Компенсатор для полипропиленовых труб отопления своими руками

Обновлено: 04.07.2024

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:

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

К высокотехнологическому классу относятся:

Сильфонные компенсаторы, защищающие от теплового расширения, вибраций, гидроударов. Выпускаются поворотные, сдвиговые, осевые, универсальные разновидности.
Линзовые – предназначены для работы на горячих и холодных трубопроводах, системах вентиляции.
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:

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.
Сдвиговые устройства с двумя гофрами – компенсируют тепловое расширение одновременно по 2 направлениям.
Поворотные – применяются в местах изменения линии трубопровода на 90⁰.
Универсальные разновидности – используются на небольших участках с отводами. Компенсируют поперечные, угловые, осевые смещения. Устанавливаются там, где использовать другие виды нет возможности.
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.
Компенсаторы в виде змеевиков.
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.

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.

Типы компенсаторов для полипропиленовых труб и способы их установки

Организовать подводку коммуникаций к сантехническим приборам своими руками в последнее время стало намного проще и удобнее, ведь на рынке можно найти множество материалов и комплектующих, работать с которыми сможет даже непрофессионал. В данной статье мы расскажем, что такое компенсаторы для полипропиленовых труб, в каких случаях они применяются, как устанавливаются и на что обратить внимание при покупке готовых изделий.

Компенсаторы для полипропиленовых труб

Разновидности компенсаторов

Разработано и проверено на практике несколько видов компенсаторов:

На практике любая разновидность дает ожидаемые результаты, но их можно использовать только для участков из гибкого полипропилена.

Сильфонный компенсатор может использоваться в системах ГВС многоэтажных зданий

Компенсатор – один из удобных способов монтажа поворотного фрагмента. Он обеспечивает функции стабилизации внутреннего давления и минимизации внутренних завихрений.

Лучшую продукцию предлагают финские компании и турецкая Kayse, известная большим ассортиментом. На отечественном рынке также хорошо себя зарекомендовали устройства компании SanTermo. Благодаря и качественным высокотехнологичным материалам, эта важная деталь гарантирует безупречную работу и абсолютную герметичность при грамотном сочленении. Коммуникации отопления и подачи горячей воды при таком простом оснащении увеличивают рабочий ресурс – до 50 лет.

Устройство и сфера применения

Компенсаторы изготавливаются из статического полипропилена. При этом применяется технология инжекционной прессовки. Представляет собой однородное изделие, которое визуально напоминает змейку или петлю.

Сферы применения компенсационных деталей:

После установки компенсатора, безаварийный срок службы трубопровода увеличивается.

Какой вариант лучше установить на полипропилен

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.
Сдвиговые устройства с двумя гофрами – компенсируют тепловое расширение одновременно по 2 направлениям.
Поворотные – применяются в местах изменения линии трубопровода на 90⁰.
Универсальные разновидности – используются на небольших участках с отводами. Компенсируют поперечные, угловые, осевые смещения. Устанавливаются там, где использовать другие виды нет возможности.
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.
Компенсаторы в виде змеевиков.
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.

Какой выбрать

Компенсаторы должны обеспечить снижение нагрузок, возникающих в продольном и поперечном направлении, а также под углом к оси трубопровода при удалении трубы.

Г-образные, П-образные, кольцевые компенсаторы и устройства в форме змейки представляют собой участки трубопровода (из того же полипропилена, или близких по характеристикам, но обладающих большей упругостью и эластичностью материалов), которым придана соответствующая форма.

Монтируются они также, как и участки основной магистрали (сколько слоев ФУМ-ленты надо наматывать, написано здесь).

В конструкцию включают фитинги для получения формы (например, для П-образных компенсаторов) или добиваются нужных характеристик без их использования.

Ассортимент устройств, реализующих компенсацию теплового расширения за счёт других материалов, гораздо шире.

К ним относятся:

Эти устройства предназначены для компенсации деформация трубы в направлении, совпадающей с ее осью.

Используют в качестве рабочего элемента упругую конструкцию — сильфон из гофрированной сантехнической резины или из тонкой нержавеющей стали.

Практическое замечание!
Устройства типа ОПН отличаются простотой установки за счет наличия в конструкции крепежных узлов служащих опорами при монтаже трубопровода;
сдвиговые компенсаторы КС.
Устройства предназначены для компенсации деформаций в направлении, не совпадающем с осью трубы, и, соответственно, имеют степени свободы в обеих (вертикальной и горизонтальной) плоскостях.

Конструкция компенсаторов включает один или два гофрированных сильфона.

При использовании двухсоставного устройства надежность соединения сильфонов достигается за счет применения связующей арматуры;
поворотные компенсаторы КСП.
Функция этих устройств — компенсация линейного расширения обоих участков трубы в местах поворота магистрали.

Применяются там, где по условиям прокладки угол поворота трубопровода должен оставаться неизменным;
универсальные компенсаторы КСУ.

Устройства позволяют компенсировать все виды отклонений трубопровода, возникающих за счёт теплового расширения.

Соответственно, рабочий ход этих устройств рассчитан на осевое, поперечное и угловое отклонения.

Особенности конструкции этих устройств диктуют их применение на коротких участках магистралей или в тех местах, где использование других типов сильфонных компенсирующих устройств, по каким-либо причинам, ограничено или невозможно;
резиновые сильфонные элементы КР (фланцевые).
Эти компенсаторы используют для компенсации отклонения оси трубопроводов.

Кроме функционального назначения компенсаторы делятся по способу монтажа.

Для полипропиленовых трубопроводов применяют сварные и фланцевые компенсаторы.

При сварном способе используется традиционный для полипропиленовых труб метод монтажа с применением сварочного оборудования (какой нужен инструмент написано здесь).

Такой способ соединения предъявляет обязательные условия для выбора компенсаторов:

идентичность диаметра,
толщины стенок,
внутреннего сечения компенсирующего устройства и участка трубопровода.

Для фланцевого метода на участке трубы, где устанавливается компенсатор, монтируется металлический фланец.

Установка компенсирующего устройства производится за счёт соединения фланцев на компенсаторе и трубопроводе.

Достоинством такого метода считается получение разъемного соединения, которое легко обслуживать и ремонтировать.

Основной недостаток — повышенная сложность монтажа и большее число технологических операций.

[note]Внимание! Установка металлического фланца на полипропиленовый трубопровод — задача не простая.[/note]

Поэтому ее выполнение лучше поручить специалистам, имеющим соответствующий опыт.

К сведению!
При определенных условиях применение сильфонных компенсаторов кроме борьбы с тепловым расширением решает задачу устранения вихревых потоков жидкости в трубопроводе, что повышает безопасность его эксплуатации.

Эффективная работа компенсирующих устройств возможна только при соблюдении правил их установки.

Правила выбора сильфонных компенсаторов

Перед приобретением компенсаторов необходимо составить схему системы, а также рассчитать некоторые параметры. У всех устройств есть свои характеристики, поэтому с ними придется считаться. Прежде всего, руководством к установке должно быть определено применение данного сильфонного компенсатора именно к вашей системе.

Площадь поперечного сечения компенсатора не должна быть меньше площади сечения трубы. Допускается определенный перепад, но он исчисляется десятыми долями дюйма. В настоящее время практически невозможно ошибиться при покупке, так как все размеры стандартизированы, так, встречаются компенсаторы на ½, ¾, 1 дюйм.

Необходимо предусмотреть возможности демонтажа компенсатора в случае проведения ремонтных работ. С другой стороны, его крепление должно оставаться герметичным. Для полиэтиленовых труб компенсаторы имеют отводы под специальный сварочный аппарат.

Но самое главное правило – определиться с необходимостью установки компенсаторов, чтобы рассчитать их количество для данной системы.

Преимущества использования компенсаторов

Компенсаторы, встроенные в систему водопровода или отопления:

Сохраняют герметичность системы и продлевают срок эксплуатации коммуникаций.
Минимизируют расширение труб под воздействием горячего теплоносителя и перепадов давления.
Гасят возникающие вихревые потоки.
Распределяют равномерно давление в системе.

Недостатков использования компенсаторов выявлено не было. Недочеты в работе сетей с компенсаторами возникают из-за неправильного выбора и установки последних.

Как рассчитать нужный размер

Размеры компенсатора для полипропиленовых труб можно рассчитать, опираясь на пример. Для примера взята заготовка, которая имеет размер 90 мм.

Она будет расширяться на 4,2 см и сжиматься на 2,1 см. Учет проводится для самого большого увеличения, ΔL/2 = 21 мм.

Нужно провести горизонтальную прямую от вертикального сечения до пересекания с градиентной прямой 9 см заготовки. Затем необходимо опустить перпендикуляр из места пересекания на горизонтально размещенную шкалу.

Получившаяся величина покажет размер свободной величины колена для петлевого механизма. Исходя из этого, компенсатор длиною в 12 см и шириной на 6 см позволит свободно двигаться с амплитудой 2,1 см. Следовательно, изделие сможет свободно сжиматься и расширяться.

Рассчитывать расстояние между компенсаторами во время прокладки полипропиленовых труб рекомендуют с запасом.

При этом нужно рассчитывать, что это расстояние нужно подбирать исходя из того, что армированное изделие расширяется на 1мм на каждый погонный метр, а не армированное на 3 мм.

Точные значения удлинения для каждого изделия зависят от перепадов температуры, объема и марки, а также от изготовителя. Их необходимо уточнять на сайтах изготовителей.

П – образные элементы

Высокопараметровые паромагистрали конструируют таким образом, чтобы температурная деформация нивелировалась за счет конфигурации трубопровода естественным образом.

В местах, где такого достичь нельзя, ставят П-образные элементы. Они бывают трех вариантов, которые различимы между собою соотношением плечевой длины и прямых вставок.

П-образный компенсатор полипропиленовых труб точно так, как аналоги другого типа, нуждается в расчете размеров, нужных для компенсирования термоизменения магистрали.

Для точных определений можно использовать предложенные онлайн формы. По ним очень удобно выполнять все расчеты.

Расчет п-образного компенсатора полипропиленовых труб производится с учетом таких рекомендаций:

Наиболее высокий уровень напряжения в спинках советую брать в промежутке от 80 до 110 МПа.
Оптимальное соотношение вылета элемента к внешнему объему заготовки следует брать следующее – Н/Dн = (10-40). При таком подсчете вылет элемента на 10 DN отвечает трубомагистрали DN 350. А вылет на 40 DN отвечает магистрали на DN 15.
Оптимальный показатель ширины п-образного соединения к его вылету советуют брать в пределах L/Н= (1-1,5).
Если для установки необходим вариант очень больших размеров, то его можно заменить двумя менее габаритными конструкциями.
При расчете теплового увеличения магистрали температуру носителя тепла учитывают самую высокую, а окружения – самую низкую.

Выполняя расчеты п-образного вида, необходимо взять во внимание такие параметры:

Читайте также: