Компенсаторы для полипропиленовых труб

В процессе эксплуатации трубопроводы испытывают механические и тепловые воздействия, которые сокращают срок службы, а порой провоцируют разрывы. Для увеличения надежности и предотвращения аварийных ситуаций используются специальные устройства – компенсаторы. Особенно актуально их применение на коммуникациях из полипропиленовых труб, прочность которых ниже, чем у стальных аналогов.

Что такое компенсаторы

При изменении температуры у трубопроводов происходит линейная деформация. Чтобы ее компенсировать, на коммуникациях устанавливаются гибкие элементы. Они за счет своей упругости возмещают температурное расширение и часть давления при его резком повышении, возвращаясь к первоначальному виду после прекращения воздействия. Устройства для полипропиленовых труб обычно изготавливаются в форме петли, но в зависимости от условий прокладки применяются и другие конструкции. Такие изделия можно приобрести в магазине или изготовить самостоятельно.

Когда нужны компенсаторы

Поскольку у полипропилена высокий коэффициент температурного расширения, трубы из него должны быть оснащены защитными устройствами. Компенсаторы устанавливаются:

• на водопроводе;
• при монтаже теплых полов;
• на канализации;
• в системах отопления и горячего водоснабжения.

Устройства устанавливаются на горизонтальных и вертикальных трубах в жилых домах, зданиях производственного и административного назначения. Их применение обеспечивает:

• длительный безаварийный срок службы трубопровода;
• гашение завихрений;
• стабильность давления в трубах при его скачках;
• защиту от гидроударов;
• отсутствие искажений при температурном расширении.

Классификация компенсаторов

Устройства для борьбы с деформациями подразделяются на два вида: естественные и конструкции из упругих материалов. В первом используются амортизационные свойства труб. Компенсаторы этого типа могут быть:

1. Г-образными – устанавливаются на поворотах.
2. П-образными – используются для трубопроводов с температурой более 50 ⁰C. Перед установкой рекомендуется растянуть, чтобы увеличить пределы компенсации.
3. Z-образными – применяются для присоединения отводов.
4. Кольцевыми – благодаря форме обладают повышенными компенсационными свойствами.

К высокотехнологическому классу относятся:

1. Сильфонные компенсаторы, защищающие от теплового расширения, вибраций, гидроударов. Выпускаются поворотные, сдвиговые, осевые, универсальные разновидности.
2. Линзовые – предназначены для работы на горячих и холодных трубопроводах, системах вентиляции.
3. Сальниковые – используются для теплосетей с частыми изменениями температуры. Могут работать в одно- и двухстороннем режиме, если оснащены подвижным стаканом.

Какой вариант лучше установить на полипропилен

Ассортимент устройств, предлагаемый изготовителями, позволяет подобрать нужный тип для полипропиленовых трубопроводов любого назначения и способа прокладки. В зависимости от условий применения используются:

1. Осевые компенсаторы сильфонного типа, предназначенные для работы в системах отопления и горячего водоснабжения. С трубами соединяются с помощью муфт. Сильфон из тонкой нержавеющей стали выдерживает давление до 16 атмосфер при температуре 115 ⁰C.
2. Сдвиговые устройства с двумя гофрами – компенсируют тепловое расширение одновременно по 2 направлениям.
3. Поворотные – применяются в местах изменения линии трубопровода на 90⁰.
4. Универсальные разновидности – используются на небольших участках с отводами. Компенсируют поперечные, угловые, осевые смещения. Устанавливаются там, где использовать другие виды нет возможности.
5. Фланцевые компенсаторы из мягких материалов – предназначены для смягчения гидроударов. Сгладят небольшие огрехи, допущенные в процессе прокладки труб. Легко устанавливаются и заменяются, так как при монтаже не требуется сварка.
6. Компенсаторы в виде змеевиков.
7. Петлеобразные – наиболее простые. Их нетрудно изготовить самостоятельно из отрезка полипропиленовой трубы. Несмотря на незамысловатость конструкции, успешно выполняют те же функции, что и заводские аналоги, но занимает больше места.

Монтаж: расчеты и требования

У полипропиленовых труб с алюминиевым армированием коэффициент теплового расширения равен 3×10⁻⁵ 1/°С, а у обычных – 15×10⁻⁵ 1/°С. Из этого следует, что изменение температуры на 10 ⁰C увеличивает длину в первом случае на 0,3, а во втором – на 1,5 мм. Зная протяженность трубы и пределы изменения ее температуры, несложно подсчитать, на сколько она удлинится.

Предположим, система отопления монтируется при температуре 20 ⁰C, нагреваться она будет до 100 ⁰C. Получившаяся разница в 80 ⁰C заставит каждый метр армированных труб увеличиться на 0,3×8=2,4 мм, а обычных – на 1,5×8=12 мм. Если их длина 10 м, общий прирост составит 2,4×10=24 мм и 12×10=120 мм.

Для коммуникаций, предназначенных работать в условиях сильного нагрева, следует выбирать трубы с минимальным линейным расширением. Подойдут варианты, армированные алюминием или этиленвиниловым спиртом. Для подачи холодной воды можно использовать обычные полипропиленовые трубы, поскольку величина изменения температуры невелика. Максимальный перепад составляет 20 ⁰C в холодное время года, если они проходят по неотапливаемому подвалу.

Теплые полы монтируются в стяжках при 16-20 ⁰C, максимальная температура нагрева санитарными нормами допускается до 55 ⁰C. При такой разнице допустимо использование обычных труб. Несмотря на то что тепловое расширение изделий в стяжках и под штукатуркой гасится окружающим материалом, армированные варианты более надежны. Лучше подстраховаться, чтобы потом не долбить пол и стены.

Коммуникации, прокладываемые под штукатуркой, должны закрываться кожухами из вспененного полиуретана или полиэтилена. Этот метод называется «труба в трубе». Его применение снижает потери тепла на нагрев стен, а эластичность кожуха позволяет изделиям расширяться, разгружая тем самым внутреннее напряжение.

Полипропиленовые коммуникации крепятся к стенам на жестких и подвижных опорах. Первые не позволяют изделиям удлиняться при тепловом расширении. Они используются для разбивки водопровода на компенсационные участки. Для защиты стояка от проседания его жестко крепят под тройниками, у отводов и муфт, соединяющих трубы. На середине, между неподвижными креплениями, устанавливаются компенсаторы.

Второй вид крепежа не препятствует удлинению изделий при температурном расширении. С его помощью можно смонтировать коммуникацию, избежав проседания стояка. Поскольку при таком способе ничто не мешает движению труб, установка компенсаторов необязательна.

Прокладывая коммуникации в шахте или канале, необходимо предусматривать компенсацию температурного сдвига на ответвлениях. Ее можно осуществить путем добавления плеча изгиба, если расположить коммуникацию дальше от стены. Увеличение отверстия до размеров, достаточных для свободного перемещения отвода, или установка Г-образного компенсатора также решают проблему. Точки жесткого крепления стояка в шахте и канале должны располагаться на расстоянии не больше 3 метров между ними. На прямых участках коммуникаций из неармированных труб длиной более 10 м компенсаторы обязательно устанавливаются на стояках и отводах.

Чем опасно тепловое расширение

В результате ошибок проектирования, когда не учитывается температурное расширение трубопровода, его участки при нагреве отклоняются в стороны, создавая волнообразную форму. При этом уровень шума от текущей жидкости значительно усиливается. В результате видоизменения труб происходит:

• разрушение опор крепления;
• снижение пропускной способности из-за скопления воздуха в верхних точках;
• падение температуры радиаторов отопления;
• образование трещин на изгибах и утечек через них.

Заключение

Выбирая компенсаторы, предпочтение следует отдавать моделям, которые устанавливаются с помощью сварки – она обеспечивает высокую надежность стыка. Фланцевые крепления сложно монтировать из-за необходимости установки на полипропилен металлических деталей, что по силам только мастерам. Резьбовые соединения не отличаются высокой надежностью. Системы отопления и горячего водоснабжения лучше собирать из армированных труб при любом методе монтажа. В отличие от обыкновенных, они избавят от необходимости придумывать способы компенсации линейного расширения.

Компенсаторы для полипропиленовых труб отопления

Проектирование систем отопления и водоснабжения предусматривает несколько вариантов достижения высокой безопасности устройств. Одним из наиболее эффективных методов достижения длительной безаварийной эксплуатации бытовых и промышленных установок отопления является комплексный метод применения устройств безопасности. Метод подразумевает многоступенчатую, дублирующую функцию компонентов системы и использование устройств, обеспечивающих предотвращение аварийных ситуаций. Одним из таких устройств выступают компенсаторы для трубопроводов отопления.

Назначение и способы монтажа компенсаторов для полипропиленовых и труб

Система отопления, что частного, что многоэтажного дома проектируется с учетом возможных рисков и непредвиденных ситуаций. И если неконтролируемый нагрев теплоносителя в контуре котла компенсируется срабатыванием аварийного клапана и выбросом жидкости в расширительный бачок, то с тепловым расширением труб дела обстоят немного по-другому.

Как и металлические трубы, трубы из полипропилена также подвержены расширению при избыточном нагреве. И пусть эти значения небольшие, но сбрасывать их со счетов никоим образом нельзя. Согласно стандарту коэффициент линейного расширения полипропиленовых труб при разнице температур в 70 градусов составляет 10,50 мм на 1 погонный метр трубы.

То есть при температуре воздуха в 20 градусов, а температуре теплоносителя 90 градусов обычная труба диаметром 20 мм и длиной 1 метр станет длиннее на 1 см. Нетрудно представить, то магистраль из таких труб длиной 3 метра увеличится на целых 3 см. А это уже становится большой проблемой для системы отопления здания.

Выход в таком случае один – установка в трубопровод компенсатор линейного расширения труб.

Принцип работы этого устройства прост – при нагревании и расширении компенсатор благодаря своей конструкции и особым материалам, из которых он изготовлен меняет свою форму. То есть сжимается и таким образом, обеспечивает компенсацию того объема трубопроводов что увеличиваются в объеме. При охлаждении, когда материал трубы наоборот, сжимается компенсатор, деформируется, расширяясь и таким образом, обеспечивает целостность трубопровода.

Компенсаторы для полипропиленовых труб: сильфонные, п-образные, компенсатор Козлова

В отличие от металлических труб ассортимент компенсаторов для полипропиленовых не такой уж и большой. В основном это связано с тем, что полипропилен используется для систем водоснабжения и отопления с низкотемпературными показателями. Но это ни в коем случае не уменьшает важность установки компенсаторов. Второй момент заключается в особенностях монтажных работ. Для металлической фурнитуры используется и сварка, и пайка, и резьбовое соединение, и фланцевое. А вот для полипропилена только пайка. И поэтому для этого типа труб применяются:

• Сильфонные устройства;
• П-образные вставки;
• Вставки типа петля;
• Компенсатор Козлова.

Компенсаторы для полипропиленовых труб и способы их установки в систему отопления

Каждый из представленных типов устройств нашел широкое применение в комплектации трубопроводов отопления и горячего водоснабжения из полипропиленовых труб. Уже сложилась определенная методика применения устройств для установки в системах, и опытные проектировщики подскажут, как и каким образом выбрать устройство для монтажа.

Сильфонные устройства

Этот тип компенсаторов предназначен для установки в особо ответственных системах. Это связано с конструкцией устройства – основа его состоит из гофры из нержавеющей стали. Наружная часть выполняется из качественного алюминия. Основное назначение высокотемпературные трубопроводы и трубопроводы высокого давления. Применяются для работы с водяным насыщенным паром, водой, нагретой до 90-95 градусов, а также давлением до 16 бар.

Для металлических сетей используются сильфоны с фланцевым типом соединения, для полипропиленовых основной тип соединения муфта с металлической вставкой под резьбу с одной стороны, а с другой стороны, стандартное гнездо для пайки.

П-образные вставки

Простой, но одновременно эффективный способ обеспечить защиту трубопровода при помощи вставки из обычных полипропиленовых труб и уголков. Суть метода заключается в сборе конструкции, напоминающую букву «П». Правая и левая сторона делаются из отрезков трубы 30-50 см. Перемычка внизу может равняться 15-20 см. Эта вставка делается в горизонтальный трубопровод. При нагревании и расширении горизонтальных труб они вжимают вертикальные отрезки, не нанося ущерба целостности всей конструкции.

Вставка типа петля

Для монтажа больших отрезков трубопроводов существует специальная вставка типа петля. Это готовый к использованию элемент, выполненный в виде петли. Вставляется в систему при помощи обычных соединительных муфт. Принцип действия напоминает действие пружины – при расширении соединяемых отрезков петля сжимается, при охлаждении разжимается. При этом не нарушается ни целостность, ни пропускная способность трубопровода.

Компенсатор Козлова

Это устройство представляет собой сильфон, который специально разработан для установки в трубопроводы диаметром 20 и 25 мм. Устройство с обеих сторон имеет вставки из полипропилена, поэтому трудностей с установкой этого устройства не будет. Внутри устройства находится алюминиевая гофра. Устройство способно обеспечить деформацию основной трубы до 25-63 мм. Гарантированное количество циклов сжатия-разжимания 50000.

Все представленные компенсаторы трубопроводов отопления относятся к устройствам осевого типа, то есть они лучше всего срабатываются при включении их в ровный вертикальный или горизонтальный участок.

Для других типов установки, например, со сдвигом, или Z-образные участки или для угловых поворотов используются модифицированные П-образные и петельные компенсаторы.

Как выбрать и установить компенсатор для полипропиленовых труб

Для систем отопления в квартире или доме обычно используются полипропиленовые трубы диаметром 20 или 25 мм. Использовать трубы большего диаметра считается нерационально, особенно если устанавливается котел с циркуляционным насосом. Поэтому чаще всего для установки выбираются самые простые и надежные схемы и устройства.

Несмотря на надежность сильфонного компенсатора, для небольших по диаметру труб его установка весьма сложна. Куда проще использовать для этого П-образный переход или петлю. А вот компенсатор Козлова стал сегодня настоящей находкой. Его просто устанавливать, да и по своим характеристикам он отлично подходит именно для скрытой установки, ведь его внешний диаметр ненамного больше диаметра труб отопления.

П-образные компенсаторы чаще всего устанавливаются на горизонтальных отрезках. Петельный компенсатор отлично показал себя для вертикальной установки. Именно петельный тип чаще всего используется при монтаже водопровода.

Компенсатор Козлова устанавливается независимо от положения, он одинаково удобен и для горизонтальной, и для вертикальной установки.

Что важно знать при подборе компенсаторов на полипропиленовые трубы?

Приступая к расчету параметров системы и подбору оборудования важно помнить о следующих правилах:

• Диаметр труб системы отопления должен соответствовать диаметру посадочных муфт компенсатора;
• Они устанавливаются в местах, указанных в проекте системы отопления, поэтому перед тем как подбирать комплектующие необходимо провести оценку возможности его установки в указанном месте;
• Компенсаторы для трубопроводов отопления должны обеспечивать запас от расчетного показателя коэффициента расширения еще на 10-15%.

Расчет компенсаторов выполняется по формуле:

L – длина прямого участка трубопровода;
Т – температура нагрева жидкости теплоносителя относительно начальной температуры в помещении;
K – коэффициент теплового удлинения.

Полученный результат и будет означать показатель линейного расширения прямого участка трубопровода.

Установка компенсаторов для полипропиленовых труб

Компенсаторы для трубопроводов отопления устанавливаются во время сборки или ремонта системы. Во время работ теплоноситель из системы должен быть слит.

Алгоритм работ по установке П-образной конструкции компенсатора выглядит следующим образом:

• Подготавливаются необходимые материалы и инструменты;
• Проводится замер места установки и определяется, в каком положении будет установлена конструкция;
• Маркером на трубопроводе делается пометка места врезки компенсатора;
• По ширине отрезка врезки отрезается отрезок трубы;
• К отрезку с двух сторон прикрепляются уголки 90 градусов, положение отводов одностороннее;
• Далее, к отводам прикрепляется отрезки труб;
• К концам отрезков прикрепляется уголки для подключения к трубопроводу;
• Завершающий этап соединение компенсатора с трубопроводом.

Получившуюся конструкцию необходимо закрепить монтажными клипсами к стене. Для крепления выбираются точки в середине П-образного отводка и в 10-15 см от точек врезки в магистраль по обе стороны от врезки.

Теперь, когда понятна технология расчета и установки компенсаторов линейного расширения, нет большой проблемы самостоятельно сделать все необходимые работы и самостоятельно провести сборку устройства.