то реальная тепловая проводимость теплокрасок всего лишь 0,07 Вт/(м·°С), что в 2 – 3 раза уступает характеристикам любого утеплителя.
Впрочем, она может быть полезна для изоляции труднодоступных мест и конструктивно сложных участков, как защита от конденсата и пользователей от ожогов при контакте с горячим трубопроводом.
Рис. 15 Использование теплокраски
Под землей
Чаще всего в бытовом хозяйстве загородных домов утепляют трубы водопровода и канализации, проходящие под землей. В этом случае самая эффективная теплоизоляция трубопроводов — помещение их в жесткую скорлупу из пенополиуретана ППУ или пенополистирола ПС (пенопласта). Последний материал благодаря своей более низкой стоимости предпочтительнее для подземной укладки. Основные технические и эксплуатационные параметры пенопласта:
Как и все синтетические материалы, пенопласт устойчив ко многим агрессивным химическим веществам, биологическому воздействию микробов, бактерий и плесени.
Помимо пенопласта, при изготовлении скорлуп используют его аналог — экструдированный пенополистирол оранжевого цвета, хорошо известный потребителю под торговыми марками Технониколь, Пеноплекс.
Большинство работников специализированных фирм, занимающихся прокладкой трубопроводов, утепляют их мягкими оболочками из вспененного полиэтилена или каучука. При погружении в землю они напитывают воду и от давления грунта уменьшают толщину стенок, что приводит к их абсолютно бесполезной и неэффективной работе.
Чтобы избежать этих отрицательных факторов, грамотно поместить мягкую трубку в жесткую оболочку, которой может быть любой трубопровод подходящего сечения, к примеру, из гладких канализационных ПВХ или НПВХ (непластифицированного поливинилхлорида) труб рыжего цвета.
Рис. 16 Ве для теплоизоляции труб при помощи скорлупы из пенопласта
Способы монтажа тепловой изоляции на трубы
Важно не только правильно подобрать утеплитель для труб, но и грамотно его смонтировать. Ошибки при монтаже могут привести к появлению мостиков холода, попаданию под оболочку влаги, нарушению герметичности, в результате которых эффективность температурной изоляции значительно снизится и даже может привести к аварийным ситуациям.
При укладке теплоизолирующих материалов используют следующие методы их монтажа:
Вспененные полиэтилен и каучук. Некоторые производители выпускают трубки из вспененного полиэтилена (каучука) длиной 2 м с клеевыми продольным разрезом и торцами, что в высокой степени упрощает их монтаж. Иногда встречаются утеплители из вспененного каучука с клеевыми внутренними стенками — в этом случае нет никаких проблем с их монтажом на трубопроводы за исключением предварительной очистки трубной оболочки от грязи.
В остальных случаях продольный шов полиэтиленовых, каучуковых трубок заклеивают скотчем, аналогичную операцию проводят и со стыками. Иногда для скрепления продольного шва использует специальные скобки.
Для утепления углов собирают фигурный отвод из фрагментов трубки, склеивая их торцы. Затем разрезают деталь вдоль, накладывают на трубы и соединяют половинки склеиванием. Для проведения подобных работ фирма Энергофлекс вместе со своей продукцией реализует специальный клей, ножницы для резки вспененного каучука и пластиковое стусло, при помощи которого детали обрезают под правильным углом.
Рис. 17 Правила монтажа вспененных каучуковых трубок K-flex
Жесткие скорлупы. Скорлупы из пенополиуретана ППУ и пенополистирола ПС, а также его экструдированные разновидности соединяют в замки со сдвигом фрагментов. Поперечные стыки деталей обязывает скотчем или склеивают.
При монтаже скорлуп на трубопроводы больших диаметров их обвязывают проволокой ими скрепляют пластиковыми, металлическими лентами. Затем сверху монтируют оцинкованный короб, который обеспечивает дополнительную фиксацию фрагментов. При таком методе монтажа утеплитель всегда можно разобрать без повреждения скорлупы в случае возникновения аварийных ситуаций.
Рис. 18 Все для теплоизоляции труб из жестких скорлуп и примеры монтажа
Скорлупа из каменной ваты. Базальтовый утеплитель для трубопроводов нередко делают с фольгированным покрытием, при монтаже фрагменты скорлупы удерживаются в замках. Для их дополнительной фиксации можно использовать скотч, различные ленты и стяжки, проволоку.
Если базальтовую скорлупу используют на улице, для защиты от осадков ее покрывают полиэтиленовой пленкой, фольгой или стекловолоконным полотном. Накрывочные материалы фиксируют скотчем, пластиковыми лентами и стяжками. В трубопроводах промышленного назначения базальтовую скорлупу закрывают кожухами из оцинкованной стали.
Стеклянная вата. Стеклянная вата довольно редко встречается в трубках, это скорее рулонный материал. Если она выполнена в виде трубного отрезка, то крепится на трубопроводах по аналогии с изделиями из вспененного полиэтилена — фиксируется скотчем в продольном и поперечном направлении, скрепками, стяжками. Традиционный метод крепления рулонной стеклянной ваты, используемый еще с советских времен — оборачивание утеплителя полотном из стекловолокна. После чего оно фиксируется проволокой в продольном направлении или современными материалами — скотчем, полимерными лентами, металлическими, пластиковыми стяжками и хомутами. Аналогично поступают и в случае, если стеклянную вату оборачивают фольгой.
Рис. 19 Варианты монтажа мягких минеральных ват
