El suministro de agua a una casa individual desde cualquier fuente de suministro de agua siempre se realiza a través de una tubería subterránea, cuya probabilidad de congelación en el invierno es bastante alta. No siempre es eficiente y técnicamente posible sumergir un sistema de suministro de agua a gran profundidad, muchos propietarios de terrenos con suministro de agua autónomo tienen que resolver el problema de cómo aislar una tubería de agua en el suelo.
Para suministrar agua a una casa, nadie usa tuberías metálicas subterráneas, que están prohibidas para su colocación subterránea sin impermeabilizar por los códigos de construcción; el líder en uso doméstico es una tubería de polietileno de baja presión (HDPE) con un diámetro de 1 a 2 pulgadas. Aunque el polietileno tiene una conductividad térmica baja, a diferencia del acero, y es más resistente a la congelación debido a su elasticidad, cuando se coloca a poca profundidad, debe aislarse utilizando uno de los muchos métodos utilizados en la industria de la construcción.
La profundidad de la congelación del suelo en la región de Moscú (en centímetros)
¿Por qué es necesario el aislamiento?
Hay varias razones por las que se debe aislar un suministro de agua subterránea, todas ellas están relacionadas con las reglas para establecer comunicaciones y ahorrar recursos financieros: se recibe después de la implementación del trabajo de aislamiento. Las principales razones para llevar a cabo la protección térmica de un sistema de suministro de agua:
- Al colocar una línea de suministro de agua subterránea, tenga en cuenta la posibilidad de drenar el agua del sistema; para esto, la tubería se coloca con una pendiente de aproximadamente 20 mm por metro lineal hacia la fuente. Si la casa o la casa de campo está ubicada a una gran distancia del pozo o pozo, del cual se toma el agua, por ejemplo, 50 m, entonces al colocar la tubería cerca de la casa a una profundidad de congelación promedio de aproximadamente 1,5 m en la entrada a la fuente, tendrá que enterrar la tubería en 2,5 m (0,02 x 50 = 1 m). No es económicamente viable y bastante difícil de implementar técnicamente.
- Para tomar agua de los pozos, a menudo se utilizan pozos de cajón, en los que se coloca el equipo de bombeo y se da servicio a la bomba eléctrica. Un tanque de cajón estándar tiene una profundidad de inmersión de aproximadamente 2 m, mientras que la tubería de revestimiento superior, de acuerdo con las normas, se encuentra 50 cm por encima del nivel del piso, por lo que a la salida de la cámara del cajón, que es una habitación sin calefacción, el la tubería se coloca en la marca inferior de la profundidad de congelación de 1, 5 m, y dado que cuando se conecta a la casa a través del sótano, se necesita una pendiente, toda la sección del sistema de suministro de agua estará por encima del punto de congelación, en consecuencia , debe estar aislado. Leer más sobre cajones de plástico.
Conductividad térmica de calentadores.
- El aislamiento de las tuberías de suministro de agua en una casa privada, que pasan bajo tierra, ahorra fondos importantes que se gastan en calentar agua fría para las necesidades del hogar. Está claro que el agua menos enfriada después de pasar a través de un sistema de suministro de agua aislado requerirá menos electricidad para calentar que el agua enfriada después de pasar por una tubería no aislada.
- Se sabe que el aislamiento térmico de un sistema de suministro de agua subterráneo del contacto con el suelo no calienta las tuberías, pero evita la pérdida de calor, por lo tanto, las tuberías aisladas para un sistema de suministro de agua se pueden operar de manera efectiva en el verano: evitan que el agua se caliente. cuando la red eléctrica se encuentra poco profunda.
- Para evitar la congelación, no solo se realiza el aislamiento de las tuberías de agua en el suelo, sino también en su superficie en los puntos de salida del pozo y la entrada a la casa, si está ubicada sobre pilotes, para ello, aislamiento térmico. A menudo se utilizan métodos y materiales similares a los de los servicios públicos subterráneos.
Dispositivo de cable eléctrico autorregulador
Parcela desde la fuente de agua hasta la casa.
Como sabe, una fuente de agua puede estar abierta o cerrada. Las fuentes de agua abierta incluirán lagos, ríos, estanques y manantiales abiertos. Las fuentes de agua selladas son pozos y pozos.Independientemente del tipo de fuente de agua, se puede usar equipo de bombeo para organizar un suministro de agua permanente o temporal para todas las estaciones.
Después de que el equipo esté instalado en la fuente misma, será necesario colocar una tubería desde la bomba o tubería de suministro hasta la casa. En este sitio, una característica será el hecho de que en las regiones frías, con una presión constante en la tubería, el agua se congelará cuando no haya consumo por parte del consumidor. Como sabe, el agua que fluye no se puede congelar incluso a temperaturas muy bajas. Sin embargo, tan pronto como el agua “se levanta”, pueden comenzar a formarse cristales de hielo en las capas externas de agua, las que están más cerca de las paredes de la tubería, incluso a 0ºC.
Para evitar esto, la sección de la tubería desde la fuente de agua hasta la casa se coloca por debajo del nivel de congelación del suelo para esta región. Como saben, la temperatura constante de la tierra a una profundidad de 2 a 10 metros es de unos 4 grados centígrados en invierno. Para diferentes regiones, esto es indicativamente ligeramente diferente. Esta temperatura del suelo permite el uso de tuberías de agua durante todo el año colocadas por debajo del nivel de congelación del suelo.
Para reducir la cantidad de movimiento de tierras, la tubería se puede colocar por encima del nivel de congelación del suelo. Sin embargo, al mismo tiempo, debe estar aislado y equipado con un cable calefactor. La potencia del cable calefactor se selecciona en función de las temperaturas medias de una región determinada en invierno.
¿Es posible colocar una tubería desde un pozo, pozo o estanque a través del aire, no en el suelo? Es posible, pero para ello la tubería debe estar suficientemente aislada y calentarse. La desventaja de dicho sistema será que si la calefacción se detiene, el agua de la tubería se congelará.
Métodos de aislamiento para tuberías de agua subterráneas.
Hay varias formas en las que se aíslan las redes de agua, muchas se utilizan en la vida cotidiana o solo en la economía nacional, las principales son:
Opciones de tendido de cables calefactores
- Flujo continuo. El agua en movimiento no se congela, por lo tanto, un pequeño consumo regular de agua o la circulación en un circuito cerrado pueden evitar que la tubería se congele en invierno.
- Calefacción de aire. La tecnología se utiliza en los servicios públicos y el sector industrial; para su implementación, se coloca un sistema de suministro de agua subterránea en una carcasa de tuberías de gran diámetro, y se inyectan masas de aire caliente en el espacio entre las carcasas.
Nota: En condiciones domésticas, a veces se usa un análogo de este método sin la inyección de aire caliente, ya que esta tubería de agua de HDPE se coloca en una tubería de polipropileno PP o PVC PVC de mayor diámetro desde tuberías de alcantarillado: el espacio de aire entre la tubería superficies es una excelente térmicaaislante.
- Aumento de presión. Uno de los mitos populares de Internet es la afirmación de que es posible reducir el punto de congelación del agua aumentando la presión en el sistema. Realmente se puede reducir en 1 ° C cuando se inyecta un flujo de agua en una tubería con una presión de 132 atm., Lo cual es increíble para un sistema de suministro de agua doméstico con un umbral de presión máximo de aproximadamente 5 atm.
Comparación de los mejores calentadores
Requisitos para materiales aislantes.
Para aislar una tubería de agua en el suelo ubicada a poca profundidad, se usa con mayor frecuencia el aislamiento de edificios, que debe cumplir con los siguientes criterios:
- Baja conductividad térmica... Esta es la condición principal, cuanto más evita el material la transferencia de calor entre la carcasa de la tubería y el suelo, más eficiente es su uso y, en consecuencia, el ahorro de recursos financieros.
- Alta resistencia química. El suelo contiene una gran cantidad de minerales que tienen un efecto negativo en la estructura del material colocado en el suelo, por lo tanto, el aislamiento no debe sucumbir a una rápida descomposición cuando se coloca en el suelo.
- Resistencia al agua. Siempre hay humedad en el suelo, por lo que el material no debe permitir que el agua lo atraviese ni lo sature con su caparazón; esto reduce drásticamente sus propiedades de aislamiento térmico.
- Resistencia a la temperatura. El material de aislamiento térmico cuando se encuentra bajo tierra debe soportar temperaturas ambiente bajas en la estación fría y altas en el verano, así como sus diferencias significativas.
Ejemplos de aislamiento de tuberías en un pozo de cajón
- Bioestabilidad. Hay una gran cantidad de materia orgánica en el suelo proveniente de microbios, bacterias, moho, el material no debe ser destruido bajo su influencia, ni debe ser absorbido por organismos vivos subterráneos.
- Rigidez. El material bajado debajo de la capa de la tierra experimenta cargas significativas de la capa superior del suelo, por lo tanto, se le imponen mayores requisitos de resistencia y rigidez. Debido a estas cualidades, una gran cantidad de calentadores de tubería de construcción no son adecuados para instalaciones subterráneas.
- Larga vida útil. Es aconsejable que el material enterrado en el suelo deba cambiarse con la menor frecuencia posible; esto ahorrará recursos económicos y tiempo personal.
Materiales de aislamiento térmico para el suministro de agua subterránea y sus características.
En la industria de la construcción, se utilizan una variedad de materiales de aislamiento, que se produce en rollos o láminas, está claro que las carcasas que tienen la forma de su superficie son más adecuadas para el aislamiento de tuberías. Casi todos los materiales utilizados para el aislamiento térmico se producen en forma de carcasas de tuberías, algunos de ellos tienen canales incorporados para colocar un cable calefactor eléctrico.
Carcasa de tubo de espuma
Espuma de poliestireno
El poliestireno expandido PPS (espuma de poliestireno), por sus parámetros físicos y rigidez, es la opción más aceptable para el aislamiento térmico de tuberías subterráneas, sus cualidades distintivas:
- Uno de los coeficientes de conductividad térmica más bajos con un valor promedio de aproximadamente 0.04 W / m · ° С.
- La alta rigidez (según la marca) hace que el material sea insustituible cuando se utiliza en un ambiente con altas cargas en la calota, su densidad alcanza los 50 kg / m3.
- Polyfoam no pasa y no satura el agua, la absorción de agua depende de la densidad del material y no supera el 2% en promedio.
- Bajo costo, gracias al cual la espuma está disponible para una amplia gama de consumidores.
- La vida útil de la carcasa de espuma debajo del suelo alcanza los 40 años.
- El rango de temperatura para usar espuma es de -50 a +70 ° C.
- El poliestireno expandido es resistente a los efectos químicos y biológicos del entorno subterráneo, no se descompone bajo la influencia de moho, bacterias, microbios y otros microorganismos.
- La carcasa de espuma es liviana y una sola persona puede ensamblarla fácilmente en poco tiempo sin ayuda adicional.
Un análogo del poliestireno expandido es una versión extruida (Orange Penoplex), que tiene características de mayor resistencia, densidad, baja absorción de agua de aproximadamente 0,2% y conductividad térmica de aproximadamente 0,3 W / m · ° C. La espuma extruida también se utiliza para hacer una carcasa para el aislamiento térmico de tuberías; cuesta un poco más que la espuma convencional.
Espuma de poliuretano tubular
Espuma de poliuretano
La espuma de poliuretano PPU es el líder entre todos los calentadores en cuanto al coeficiente de conductividad térmica, por esta cualidad es ampliamente utilizado en la fabricación de tuberías aisladas con capa exterior de zinc o polímero de forma industrial. En el mercado de la construcción existen carcasas de espuma de poliuretano de varios diámetros, sus rasgos característicos:
- Precio más alto en comparación con la espuma de poliestireno.
- El coeficiente de conductividad térmica es 0.025 W / m · ° С.
- El rango de temperatura de uso es de -160 a +150 ° С.
- La espuma de poliuretano tiene una alta rigidez y resistencia, su densidad alcanza los 250 kg / m3.
- El material es resistente a los efectos químicos y biológicos, no deja pasar el agua, su absorción de agua es del 1 al 2%.
Espuma de polietileno
Las fundas y los PPE de polietileno espumado (Penoplex, Energoflex) se utilizan ampliamente para el aislamiento térmico de tuberías externas en casas individuales, se pueden usar al aire libre para sellar secciones abiertas de tuberías ubicadas en un pozo de cajón o entrar a una casa sobre pilotes.
Tubos de espuma de PE
Debido a su baja rigidez, los tubos de espuma de polietileno se arrugan durante el uso subterráneo sin una carcasa rígida y, debido a una disminución en el espesor, pierden significativamente sus cualidades de aislamiento térmico, los principales parámetros de la espuma de polietileno:
- Conductividad térmica 0,31 - 0,55 W / m · ° С (según la marca, el indicador es más bajo para productos fabricados con tecnología de costura).
- Rango de temperatura -60 - +75 ° С.
- Densidad de 25 a 100 kg / m3.
- La espuma de polietileno no pasa ni satura la humedad, su coeficiente de absorción de agua no supera el 1%.
Lana mineral
Los calentadores hechos de vidrio y lana de basalto son muy populares entre los consumidores debido a su asequibilidad y respeto al medio ambiente, lo que permite su uso dentro de locales residenciales. La lana de vidrio tiene baja rigidez y se arruga fácilmente, el material a base de basalto es más resistente, pero debido al principal inconveniente: la alta absorción de humedad, las cáscaras de cuarzo y basalto no se colocan bajo tierra. Al igual que otros materiales blandos, la lana mineral aísla el suministro de agua exterior en los pozos de cajón y los puntos de suministro de la casa.
Conchas de lana mineral
La lana mineral tiene las siguientes características:
- Coeficiente de conductividad térmica 0.033 - 0.05 W / m · ° С.
- La absorción de agua es de aproximadamente el 10%.
- Rango de temperatura de -60 a +450 ° С para lana de vidrio y de -100 a +700 ° С para basalto (dependiendo de la tecnología de fabricación).
- Densidad 30-225 kg / m3.
- La lana mineral es resistente a la mayoría de los productos químicos, no es inflamable y no admite la combustión.
- El costo de la lana mineral es 2 veces mayor que el del poliestireno expandido.
Pinturas termoaislantes
Este tipo de aislante térmico se clasifica como un producto de alta tecnología; la pintura a base de acrílico contiene perlita, partículas de vidrio de espuma, fibras de cuarzo y gránulos microscópicos que contienen un vacío dentro de la carcasa. La pintura térmica se aplica a la superficie a tratar con un pincel o aerosol en varias capas de hasta 4 mm de espesor, se utiliza principalmente para procesar tuberías de superficie, contenedores en la economía nacional, en la vida cotidiana, el uso de este producto es económico. inconveniente debido a su alto costo.
El uso de pinturas aislantes.
Además, muchos expertos no están seguros de la veracidad de la información proporcionada por el fabricante sobre la conductividad térmica de la pintura debajo de los indicadores de aire (0.0012 W / m ° K versus 0.022 - 0.025 W / m ° K), e indican otros datos. en cálculos independientes - 0, 07 W / (m · ° K.) - esto es más bajo que los valores de cualquiera de los aislantes térmicos típicos.
Aisladores térmicos pulverizados
En la industria, se usa a menudo la pulverización sobre superficies aisladas de poliuretano o poliestireno líquido, mientras se mezclan dos componentes y la composición se aplica a la carcasa de la tubería con una pistola de pulverización. Después de la pulverización, la sustancia aumenta de volumen y proporciona un aislamiento térmico confiable del objeto sin puentes fríos con alta estanqueidad.
Debido al alto costo, la tecnología rara vez se usa en la vida cotidiana por parte de propietarios individuales, pero en teoría es posible usar esta instalación para cubrir tuberías de HDPE si está de acuerdo con sus propietarios sobre el precio.
Pulverización de espuma de poliuretano
Aislamiento térmico especial
El principio de funcionamiento de todos los tipos de materiales de aislamiento térmico utilizados hoy en día es el mismo. El papel de un aislante térmico en cada uno de ellos lo desempeña el aire, que llena todo el espacio interno del aislamiento. Por lo tanto, la elección de su tipo específico depende solo de la facilidad de instalación y la ubicación de la línea de suministro de agua.
El aislamiento del sistema de suministro de agua de una casa privada y una cabaña de verano con remolque o lana mineral se considera multifuncional. Estos materiales, absorbiendo una cierta cantidad de humedad del aire, se hinchan significativamente y adquieren la capacidad de sellar las roturas que aparecen en las tuberías. Para que la tubería funcione en condiciones óptimas en invierno, será suficiente una capa de cinco centímetros de aislamiento de este tipo.
Para que el aislamiento con lana mineral sea de alta calidad, el grosor del material debe ser de al menos 5 cm.
La vida útil del remolque es la siguiente: 8-12 años. Pero el uso de pintura al óleo natural ayuda a aumentar este período de tiempo en 2 veces. La estopa y la lana mineral deben cubrirse con compuestos impermeabilizantes o una capa adicional de impermeabilización. En el último caso, servirá el mismo material para techos. Entre las desventajas de este método, los expertos señalan la alta intensidad laboral del trabajo. Como resultado, el alto costo del sistema de aislamiento creado.
Cómo aislar tú mismo las tuberías de agua
Antes de aislar una tubería de agua en el suelo, eligen una opción adecuada, teniendo en cuenta los costos financieros de comprar materiales y realizar el trabajo, a menudo se detienen en el uso de conchas de espuma de alta densidad baratas. Algunos propietarios usan una funda de alcantarillado de 110 mm, colocando una tubería de HDPE en ellos; el aire es el mejor aislante térmico.
Recientemente, ha ganado popularidad el método de calentar la carcasa exterior o interior de las tuberías con un cable calefactor eléctrico autorregulado; en la red comercial se están implementando sistemas listos para usar con accesorios para ingresar un cable eléctrico en la tubería. Por lo tanto, se logra la mayor eficiencia del trabajo para calentar el sistema de suministro de agua.
Aislamiento de PPP con carcasa
Por su bajo precio, disponibilidad y adecuadas características físicas, una carcasa de espuma es la mejor opción para resolver el problema de aislar una tubería de agua subterránea en la calle. La instalación por su cuenta de la carcasa en una tubería de HDPE no presenta ninguna dificultad particular para ningún propietario y se lleva a cabo en la siguiente secuencia:
- Se coloca una funda de espuma en la tubería levantada de la zanja, enganchando las cerraduras y desplazando cada segmento en aproximadamente 1/3 en relación con el elemento opuesto. Los elementos se fijan en la superficie con cinta o bridas de plástico.
- Después de fijar los segmentos de PPS, la tubería se baja a una zanja sobre un colchón de arena previamente preparado con un grosor de 150-200 mm; esto evitará que la carcasa aislante del calor se tuerza con una posible rotura.
- Luego, la zanja se cubre con tierra elevada a la superficie, se coloca el césped eliminado.
Instalación de carcasas PPP
Aislamiento de suministro de agua con cable eléctrico autorregulable
El aislamiento de una tubería de agua subterránea mediante el calentamiento de la tubería con un cable eléctrico es uno de los métodos efectivos para combatir la congelación con una ubicación poco profunda de la tubería de suministro de agua. El cable calefactor se puede utilizar a lo largo de toda la tubería o en una sección separada, también se sumerge dentro de la carcasa de la tubería o se deja afuera, en la superficie de la tubería. En el mercado de la construcción, los cables eléctricos se venden con accesorios para ingresar a la tubería, equipados con prensaestopas de goma de sellado, el cable en sí es corto y generalmente se ubica en la salida de la tubería de presión del pozo. En este lugar, la eficiencia de su uso es la más alta: el agua calentada fluirá a lo largo de toda la tubería desde el pozo hasta la casa, evitando que las tuberías se congelen. Además, el tendido del cable en el punto de unión de la tubería de presión de la bomba eléctrica con la línea de agua es técnicamente más fácil de implementar que en cualquier otro lugar más inaccesible, que generalmente está ausente en toda la tubería de agua.
Conjunto con cable autorregulador para instalación en tubería
El aislamiento de la tubería, cuando el suministro de agua está en el suelo y necesita calentarlo con un cable eléctrico desde el exterior, se realiza de la siguiente manera:
- Coloque la tubería de HDPE en la superficie de la tierra junto a la zanja, limpie el área en los lugares donde se coloca el cable eléctrico de la suciedad.
- Envuelven la superficie de la tubería en el punto de contacto con el cable eléctrico con cinta de aluminio revestida de papel de aluminio, lo que aumenta la conductividad térmica de la carcasa en el punto de contacto. Si el cable se coloca en línea recta a lo largo de la tubería, se pegan una o más tiras rectas de cinta adhesiva de aluminio; con la colocación en espiral del cable, toda la tubería se envuelve con cinta adhesiva.
- Después de colocar el cable calefactor, atorníllelo con la misma cinta de aluminio a la superficie de la tubería en toda su longitud.
- Para reducir las pérdidas de calor, es imperativo utilizar una capa exterior hecha de espuma de PPS, espuma de poliuretano PPU, que se coloca en la parte superior del alambre calefactor y se fija con cinta o bridas de plástico.
Consejo: si el cable corre en línea recta, es mejor comprar una carcasa con una ranura cortada en la cubierta interior para acomodar el cable eléctrico.
- Después de la instalación de la sección de calefacción, el cable para suministrar energía con cinta aislante o cinta se atornilla a la tubería a lo largo de toda la longitud y la estructura ensamblada se baja a la zanja, después de lo cual se rocía con tierra.
Instalación de un cable eléctrico calefactor en una tubería.
Para el aislamiento de tuberías de agua con suministro de agua individual, se utilizan con mayor frecuencia una carcasa de espuma económica y un cable eléctrico que se calienta automáticamente, a menudo se combinan ambos métodos. Realizar trabajos de instalación en la colocación de la carcasa aislante y el cable calefactor no causa ninguna dificultad particular y no requiere altas calificaciones, con conocimiento de la tecnología, todas las acciones en poco tiempo sin grandes costos laborales pueden ser realizadas por una sola persona.
Cómo aislar una tubería de agua en la calle.
Antes de abordar la instalación del aislamiento, debe decidir su tipo. Hoy en día, el mercado de materiales de aislamiento térmico puede presentar una amplia gama de calentadores especializados, diferentes en rendimiento, método de instalación y costo.
Entonces, puede aislar las tuberías de suministro de agua en la calle usando:
- Lana de vidrio... Este es quizás el aislamiento más asequible, que se utiliza, en mayor medida, para el aislamiento térmico de tuberías de metal-plástico. La lana de vidrio es liviana, resistente a la humedad y al calor, no está sujeta al moho, se pudre y no es comestible para los roedores. Sin embargo, dicho material requiere aislantes externos adicionales y su instalación requiere mayores precauciones.
- Basalto aislamiento... El aislamiento térmico de este tipo se fabrica en forma cilíndrica, lo que hace que su instalación sea sencilla y sencilla. La lana de basalto es incombustible, duradera, químicamente pasiva y respetuosa con el medio ambiente. Las desventajas del aislamiento solo se pueden atribuir a su costo bastante alto.
- Espuma de poliestireno... Este material termoaislante se utiliza tanto para el aislamiento de la tubería en exteriores como en interiores. Las ventajas de los tableros de poliestireno expandido incluyen un costo asequible, alta resistencia a la tracción y a la compresión, baja conductividad térmica. Sin embargo, el material no está clasificado como ignífugo y ecológico.
- Aislante de calor pinturas... Este método se considera el más innovador. La pintura termoaislante es una pasta espesa que resiste las bajas temperaturas y la humedad. Una capa de dicho aislamiento puede reemplazar el aislamiento con lana de vidrio y placas de poliestireno expandido. Además, la pintura también se puede utilizar para aislar una columna de agua en el exterior.
Algunas personas usan un cable calefactor para calentar las tuberías de agua fría, que se coloca a lo largo del sistema de suministro de agua y se envuelve alrededor de las tuberías. Este método de aislamiento es reconocido como el más efectivo, pero su instalación tiene muchos matices.
El aislamiento de tuberías con un cable en regiones con temperaturas extremadamente bajas requiere aislamiento hidráulico y térmico adicional con materiales no inflamables.
Además, para el aislamiento más efectivo, antes de instalar el sistema de cables, es necesario calcular la longitud, la sección transversal y la potencia del cable, para determinar el paso y el número de bobinas.
