Тепловая изоляция трубопроводов и сосудов
Тепловую изоляцию трубопроводов и сосудов холодильных установок накладывают после испытаний на прочность и плотность. Для холодных поверхностей главное — сплошной пароизоляционный слой: если влага проникнет в изоляцию, она конденсируется и замерзает, изоляция намокает и перестаёт работать. Сейчас применяют вспененный каучук и полиэтилен, пенополиуретан, для крупных аппаратов — минеральную вату с пароизоляцией.
Тепловую изоляцию накладывают после испытаний трубопроводов, сосудов и аппаратов на прочность и плотность. Выполнять изоляционные работы необходимо с особой тщательностью, так как плохо подогнанные стыки, разрывы изоляции, ее внешние повреждения не только ведут к излишним потерям холода, образованию конденсата, но и создают негативное впечатление об установке в целом. К современным изоляционным материалам заводы-изготовители как отечественные, так и зарубежные выпускают подробные инструкции по укладке, перечень рекомендованных грунтовок, красок для труб и изоляции. Трубопровод перед укладкой тепловой изоляции необходимо окрасить краской или грунтовкой в несколько слоев, применение битумного лака не допускается. Запрещен монтаж изоляции на трубопроводы заполненные рабочим веществом, так как даже сушка и нагрев трубопровода техническим феном не позволяют клею надежно закрепить изоляцию к трубопроводу. Особые требования к клею: запрещается хранить и перевозить клей при температурах ниже 10 °C, иначе он теряет свои свойства, перевозка на дальние расстояния в холодное время года должна осуществляться только в кабине водителя.
Материалы для тепловой изоляции
К современным изоляционным материалам, рекомендованным для холодильной техники, относятся материалы на основе вспененного каучука, вспененного полиэтилена, минеральной ваты, редко используют скорлупы из пенополиуретана и пенополистирола.
Минеральная вата относится к негорючим материалам (группа горючести НГ), может применяться для изоляции любых холодильных установок. Имеет самый широкий температурный диапазон применения (от минус 180 до плюс 500 °C), долговечна, но неудобна при монтаже и требует дополнительного пароизоляционного слоя. Большим недостатком минеральной ваты является то, что при попадании влаги в разрыв пароизоляционного слоя появляется промерзание изоляции, которое постепенно распространяется. Таким образом, разрыв в одном месте приводит к промерзанию всей тепловой изоляции, изоляция теряет эффективность и требует замены. Минеральной ватой очень сложно производить тепловую изоляцию фасонных частей и арматуры, герметизация многочисленных швов практически не осуществима. Кроме того, работа с минеральной ватой вредна для здоровья из-за наличия волокон и пыли, теплоизоляционные работы необходимо производить в респираторе.
Поэтому теплоизоляционные работы с минеральной ватой производят высококвалифицированные бригады рабочих. Стоимость минеральной ваты и работ высока, поэтому при всех достоинствах минеральной ваты ее применение в холодильной технике необходимо экономически или нормативно обосновать. Современная минеральная вата каширована (усилена) алюминиевой фольгой, отражающей тепловое излучение и являющейся дополнительным слоем пароизоляции и механической защиты. В маты укладывают металлическую или полимерную сетку, облегчающую монтаж. Однако, невзирая на все усовершенствования, минеральная вата остается для холодильной техники нежелательной тепловой изоляцией, с успехом применяемой лишь для изоляции крупных сосудов, ресиверов и баков.
Вспененный полиэтилен не может быть применен для тепловой изоляции аммиачных холодильных установок, так как имеет группу горючести Г2 (умеренно горючий), холодильных установок, изоляции трубопроводов, баков хладоносителя и воды. Вспененный полиэтилен имеет полностью закрытую пору, т. е. повреждение в одном месте не приведет к проникновению влаги в изоляцию. Серьезным недостатком вспененного полиэтилена является его температурная деформация, т. е. разрушение при температурах свыше 90 °C. При укладке вспененный полиэтилен приходится накладывать сжатым в продольном направлении до появления складок, иначе при температурных деформациях трубопроводов в местах стыков полиэтилен порвется. Большим достоинством является низкая стоимость тепловой изоляции из вспененного полиэтилена отечественного производства. Для изоляции крупных сосудов и аппаратов в помещениях категории Д, трубопроводов хладоносителя и воды вспененный полиэтилен следует применять, так как это снизит затраты на тепловую изоляцию. Для средне- и низкотемпературных фреоновых холодильных установок вспененный полиэтилен применять не рекомендуется, так как невзирая на толщину до 50 мм вспененный полиэтилен плохо защищает от образования конденсата, охрупчивается при низких температурах. В попытках улучшить свойства вспененного полиэтилена к нему добавляют вспененный каучук, но подобные материалы практически полностью имеют недостатки вспененного полиэтилена и приближаются по стоимости к вспененному каучуку.
Вспененный каучук применим для тепловой изоляции любых холодильных установок, имеет класс пожарной опасности П (слабогорючий).
Толщина изоляции холодных труб: расчёт от конденсата
Изоляция холодных трубопроводов и аппаратов должна быть такой толщины, чтобы температура её наружной поверхности была выше точки росы окружающего воздуха — иначе на ней выпадет конденсат, изоляция намокнет и труба начнёт обмерзать.
Минимальная толщина изоляции от конденсата (плоская стенка)
Условие tпов ≥ tр + 1 K; для плоской стенки δ = λ · (tпов − tср) / (α · (tв − tпов)), α = 8 Вт/(м²·К). Для труб малого диаметра требуемая толщина меньше.
Материалы для изоляции — в статье «назначение теплоизоляции и теплоизоляционные материалы».
Частые вопросы
Какой изоляцией изолировать холодные трубопроводы?
Материалами с закрытыми порами — вспененным каучуком или полиэтиленом, пенополиуретаном — с проклейкой всех стыков. Минеральную вату используют только с надёжной пароизоляцией снаружи.
Почему на изоляции холодных труб появляется конденсат?
Толщина изоляции недостаточна для данной влажности воздуха, есть щели на стыках или изоляция намокла и потеряла свойства. Наружная поверхность изоляции должна быть теплее точки росы.
Какой толщины нужна изоляция холодной трубы?
Такой, чтобы поверхность изоляции была теплее точки росы воздуха: для гликоля −10 °C в помещении +25 °C и 70 % влажности — около 25–30 мм вспененного каучука.
Читайте также