Компенсація теплового розширення труб

О. Єрьомін

В інженерних системах з використанням труб із пластмас існує проблема теплового розширення. Усі трубопроводи при нагріванні видовжуються, а при охолодженні скорочуються, такі фізичні властивості слід обов’язково брати до уваги для трубопроводів гарячої води, циркуляції гарячої води та опалення. Проблему термічного видовження вирішують за допомогою компенсатора, він гарантує зворотний хід як при видовженні, так іпри скороченні трубопроводу

Розрахунок подовження

Теплове лінійне подовження Δl (в мм) обчислюється з використанням такого рівняння:

Δl = α • I • Δt,

Де α – коефіцієнт лінійного подовження труби;
l – початкова довжина труби (м);
Δt – різниця температур (K) при монтажі та максимальної робочої температури системи.

Наприклад, коефіцієнт лінійного подовження універсальної труби із зшитого поліетилену (PE-Xc/Al/PE-RT) TECEflex (виробництва німецької компанії TECE) становить 0,026мм/(м·К). Трубопровід з таких труб довжиною 12м монтується при температурі 5°C. Тоді як максимальна можлива температура для роботи системи, в якій застосовуються труби, становить 55°С.

Отже, за умови таких вихідних даних (l = 12 м, Δt =55 K – 5 K = 50 K, α = 0,026мм/м·К) лінійне подовження становить:

Δl = 0,026мм/(м·К) • 12 м • 50 K = 15,6мм.

Альтернативним способом теплове лінійне подовження можна обчислити за діаграмами, які наводять виробники (рис. 1).

Рис. 1. Приклад діаграми для визначення теплового лінійного подовження універсальної багатошарової труби TECEflex

Саме на визначене значення буде видовжуватись труба, а отже його потрібно буде компенсувати. Зробити це можна за рахунок, наприклад, U-подібного вигину, довжину якого можна також визначити за діаграмою (рис. 2), або розрахувати за такою формулою:

L_BS=C∙√(ΔL∙d_s),

де:

L_BS – довжина петлі компенсатора, мм;
С – константа (С = 35 для універсальної труби PE-Xc/Al/PE-RT, С = 12 для труб PE-Xc),
ΔL– видовження, мм;
d_s – зовнішній діаметр, мм.

Рис. 2. Діаграма для визначення довжини компенсатора

Отже, довжина компенсатора при тепловому розширенні труби 15,6мм діаметром 20мм має становити 640мм. Виконуємо компенсатор у вигляді U- подібної петлі (рис. 3).

Рис. 3. Компенсація подовження за рахунок U- подібної петлі

В окремих випадках компенсатором може служити зміна направлення трубопроводу (рис. 4).

Рис. 4. Приклад виконання компенсатора при зміні направлення труби

У випадку прихованого прокладання трубопроводів (у підлозі або в стіні) необхідно слідкувати за тим, щоб при приєднанні опалювального приладу або санітарного пристрою гарячої води завжди був проміжок, достатній для видовження труби. Наприклад, з'єднання може виконуватись у формі кривої лінії відносно приладу опалення (рис. 5).

Рис. 5. Приклад прокладання труб з урахуванням лінійного подовження

Особливості монтажу

Прокладати трубопроводи ТЕСЕ рекомендується в стяжці підлоги, в такому випадку відстань між кріпленнями не повинна перевищувати 1м. Якщо, наприклад, труби прокладають в ізоляційному шарі між бетонною плитою і стяжкою, вони повинні розташовуватись таким чином, щоб очікуване лінійне подовження компенсувалось ізоляцією або за рахунок вигинів. При прокладанні труб устінах обов’язково слід ураховувати можливе термічне розширення трубопроводів та прокладати їх в ізоляції.

Фітинги треба захищати від контакту зі стінами, гіпсом, цементом, бетонним покриттям та матеріалами, що швидко тверднуть, за допомогою ізоляції, гофрованої оболонки або захисними кожухами. Наприклад, захисний кожух ТЕСЕ для настінного кутника арт. 718017 (рис. 6). При монтажі дозволяється вигинати труби ТЕСЕ, радіус вигину не повинен бути меншим за п’ять діаметрів трубопроводу.

Рис. 6. Захисний кожух ТЕСЕ для настінного кутника