Теплоноситель во время движения отдает часть своего тепла металлу. Это приводит к его остыванию и нагреву трубы. Из-за этого часть тепла расходуется впустую, что приводит к повышению трат на нагрев и транспортировку. Для замедления остывания используется теплоизоляция для труб, которая уменьшает передачу тепла в окружающее пространство.
Теплоизоляторы отличаются по многим параметрам — тип изолятора, его цена, коэффициент теплоотдачи. В большинстве случаев теплоизолятор выпускается в виде рулонов, отдельных листов, а также различных полых цилиндров, которые надеваются непосредственно на тепломагистрали.
Но как именно выполняется теплоизоляция для труб отопления? Какие материалы являются самыми надежными? Как подсчитать объем или площадь теплоизолятора?
Содержание
Основные сведения о теплоизоляции
В России и во многих пост-советских странах изоляторы используются на различных инженерных системах. Основные примеры — канализационные установки, вентиляции, отопительные системы, установки водоснабжения, системы кондиционирования воздуха. Также изоляторы часто крепятся на котельных установках, где наблюдаются большие расходы тепла.
Помимо этого теплоизоляторы также получили большое распространения в некоторых специальных секторах экономики — пищевая промышленность, производство химикатов, очистка газа.
Теплоизоляция труб может применяться на различных участках — на открытом воздухе, под землей, внутри помещений. Нужно учитывать особенности температурного режима на том или ином участке. Пример: на открытом воздухе потери тепла будут значительными в зимнее время, поэтому рекомендуется использовать более прочный плотный изолятор. Тогда как внутри заводских цехов и помещений температура воздуха может быть достаточно высокой даже в зимнее время. Поэтому там можно использовать более простые тонкие изоляторы.
При выборе изолятора нужно также учитывать его физические свойства, технические особенности. Перечислим основные параметры:
- Коэффициент теплопроводности — чем меньше будет этот показатель, тем ниже будут потери тепла во время транспортировки.
- Огнестойкость — рекомендуется отдать свое предпочтение негорючим материалам, которые не воспламенятся во время транспортировки теплоносителя.
- Чувствительность к ультрафиолету — выбирать рекомендуется изоляторы с низкой чувствительности, поскольку они являются более долговечными.
- Способность сохранять форму — лучше выбирать материалы, которые не крошатся, сохраняют свою форму длительное время
- Химическая инертность — этот показатель критичен в случае нетипичного теплоносителя (газ, химикаты). А чем выше будет этот показатель, тем дольше изолятор будет сохранять свою форму, физические свойства.
На практике теплоизоляция трубопровода обычно осуществляется с помощью следующих материалов — стекловата, базальтовое волокно, натуральный или синтетический каучук, пенопласт, теплозащитная пена.
В последнее время большое распространение получили композитные материалы. Они обладают хорошими физико-химическими свойствами, их легко монтировать, а стоят они не слишком дорого.
Теплоизоляция труб отопления или канализационных
Теплоизоляция труб отопления или канализации осуществляется обычно с помощью следующих материалов:
- Базальт. Выпускается в виде цилиндров различного диаметра. Легко монтируется на любых участках (внутри помещений, в земле, на территории цеха). Обладает невысокой ценой.
- Минеральная вата. Главные плюсы — низкая теплопроводность, очень простой монтаж. Есть несколько минусов — небольшой срок годности, плохо сохраняет форму. Существуют минеральные ваты со специальной пропиткой, которая повышает химическую инертность материала, защищает поверхность от коррозии.
- Пенополистирол. Отличный вариант для холодных или канализационных установок, хотя при необходимости можно установить на любые теплотрассы. Выпускаются в виде скорлупы — это заметно облегчает доставку, монтаж, что удобно как для техников, так и для простых людей.
- Пастообразная краска. Хорошие технические свойства, простое нанесение, может использоваться также для создания антикоррозийной защиты. Может использоваться для установок с любым уровнем нагрузки, температуры. Главный минус — достаточно высокий расход в случае крупных протяженных коммуникаций.
Монтаж
Способ монтажа зависит от материала.
Базальт, минеральная вата прикрепляются с помощью специального клея, который обеспечивает сцепление материала с металлом. Дополнительно базальт или минеральная вата могут покрываться толстым слоем скотча — это делает конструкцию более крепкой.
Пенополистирол монтируется по-другому: две половинки скорлупы крепятся с небольшим перехлестом, а потом с помощью промышленного скотча изолятор прикрепляется к металлу.
Пастообразная краска наносится непосредственно на трубную конструкцию с помощью распрыскивателя или кисточек. Краска обычно укладывается в несколько слоев, а каждый новый слой наносится после полного высыхания предыдущего.
Теплоизоляция паровых труб
Теплоизоляция паровых труб длительное время осуществлялась с помощью минеральной или стеклянной ваты. Это логично — подобные материалы обладают неплохими эксплуатационными характеристиками, а стоят они очень дешево.
Монтаж также осуществляется просто — с помощью клея вата приклеивается к трубе; для дополнительной прочности может применяться также обмотка толстым скотчем. Однако за последние 20-30 лет появились альтернативные материалы, которые также получили большое распространение:
- Жидкие изоляторы. Дешево стоят, просто наносятся на трубные конструкции. Процесс монтажа выглядит так — смесь наносится на трубу по всей ее поверхности, после застывания краски-изолятора наносится новый слой. Чем выше температура теплоносителя, тем больше слоев нужно сделать.
- Фольгированная негорючая изоляция. Основные плюсы — большой срок годности, высокое качество изоляции. Представляет собой листы изолятора, который сверху покрывается слоем фольги для дополнительной защиты. Монтируется материал так: сверху поверхность трубы устилается фольгой-изолятором — края фольги подворачиваются, скрепляются друг с другом с помощью кнопок, штырей или скоб. В конце необходимо нанести гидроизолятор, чтобы избежать появления ржавчины на фольге.
Современные универсальные теплоизоляторы
Сегодня в продаже также имеются универсальные теплоизоляторы, которые подходят для защиты труб всех типов (канализационных, паровых, водяных). Пример подобного изолятора — полиуретановый герметик. У него множество плюсов — высокая степень защиты, большой срок годности, защита от коррозии, устойчивость к воздействию химикатов. Главный минус — неудобный монтаж:
- В техническом смысле полиуретановый герметик представляет собой пастообразную жидкость, которая используется с защитным кожухом.
- Для создания теплоизоляции кожух аккуратно натягивается на трубу. В зазор между кожухом и трубной конструкцией заливается полиуретановая жидкая пена. В конце к пене добавляется специальный компонент, который приводит к разбуханию пены, что создает толстый слой изолятора.
- Перед проведением монтажа необходимо очень точно провести расчеты, чтобы кожух не оказался больше или меньше основной трубы. Также нужно правильно подсчитать объем пены — если ее окажется слишком много, то защитный кожух может треснуть и надломиться. В случае недостатка пены качество теплоизоляции будет низким.
Также популярны защитные ленты на основе вспененного каучука. Монтаж выглядит так: с поверхности ленты удаляется тонкая пленка, а потом лента прикрепляется к поверхности трубной конструкции. Обратите внимание, что на поверхности ленты имеется тонкий слой клея, поэтому материал не требует установки с помощью креплений.
Подсчет объема и площади теплоизолятора
Чтобы сделать теплоизоляцию, необходимо правильно подсчитать нужное количество изолятора. Для этого используется два показателя — объем или площадь.
Первый показатель используется для подсчета плоских листов (полистирол, фольга в виде плит).
Второй показатель нужно применять в случаях, когда речь идет о материалах, которые упакованы в цилиндры (вата, базальт).
Для подсчета объема и площади используются две формулы. Для площади: S = 3,14 x (A + B) x B x C. Объема: V = 3,14 x (A + 2B) x C. Расшифровка:
- A — диаметр трубы, на которую будет крепиться теплоизолятор.
- B — толщина изолятора, который монтируется на трубную конструкцию.
- C — общая длина трубной конструкции, которая будет покрываться изолирующим материалом.
Обратите внимание, что подобные формулы используются исключительно для подсчета листовых или цилиндрических изоляторов. Если же Вы планируете создавать изоляцию с помощью других материалов (краски, жидкости, полиуретан, каучук), то подсчеты проводятся по-другому. Пример: расход краски-изолятора часто указывается на самой банке.
Примеры
- Вы хотите купить плоский лист теплоизолятора. Ваша труба имеет диаметр 10 см, а ее длина составляет 20 метров. Вам приглянулся материал, толщина которого составляет 5 см. Сколько нужно изолятора, чтобы покрыть такую трубу? Нам нужно определить площадь покрытия по формуле S. Переведем диаметр и толщину в метры. 10 см = 0,1 м, 5 см = 0,05 м. Подставим в формулу: S = 3,14 x (A + B) x B x C = 3,14 x (0,1 + 0,05) x 0,05 x 20 = 0,471 кв. м.
- Вам нужно приобрести материал цилиндрической формы. У Вам имеется труба диаметром 20 см; ее длина — 25 метров. Вы выбрали материал, толщина которого составляет 10 см. Сколько нужно купить такого материала? В данном случае будет использоваться вторая формула V. Выполним перевод в другие системы измерения. 20 см = 0,2 м, 10 см = 0,1 м. Подставим в формулу: V = 3,14 x (A + 2B) x C = 3,14 x (0,2 + 2 x 0,1) x 25 = 31,4 куб. м.
Заключение
Чтобы минимизировать количество потерь, понадобится теплоизоляция для труб. Основные примеры теплоизоляторов — базальт, минеральная вата, пенополистирол, защитная краска, каучук, полиуретан. Каждый из материалов имеет свои технические особенности.
Подбирать материал-изолятор нужно в зависимости от многих параметров — способ эксплуатации трубы, формат ее размещения, тепловой режим и так далее. Примерно подсчитать объем материала можно с помощью двух специальных формул.
Используемая литература и источники:
- Аблесимов Н. Е., Земцов А. Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. — Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010.
- Теплоизоляция — статья на Википедии
- Любартович С. А., Морозов Ю. Л., Третьяков О. Б. Реакционное формование полиуретанов. М.: Химия, 1990.
