Теплоизоляция для труб — подсчет объема и площади теплоизолятора

Теплоизоляция подземного трубопровода бесканальной прокладки

Теплогидроизоляция – теплоизоляционная система, защищающая подземные трубопроводы от коррозии.

Антикоррозионные материалы, применяемые при изоляции подземных трубопроводов бесканальной прокладки (типа FRUCS, БИУРС и т.п.), не могут применяться при температуре на поверхности трубы выше + 60 °С. При этом, на различных промышленных объектах имеются подземные трубопроводы с большей рабочей температурой.

Приведенная на рисунке теплоизоляционная конструкция может быть также использована в качестве теплогидроизоляции, способной заменить традиционные антикоррозионные покрытия.

Применение такой системы особенно актуально в районах вечной мерзлоты, где, кроме антикоррозионной защиты, необходимо учитывать вероятность расхолаживания грунта.

Также вы можете найти узнать о монтажных материалах на нашем сайте.

Утепление трубопровода

Делая водоснабжение частного дома из колодца и скважины трубопровод можно заложить на совсем небольшой глубине — 40-50 см  — этого вполне достаточно. Только укладывать трубы в такую неглубокую траншею нужно утепленными. Если хотите сделать все основательно, то дно и бока траншеи выкладываете каким-либо строительным материалом — кирпичом или строительными блоками. Сверху все прикрывается плитами.

Пример укладки труб выше глубины промерзания в подготовленной канаве. Утепление водопровода проводится специальным утеплителем, с подходящим внутренним диаметром

При желании можно засыпать грунт и посадить однолетники — при необходимости грунт легко снять и свободный доступ к трубопроводу обеспечен.

Утеплитель для водопроводных труб

Использовать можно два типа утеплителей:

• специальные энергосберегающие оболочки, сформованные в виде труб, их еще называют «скорлупа для труб»;
• рулонный материал — обычный утеплитель в виде рулонов, который используют для стен, кровли и т.п.

Теплоизоляцию для труб в виде скорлупы делают из следующих материалов:

Утепление труб водоснабжения в частном доме делают с использованием теплоизоляции

У минеральной ваты — стекловаты и каменных ват — есть один существенный недостаток: они гигроскопичны. Впитывая воду они теряют большую часть своих теплоизолирующих свойств. После высыхания они восстанавливаются лишь частично. И еще очень неприятный момент, если мокрая минеральная вата замерзает, она после размерзания превращается в труху. Чтобы этого не произошло, эти материалы требуют тщательной гидроизоляции. Если вы не можете гарантировать отсутствие влаги, лучше используйте другой материал.

Как сделать системы капельного орошения для теплиц и огородов своими руками написано тут. О производителях готовых комплектов для капельного полива статья тут.

Программа расчета теплоизоляции

Расчетная программа K-PROJECT предназначена для проектирования инженерных систем различного назначения с использованием в конструкции технической изоляции «K-FLEX», покрывных защитных материалов и комплектующих, основываясь на требованиях, содержащихся в нормах технологического проектирования и других нормативных докуметах:

• СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»;
• ГЭСН-2001 Сборник №26 «Теплоизоляционные работы»;
• СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Актуализированная редакция СНиП 23-01-99;
• СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

  Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003;

• ТР 12324 — ТИ.2008 «Изделия теплоизоляционные из каучука «K-FLEX» в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Программа выполняет следующие типы расчетов:

1. Для трубопроводов:

• Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
• Расчет изменение температуры теплоносителя при заданной толщине изоляции;
• Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
• Расчет времени замерзания теплоносителя при заданной толщине изоляции;

• Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

2. Для плоских поверхностей:

• Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
• Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
• Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции и другие.

Результаты расчетной программы K-PROJECT могут быть использованы при проектировании конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов

промышленных предприятий, а также объектов ЖКХ, включая:

• технологические трубопроводы с положительными и отрицательными температурами всех отраслей промышленности;
• трубопроводы тепловых сетей при надземной (на открытом воздухе, подвалах, помещениях) и подземной (в каналах, тоннелях) прокладках;
• трубопроводы систем отопления, горячего и холодного водоснабжения в жилищном и гражданском строительстве, а также на промышленных предприятиях;
• низкотемпературные трубопроводы и оборудование холодильных установок;
• воздуховоды и оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
• газопроводы; нефтепроводы, трубопроводы с нефтепродуктами;
• технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, и др. отраслей промышленности резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения и пожаротушения;
• резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, мазута, химических веществ и т.д.

В программе реализован модуль расчета коэффициента теплоотдачи в зависимости от температур теплоносителя и окружающей среды, типа покровного слоя и ориентации трубопровода, позволяющий учитывать эти факторы при расчете теплотехнических характеристик.

В обновленной версии программы K-PROJECT 2.0 реализована возможность составлять рабочую документацию согласно ГОСТ 21.405-93 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»:

• техномонтажная ведомость;
• спецификация оборудования.

При формировании техномонтажной ведомости и спецификации, программа подбирает требуемые типоразмеры теплоизоляционных материалов K-FLEX, рассчитывает необходимое количество покровных материалов и аксессуаров K-FLEX для планируемого монтажа.

Пенополиэтилен

Пенополиэтилен имеет более низкую стоимость и меньшую область применения. Его нельзя использовать для изоляции так называемых «холодных объектов», так как он имеет низкое сопротивление проникновению водяного пара. Этот вид термоизоляции не позволяет добиться полной герметичности термоизоляционного слоя, что приводит к потерям тепла. Как недостаток отмечают и плохое склеивание швов.

Чтобы избежать указанных недостатков, надо использовать теплоизоляционные трубы из полиэтилена. Вместе с листовыми материалами они обеспечивают надежную теплоизоляцию любых трубопроводов. Такие трубы просты в эксплуатации и при монтаже, имеют невысокую цену. Использовать полиэтиленовые трубы можно как на новых, так и уже на действующих системах. Благодаря наличию специальной защелки, их легко демонтировать, что удобно при проведении ремонта.

При монтаже изоляцию разрезают по технологическому шву, а затем склеивают. При этом необходимо сделать небольшой натяг, для того чтобы компенсировать усадку полиэтилена. Такая изоляция легко устанавливается на колена и дуги, длина трубы составляет 2 метра.

Теплоизоляция трубопроводов позволяет сберегать тепло, и экономический эффект вы получаете уже в начале эксплуатации системы.

Материалы: оптимальные варианты для трубопроводов

Тепловая изоляция применяется для всех видов трубопроводов, независимо от температуры теплоносителя. Как правило, она состоит из следующих компонентов:

• Основной слой теплоизоляции. Он защищает изолируемую трубу от потерь тепла.
• Наружное покрытие. Она защищает теплоизоляционный слой от увлажнения, механических повреждений, воздействия агрессивных сред. От наружной защиты требуется особая прочность и сохранение целостности при эксплуатации.
• Крепления. Удерживают материалы в правильном положении.

Для обустройства изоляции используют материалы нескольких видов. Они отличаются способом нанесения на поверхность и толщиной получаемого слоя, но должны обладать следующими качествами:

• Не относиться к классу горючих веществ.
• Не быть агрессивными по отношению к металлическим элементам системы.

По сфере применения различают следующие типы утеплителей:

• Для элементов производственных линий.
• Для канализационных, сточных и дренажных труб.
• Для вентканалов и систем кондиционирования.
• Для подземных трубопроводов с горячей и холодной водой.

Расчет тепловой изоляции трубопроводов в калькуляторах выполняется на основе другой классификации утеплителей – их формы. По этому параметру выделяют напыляемые, плитные, рулонные материалы и утеплители в виде цилиндров. В частном строительстве распространены следующие виды теплоизоляции:

• Минеральная вата и маты из минваты со стеклотканью (прошивные).
• Плиты из минваты невысокой плотности на синтетических связующих.
• Плиты совелитовые (асбестоцементные).
• Плиты повышенной жесткости.

Также применяют фольгированные покрытия, полимерные пленки, стекловату различной толщины, штукатурные покрытия, стеклопластик (для гидроизоляции). Отдельный класс составляют полимерно-битумные составы, прочные и экономичные, реже используется жидкий пенополиуретан.

Утепление трубы дымохода Источник oboiman.ru

Требования к напыляемым поверхностям

Перед тем как начать работы по напылению теплоизоляции из ППУ на трубопровод, поверхность нужно подготовить. Это повлияет на качество напыляемого слоя, поможет увеличить адгезию к поверхности. Поверхность должна отвечать требованиям СНиП 3.04 01-87. Зимой ППУ тоже можно напылять, но необходимо использовать системы напыления с пометкой «Зимний». Например, СКН-30/141-Г3 (зимний), СКН-40/141-Г3 (зимний), СКН-60/141-Г3 (зимний).

ППУ можно наносить на рубероид, шифер, металл без их демонтажа, но после подготовки поверхности к напылению:

1. Трубопровод очистить от пыли, грязи, масел.
2. Удалить коррозийные участки.
3. Проверить поверхность на однородность, не должно быть отслаивающихся и сломанных частей.
4. Обеспечить температуру воздуха и поверхности в рабочей зоне не менее +10 °С при работе с летними системами и -10 °С при работе с зимними системами напыления.
5. Проверить влажность поверхности. Она должна быть сухой.

Программа расчета теплоизоляции

Расчетная программа K-PROJECT предназначена для проектирования инженерных систем различного назначения с использованием в конструкции технической изоляции «K-FLEX», покрывных защитных материалов и комплектующих, основываясь на требованиях, содержащихся в нормах технологического проектирования и других нормативных докуметах:

• СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»;
• ГЭСН-2001 Сборник №26 «Теплоизоляционные работы»;
• СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Актуализированная редакция СНиП 23-01-99;
• СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

  Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003;

• ТР 12324 — ТИ.2008 «Изделия теплоизоляционные из каучука «K-FLEX» в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Программа выполняет следующие типы расчетов:

1. Для трубопроводов:

• Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
• Расчет изменение температуры теплоносителя при заданной толщине изоляции;
• Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
• Расчет времени замерзания теплоносителя при заданной толщине изоляции;

• Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

2. Для плоских поверхностей:

• Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
• Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
• Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции и другие.

Результаты расчетной программы K-PROJECT могут быть использованы при проектировании конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов

промышленных предприятий, а также объектов ЖКХ, включая:

• технологические трубопроводы с положительными и отрицательными температурами всех отраслей промышленности;
• трубопроводы тепловых сетей при надземной (на открытом воздухе, подвалах, помещениях) и подземной (в каналах, тоннелях) прокладках;
• трубопроводы систем отопления, горячего и холодного водоснабжения в жилищном и гражданском строительстве, а также на промышленных предприятиях;
• низкотемпературные трубопроводы и оборудование холодильных установок;
• воздуховоды и оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
• газопроводы; нефтепроводы, трубопроводы с нефтепродуктами;
• технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, и др. отраслей промышленности резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения и пожаротушения;
• резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, мазута, химических веществ и т.д.

В программе реализован модуль расчета коэффициента теплоотдачи в зависимости от температур теплоносителя и окружающей среды, типа покровного слоя и ориентации трубопровода, позволяющий учитывать эти факторы при расчете теплотехнических характеристик.

В обновленной версии программы K-PROJECT 2.0 реализована возможность составлять рабочую документацию согласно ГОСТ 21.405-93 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»:

• техномонтажная ведомость;
• спецификация оборудования.

При формировании техномонтажной ведомости и спецификации, программа подбирает требуемые типоразмеры теплоизоляционных материалов K-FLEX, рассчитывает необходимое количество покровных материалов и аксессуаров K-FLEX для планируемого монтажа.

Универсальные теплоизоляторы

Современные производители регулярно совершенствуют используемые технологии, благодаря чему на рынке появились материалы, которые одинаково подходят как для изоляции водяных труб, так и для защиты паровых и канализационных магистралей. Одним из таких универсальных решений является полиуретановый герметик. Он имеет увеличенный срок службы, хорошо защищает металл от коррозии, не боится воздействия химикатов, но довольно неудобен в монтаже. Этот материал требует натягивания на трубу специального кожуха. Между ним и поверхностью магистрали заливается пенополиуретановая пена, которая после добавления определенного компонента, начинает расширяться. Если габариты кожуха рассчитаны неточно, то возникает риск появления трещин и надломов под давлением ППУ или снижения теплоизоляционных свойств из-за недостаточно плотного заполнения пространства между ним и поверхностью трубопровода.

Изоляция и СНиПы

СНиПы – это разновидности нормативных документов. В производстве они получили достаточно широкое распространение. Благодаря использованию СНиПов есть возможность выполнить теплоизоляцию по всем нормам относительно плотности. Учитывается и такой показатель, как коэффициент теплопроводности для различных типов.

Например, отдельные требования СНиП предъявляют к поверхностям, которые имеют температуру не больше 12 градусов. В данном случае обязательным требованием становится наличие пароизоляционного слоя.

Расчёт проводится по специальной процедуре с поверхностями, у которых нет определённого температурного режима. И которые слишком быстро меняют технические характеристики.

Варианты теплоизоляции

При транспортировке по коммуникациям холодной жидкости необходимо обеспечить их дополнительную защиту. Даже использование трубной теплоизоляции примитивного вида позволяет исключить ситуацию образования конденсата. В результате магистраль полностью защищается от коррозионных процессов и исключается риск ее промерзания. Трубы, которые имеют надежную защиту, разрушаются гораздо меньше при смене давления, возникающего в трубопроводе, при этом использование теплоизоляции позволяет снизить шум от движения в трубопроводе рабочей среды.

Вспененный утеплитель. Особенность этого теплоизоляционного материала заключается в том, что в своей структуре он имеет лёгкие пузырьки воздуха. В результате обеспечивается хорошая теплоизоляция. Производители предлагают данную продукцию в виде трубок и чехлов, которые удобны в использовании. При применении они легко охватывают трубы вне зависимости от диаметра. Для изготовления этого теплоизоляционного материала компании используют самое разнообразное сырьё. Чаще всего применяется каучук, полиуретан или полистирол. Надевать на участок трубопровода такую изоляцию довольно просто, поскольку она имеет готовый продольный разрез.

Минеральная вата и стекловолокно. Этот тип изоляции производители выпускают различных видов, и каждый имеет свое применение. Для решения задачи утепления труб лучше всего использовать цилиндрическую теплоизоляцию из базальтовой ваты, которая наиболее удобна. При всех плюсах, которые имеет этот материал, у него есть существенный недостаток, заключающийся в его высокой стоимости. При теплоизоляции труб с использованием минеральной ваты технология требует дополнительной обмотки листовым материалом и обвязки шнуром или строительным скотчем.

Стекловата и изоляция на основе стекловолокна также может использоваться для утепления труб. Основным компонентом для изготовления этого материала выступает кварцевый песок. При проведении работ необходимо обеспечить надежную защиту кожи рук и лица. Этот материал применяют главным образом для сохранения тепла в очень горячих трубах по причине небольшой эффективности материала.

Базальтовая вата является довольно популярным материалом, который изготавливают на основе минерального сырья. Поэтому довольно часто его именуют «Минвата». Для этого утеплителя на основе базальта характерна широкая сфера применения. Его активно используют в строительстве, поскольку он с положительной стороны зарекомендовал себя при решении задач по изоляции труб с горячей средой. Например, его часто используют для изоляции дымоходов, которые имеют внутреннюю температуру до + 650 С. Однако при перегреве этот материал не наносит никакого вреда здоровью человека, поскольку сам утеплитель является нетоксичным.

Фольгированный утеплитель. Его характерной особенностью является наличие светоотражающего слоя, благодаря которому происходит снижение теплоотдачи. Обработка труб с использованием этого материала не имеет сложных моментов и какой-либо особой специфики, поэтому даже человек, впервые занимающийся вопросами теплоизоляции, может легко выполнить её на довольно качественном уровне.

Пенопласт, экструзионный пенополистирол. Эти материалы являются родственными, и их использование связано с утеплением труб ГВС и при подземной укладке

Такой вариант их использования обусловлен наличием у этих утеплителей такого важного качества, как водонепроницаемость. Отметим, что только частично это свойство присуще для пенопласта. По этой причине чаще всего его используют для утепления надземных коммуникаций и в качестве материала для промежуточного соединения разветвлений теплотрасс

Современные производители выпускают этот утеплитель для труб полуцилиндрический формы, что является очень удобным решением для обхвата трубы, которая нуждается в теплоизоляции

По этой причине чаще всего его используют для утепления надземных коммуникаций и в качестве материала для промежуточного соединения разветвлений теплотрасс. Современные производители выпускают этот утеплитель для труб полуцилиндрический формы, что является очень удобным решением для обхвата трубы, которая нуждается в теплоизоляции.

Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

Формула расчета теплоизоляции труб.

ln B = 2πλ [K(tт — tо) / qL — Rн]

В этой формуле:

• λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
• K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
• tт — температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
• tо — температура наружного воздуха, ⁰C;
• qL — величина теплового потока, Вт/м2;
• Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

Таблица 1

Условия прокладки трубы	Значение коэффициента К
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода до 150 мм.	1.2
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода 150 мм и более.	1.15
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на подвесных опорах.	1.05
Неметаллические трубопроводы, проложенные на подвесных или скользящих опорах.	1.7
Бесканальный способ прокладки.	1.15

Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

Таблица 2

Rн,(м2 ⁰C) /Вт	DN32	DN40	DN50	DN100	DN125	DN150	DN200	DN250	DN300	DN350	DN400	DN500	DN600	DN700
tт = 100 ⁰C	0.12	0.10	0.09	0.07	0.05	0.05	0.04	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.017	0.015
tт = 300 ⁰C	0.09	0.07	0.06	0.05	0.04	0.04	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02	0.02	0.015	0.013
tт = 500 ⁰C	0.07	0.05	0.04	0.04	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02	0.02	0.016	0.014	0.012

Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

Показатель В следует рассчитывать отдельно:

Таблица тепловых потерь при разной толщине труби и теплоизоляции.

B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

• dиз — наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
• dтр — наружный диаметр защищаемой трубы, м;
• δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м.

Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

δ = [K(tт — tо) / qF — Rн]

В этой формуле:

• δ — толщина теплоизоляционной конструкции, м;
• qF — величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
• остальные параметры — как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

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.