Artykuł ma na celu przybliżyć zjawiska rozszerzalności cieplnej  przewodów stosowanych w instalacjach sanitarnych oraz wskazać metody  radzenia sobie z tym problemem na różnych przykładach.

Problem kompensacji wydłużeń przewodów w instalacjach grzewczych i chłodniczych pod wpływem zmian temperatury jest często bagatelizowany i pomijamy zarówno na etapie projektowania, jak i wykonawstwa. Lekceważenie tego zjawiska może spowodować przykre konsekwencje w postaci zniszczenia fragmentów bądź nawet całej instalacji.

Rurociągi przewodzące ciepłe medium lub wystawiane na silne oddziaływanie źródeł ciepła (np. nasłonecznienie itp.) wydłużają się w różnym stopniu w zależności od zastosowanego materiału czy różnicy temperatur. Jeżeli będą istniały przeszkody uniemożliwiające wydłużanie cieplne przewodów, wówczas naprężenia mechaniczne powstające w materiale przewodów mogą przekroczyć dopuszczalne wartości, wskutek czego powstaną uszkodzenia (np. w formie pęknięć zmęczeniowych). Aby temu zapobiec, rurociąg musi posiadać odpowiednią przestrzeń na wydłużenie.

Zjawisko rozszerzalności

Rozszerzalność termiczna przewodów rurowych Dl zależy od różnicy temperatur i od użytego materiału. Każdy materiał charakteryzuje współczynnik rozszerzalności cieplnej a. Jego wartości mogą się znacznie różnić w zależności od rodzaju materiału, z jakiego wykonana jest rura. Najpopularniejsze materiały, wraz ze współczynnikiem a, przedstawia tabela 1. Miedź i stal mają zbliżoną wartość współczynnika a, co oznacza, że przewody o tej samej długości wydłużą się o zbliżone wartość przy tej samej zmianie temperatury.
Rozszerzalność liniowa w rurach z tworzywa sztucznego jest znacznie większa niż w rurach metalowych, mimo że towarzysząca rozszerzaniu siła jest mniejsza. Największą rozszerzalność mają jednowarstwowe rury z tworzyw sztucznych pozbawionych np. wkładek aluminiowych.

Wydłużenie termiczne rurociągu obliczamy posługując się wzorem:
Δl = a * l0 * ΔT [mm],
gdzie:
a – współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału,
l0 – długość rurociągu,
ΔT – różnica temperatur.

Co istotne – za wartość l0 przyjmuje się taki fragment instalacji, który ma podlegać kompensacji. W myśl zasady, że pomiędzy dwoma punktami stałymi musi istnieć wystarczająca możliwość kompensacji wydłużeń termicznych instalacji.

Natomiast za wartość DT (różnica temperatur) należy przyjąć różnicę pomiędzy temperaturą montażu a maksymalną/minimalną temperaturą pracy rurociągu. Jeśli rurociąg będzie narażony okresowo zarówno na pracę w temperaturze niższej i wyższej od temperatury montażu, to DT powinna stanowić różnice wartości minimalnej i maksymalnej. Jest to niezwykle istotne, gdyż od tego zależy późniejszy prawidłowy dobór kompensacji.

Aby uprościć obliczenia, producenci systemów rurowych zamieszczają zwykle informacje na temat wydłużeń liniowych swoich rur w postaci tabel bądź wykresów. Korzystając z nich, można bez problemów i szybko określić wydłużenie danego odcinka przewodu zależnie od materiału i różnicy temperatur. Np. 10-metrowy odcinek rury wielowarstwowej przy Dt = 70 K wydłuży się o 16,10 mm. W tych samych warunkach 10 m rury ze stali ocynkowanej wydłuży się tylko o 8,4 mm, a więc niemal o połowę mniej. Przy okazji pojawia się jeszcze jeden istotny wniosek – rozszerzalność rur nie zależy od ich średnicy. Średnica ma znaczenie dopiero przy doborze kompensacji. Te pojęcia bywają często mylone.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij