Teplotnรก rozลฅaลพnosลฅ potrubnรฝch vedenรญ
Neoddeliteฤพnou sรบฤasลฅou nรกvrhu vykurovacieho systรฉmu je rieลกenie teplotnej rozลฅaลพnosti potrubnรฉho vedenia. Vย ลพiadnom normatรญvnom predpise vลกak nie je danรฉ, ako sa musรญ vย projekte rieลกiลฅ upevnenie potrubia aย jeho dilatรกcie. Vย rรกmci tejto problematiky si treba uvedomiลฅ, ลพe projekt tepelnej techniky musรญ byลฅ vย prvom rade takรฝ, aby bolo dielo realizovateฤพnรฉ aย funkฤnรฉ!
Projektant nemusรญ do projektovej dokumentรกcie zaznamenรกvaลฅ detailnรฝ systรฉm kotvenia potrubia, mal by vลกak oย systรฉme kotvenia aย upevnenia uvaลพovaลฅ, aby sa dielo dalo vรดbec realizovaลฅ. To istรฉ platรญ oย dilatรกcii, ktorรก mรก zaruฤiลฅ sprรกvnu funkฤnosลฅ potrubnรฉho vedenia pri vลกetkรฝch teplotnรฝch stavoch. Systรฉm kotvenia aย uloลพenia potrubnรฉho vedenia je preto vลพdy lepลกie opรญsaลฅ vย projektovej dokumentรกcii, aย to najmรค pri vรคฤลกรญch dimenziรกch potrubรญ, keฤ je upevnenie nevyhnutnรฉ rieลกiลฅ vzhฤพadom na vzniknutรฉ sily pรดsobiace vย mieste kotvenia do stavebnej konลกtrukcie.Je tu vลกak jeden zรกvaลพnรฝ nedostatok โ celรฝ rad projektov sรญce rieลกi teplotnรบ rozลฅaลพnosลฅ ฤi predpisuje umiestnenie vlnovcovรฝch kompenzรกtorov teplotnej rozลฅaลพnosti, opomรญna vลกak druhรฝ faktor, ktorรฝ je rovnako dรดleลพitรฝ ako samotnรก kompenzรกcia. Je nรญm vhodnรก voฤพba upevnenia potrubia vย mieste kompenzรกcie, ktorรก mรก zaistiลฅ sprรกvne osovรฉ vedenie. ฤasto sa zabรบda na efekt โnafรบknutiaโ kompenzรกtora uลพ od pretlaku pri tlakovej skรบลกke. ฤalej je nevyhnutnรฉ zabezpeฤiลฅ prรญstup kย vlnovcovรฝm kompenzรกtorom, aby ich bolo moลพnรฉ skontrolovaลฅ alebo vย prรญpade netesnosti dotiahnuลฅ. Zย toho vyplรฝva, ลพe kompenzรกtor vย ลพiadnom prรญpade nemoลพno zamurovaลฅ do steny alebo zaliaลฅ do podlahovej konลกtrukcie.
Pri rieลกenรญ teplotnej rozลฅaลพnosti potrubรญ treba stanoviลฅ okrajovรฉ teplotnรฉ podmienky, ktorรฉ mรดลพu nastaลฅ vย potrubรญ alebo aj vย jeho okolรญ. Zรกroveล treba sprรกvne urฤiลฅ teplotnรฝ faktor rozลฅaลพnosti pre danรฝ materiรกl potrubia.
Urฤenie teplotnej rozลฅaลพnosti potrubia
Teplotnรก rozลฅaลพnosลฅ
Urฤรญ sa podฤพa vzorca
ย
ฮlx = l . ฮฑ . ฮtย ย ย (1)
ย
kde
ย ย ย lย ย ย jeย ย ย dฤบลพka รบseku (m),
ย ย ย ฮฑย ย ย โย ย ย sรบฤiniteฤพ teplotnej rozลฅaลพnosti materiรกlu (K-1),
ย ย ย ฮtย ย ย โย ย ย rozdiel teplรดt (najvyลกลกej teploty teplonosnej kvapaliny aย najniลพลกej teploty okolia; Dt = tm โ ti).
ย
Sรบฤinitele teplotnej rozลฅaลพnosti potrubnรฝch materiรกlov
- meฤ โ 1,7 . 10-5 (K-1),
- oceฤพ โ 1,2 . 10-5 (K-1),
- hlinรญk โ 2,38 . 10-5 (K-1).
ย
Teplotnรก rozลฅaลพnosลฅ potrubia zรกvisรญ od dฤบลพky potrubia (l) aย rozdielu teplรดt (ฮt)
Teplotnรก rozลฅaลพnosลฅ potrubia pri konkrรฉtnych materiรกloch
Pri teplote teplonosnej lรกtky 75 ยฐC aย teplote okolia 20 ยฐC je teplotnรก rozลฅaลพnosลฅ potrubia:
- meฤ โ 1 mm/m,
- oceฤพ โ 0,7 mm/m,
- hlinรญk โ 1,3 mm/m.
Teplotnรบ rozลฅaลพnosลฅ potrubia moลพno rieลกiลฅ viacerรฝmi spรดsobmi โ osovou alebo tvarovou kompenzรกciou, priฤom osovรบ kompenzรกciu moลพno realizovaลฅ buฤ osovรฝmi kompenzaฤnรฝmi vsuvkami, alebo U-kompenzรกtormi.
ย
Vรฝpoฤet osovej sily do pevnรฉho bodu pri leลพatom rozvode
Vรฝpoฤet sa realizuje podฤพa vzorca
ย
FOS = FD + FTย + FP (N)ย ย ย (2)
ย
priฤom platรญ, ลพe:
ย
FP = pmax . A0 (N) ย ย ย (3)
ย
kde FP je sila od pretlaku vย potrubรญ, sย ktorou sa poฤรญta len pri vlnovcovรฝch alebo gumovรฝch kompenzรกtoroch; ide oย sรบฤin maximรกlneho pretlaku vย sรบstave pmax (Pa) aย aktรญvnej plochy kompenzรกtora A0 (m2), ktorรฝ udรกva vรฝrobca.
ย
FT = mp . ยต . g (N)ย ย ย (4)
ย
kde FT je sila do pevnรฉho bodu od ostatnรฝch podpier vplyvom trenia vย tรฝchto podperรกch; ide oย sรบฤin celkovej hmotnosti potrubia na trase mp (kg), sรบฤiniteฤพa trenia podpier ยต (โ) aย gravitaฤnรฉho zrรฝchlenia g (m/s2).
ย
FD = kย . DL (N)ย ย ย (5)
ย
kde FD je sila vplyvom dilatรกcie potrubia; ide oย sรบฤin tuhosti kompenzaฤnรฉho prvku kย (N/m) aย vypoฤรญtanรฉho predฤบลพenia potrubia DL (m).
Tuhosลฅ vlnovcovรฝch kompenzรกtorov uvรกdza vรฝrobca, aย keฤลพe je veฤพmi nรญzka (od 6 do 30ย (N/mm)), tvorรญ zanedbateฤพnรบ zloลพku. Pri tvarovรฝch kompenzรกtoroch treba ฤerpaลฅ zย tabuliek, diagramov alebo softvรฉru. Zรกroveล ich vลกak treba kontrolovaลฅ, aby sa neprekroฤilo dovolenรฉ ohybovรฉ napรคtie rรบrky.
ย
Vรฝhody aย nevรฝhody jednotlivรฝch systรฉmov kompenzรกcie
Osovรฝ vlnovcovรฝ kompenzรกtor
Medzi jeho pozitรญva patrรญ znaฤnรก kompenzรกcia sย minimรกlnymi nรกrokmi na priestor.
Medzi negatรญva patrรญ:
- nutnosลฅ zachovaลฅ prรญstup na kontrolu aย moลพnรฉ dotiahnutie,
- zmรคkฤenie potrubia vย mieste vlnovcovรฉho kompenzรกtora,
- zloลพitejลกรญ postup montรกลพe, najmรค vย prรญpade kotvenia.
ย
Tvarovรก kompenzรกcia
Medzi jej pozitรญva patrรญ, ลพe:
- ju moลพno pouลพiลฅ pod povrchom bez nutnosti zachovania prรญstupu,
- ju moลพno vytvoriลฅ priamo na stavbe (pozor vลกak na navrhnutรฝ rรกdius oblรบkov, ktorรฉ hrajรบ podstatnรบ รบlohu vย nรกvrhu!),
- zostรกva zachovanรก rovnakรก tuhosลฅ vย celom potrubรญ.
Medzi negatรญva patrรญ skutoฤnosลฅ, ลพe kompenzรกtor vย priamom รบseku aj pri malej diaฤพkovej rozลฅaลพnosti zaberรก znaฤnรฝ priestor aย mรดลพe spรดsobovaลฅ veฤพkรฉ komplikรกcie vย koordinรกcii sย predmetmi inรฝch profesiรญ.
Negatรญvne prejavy potrubnรฝch rozvodov
Vย praxi sa stรกle stretรกvame sย problรฉmami pri samotnej realizรกcii upevnenia potrubia vzhฤพadom na jeho teplotnรบ dilatรกciu. Problรฉmy nie sรบ takรฉ vรฝraznรฉ, pretoลพe dielo je do istej miery funkฤnรฉ, moลพno vลกak vidieลฅ prรญpady, pri ktorรฝch dรดjde kย deลกtrukcii niektorรฝch ฤastรญ potrubia ฤi zariadenia, alebo dokonca ฤastรญ stavebnej konลกtrukcie.
Veฤพkou tรฉmou sรบ osovรฉ (vlnovcovรฉ) kompenzรกtory. Ak sรบ na potrubnej trase prรกve tieto prvky, treba dodrลพaลฅ niekoฤพko zรกsad sprรกvneho upevnenia potrubia naย zaistenie funkฤnosti celรฉho systรฉmu. Vย praxi moลพno vidieลฅ tieto problรฉmy:
- nedostatoฤne zaistenรฉ osovรฉ vedenie pred kompenzรกtorom aย za nรญm, pre ktorรฉ potom dรดjde kย vyoseniu kompenzรกtora (obr. 1),
- nesprรกvne dimenzovanie alebo dokonca ลพiadny nรกvrh pevnรฝch bodov, ฤoho dรดsledkom je veฤพkรก dilatรกcia, ฤiลพe roztiahnutie kompenzรกtora iba natlakovanรญm systรฉmu,
- poruลกenie pevnรฉho bodu na potrubnom vedenรญ sย kompenzรกtorom vplyvom nesprรกvneho nรกvrhu/vรฝpoฤtu sรญl do pevnรฉho bodu.
Moลพno sa stretnรบลฅ aj sย ฤalลกรญmi chybami upevnenia potrubia, ktorรฉ nesรบvisia sย jeho kompenzรกciou. Ide oย deลกtrukciu upevลovacieho materiรกlu โ naprรญklad objรญmok โ vplyvom trvalรฝch veฤพkรฝch vibrรกciรญ potrubia (obr. 2) alebo vplyvom hydraulickรฝch rรกzov, naprรญklad pri otvorenรฝch chladiacich rozvodoch od chladiacich veลพรญ. ฤalลกรญm neลพiaducim javom mรดลพe byลฅ preลฅaลพenie zdruลพenรฝch zรกvesov postupnรฝm pridรกvanรญm zaลฅaลพenia. Na obr. 3 vidieลฅ skrรบtenรฝ aย prehnutรฝ spoloฤnรฝ nosnรญk.
Osovรก kompenzรกcia
Vรฝhoda pouลพitia osovรฝch (vlnovcovรฝch) kompenzรกtorov spoฤรญva vย minimรกlnej priestorovej nรกroฤnosti oproti tvarovรฝm kompenzรกtorom. Pri ich nรกvrhu vลกak treba reลกpektovaลฅ zรกkladnรฉ pravidlรก, ktorรฉ sรบ na sprรกvnu funkciu tรฝchto kompenzรกtorov nevyhnutnรฉ:
- pri pouลพitรญ osovรฝch kompenzรกtorov treba maลฅ na danej trase vลพdy navrhnutรฉ pevnรฉ body,
- vรฝpoฤet sรญl do pevnรฝch bodov musรญ zohฤพadลovaลฅ prรกve aj zloลพku od โnafรบknutiaโ kompenzรกtora vplyvom pretlaku (sila na pevnรฝ bod od pretlaku potrubรญ je FP = pmax . A0 , kde A0 je aktรญvna plocha kompenzรกtora udรกvanรก vรฝrobcom; zreteฤพne vidieลฅ, ลพe ฤรญm je vyลกลกรญ pretlak vย potrubรญ, tรฝm vรคฤลกia je sila na pevnรฝ bod; na obr. 4 moลพno vidieลฅ vรฝpoฤet sรญl do pevnรฝch bodov pomocou softvรฉru),
- pri kompenzรกtore treba vลพdy zaistiลฅ osovรฉ vedenie potrubia (odporรบฤame dve podpery pred aย dve podpery za nรญm) tak, aby nemohlo dรดjsลฅ kย jeho vyoseniu (obr. 5),
- zรกroveล treba sprรกvne navrhnรบลฅ dilataฤnรบ schopnosลฅ kompenzรกtora aย poฤรญtaลฅ sย jeho tuhosลฅou (sila do pevnรฉho bodu od kompenzรกcie je sรบฤinom tuhosti kompenzรกtora aย dilatรกcie),
- netreba zabรบdaลฅ ani na sprรกvny postup montรกลพe kompenzaฤnรฉho prvku. Tlakovรฉ alebo ลฅahovรฉ napรคtia pri montรกลพi mรดลพu spรดsobovaลฅ trhlinky, ktorรฉ vznikajรบ pnutรญm vย kompenzaฤnej vloลพke. Kompenzรกtory preto treba uloลพiลฅ bez zaลฅaลพenia. Pri montรกลพi stรบpacรญch potrubรญ nesmie hmotnosลฅ potrubia nikdy leลพaลฅ na dilataฤnom prvku, ale musรญ sa zachytรกvaลฅ naprรญklad pevnรฝm bodom. Bezpodmieneฤne sa musรญ zabrรกniลฅ krรบteniu! Pred inลกtalรกciou vlnovcovรฉho kompenzรกtora treba vytvoriลฅ pevnรฝ bod, aย tak zafixovaลฅ potrubie proti axiรกlยญnemu pohybu. Klznรฉ body sรบ urฤenรฉ na zabezpeฤenie sprรกvneho osovรฉho vedenia aย zamedzujรบ moลพnรฉ vyboฤenie zย osi. Vzdialenosลฅ medzi kompenzรกtorom aย pevnรฝm alebo klznรฝm bodom by mala byลฅ dvojnรกsobkom priemeru potrubia.
Obr. 5 Pri kompenzรกtore treba vลพdy zaistiลฅ osovรฉ vedenie potrubia tak, aby nemohlo dรดjsลฅ kย jeho vyoseniu
Ing. Josef Pouba, Ing. Vratislav Valenta
Foto aย obrรกzky: Meibes
J. Pouba pรดsobรญ vย spoloฤnosti Meibes, V. Valenta vย spoloฤnosti Hilti ฤR.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZBย HAUSTECHNIK.