PL241821B1 - Preizolowany rurociąg ciepłowniczy i sposób jego wytwarzania - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest preizolowany rurociąg (1) ciepłowniczy zbudowany z osłony (2) z tworzywa polimerowego, wewnątrz której występuje wzdłużna warstwa izolacyjna (3) zawierająca warstwę aluminiową, natomiast na obu końcach rurociągu znajdują się dekle izolacyjne (6) z otworami (4) na rury (8). Charakteryzuje się on tym, że wzdłużną warstwę izolacyjną (3) oraz dekle izolacyjne stanowi pianka (4) z usieciowanego polietylenu wraz ze zgrzaną do niej folią (5) zwierającą kolejno warstwę polietylenową bezpośrednio zgrzaną z pianką (4), warstwę poli(teraftalanu etylenu) i warstwę aluminiową, a pomiędzy rurami (8) a warstwą aluminiową istnieje swobodna przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób wytwarzania takiego rurociągu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest preizolowany rurociąg ciepłowniczy, którego struktura izolacyjna umożliwia znaczącą redukcję strat cieplnych. Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania rurociągu ciepłowniczego.

Znane są preizolowane rurociągi ciepłownicze, w których wykorzystywane są warstwy odbijające promieniowanie podczerwone. Z opisu patentowego US4054158 znana jest struktura rurociągu, w której co najmniej jedna warstwa folii lub arkusza o wysokim współczynniku odbicia jest owinięta spiralnie wokół zewnętrznej powierzchni przewodów (rur). Przekładki są przymocowane do jednej powierzchni folii, aby zapewnić, że każda warstwa folii, będąc spiralnie zwinięta, jest oddzielona w określonej odległości od następnej sąsiedniej warstwy. Te rozmieszczone w odstępie warstwy zwinięte spiralnie zapewniają odblaskową izolację, która skutecznie tłumi przepływ ciepła z przewodu/ów do zewnętrznej osłony rurociągu. Zespół kanału i spiralnie zwinięty zespół folii znajduje się w solidnej obudowie w celu ochrony izolacji podczas przenoszenia instalacji i użytkowania.

Z innego opisu patentowego US2007178283 znana jest warstwa izolacyjna w postaci laminatu, przeznaczonego w systemie izolacyjnym do elementów instalacyjnych takich jak rury, pojemniki i kanały wentylacyjne. Warstwa izolacyjna charakteryzuje się zewnętrzną warstwą wykonaną z folii metalowej, na przykład folii aluminiowej, o grubości w zakresie od 20 do 100 μm wraz z tworzywem sztucznym. Warstwa z tworzywa sztucznego może składać się z poli(tereftalanu etylenu), zwłaszcza o grubości w zakresie od 20 do 40 μm. Materiał powłokowy może zawierać termoplastyczną warstwę wiążącą, która jest przeznaczona do łączenia wspomnianego materiału powłokowego z systemem izolacyjnym, przy czym temperatura topnienia termoplastycznej warstwy wiążącej jest niższa niż temperatura topnienia warstwy tworzywa sztucznego (PET).

Z kolei w opisie patentowym GB1129764 ujawniono, że w izolowanym termicznie zespole podpory rury, jedna lub więcej rur swobodnie spoczywają na podłużn ie rozmieszczonych podporach na sztywnych spienionych elementach z tworzyw sztucznych. Takie ustawienie umożliwia swobodny boczny i osiowy ruch rur powodowany m.in. ich rozszerzalnością cieplną lub kurczeniem się bez uszkodzenia izolacji.

Istnieje potrzeba ulepszenia znanych rozwiązań izolacji rurociągów w celu dalszego ograniczania strat cieplnych związanych z przesyłek w rurociągach. Celem niniejszego wynalazku było opracowanie konkretnej struktury materiałowej umożliwiającej wytworzenie warstwy izolacyjnej w sposób prosty, a jednocześnie zapewniający dobre połączenie pia nki z folią zawierająca warstwę aluminiową, przy zapewnieniu szczelnie zamkniętej przestrzeni powietrznej, ograniczającej konwekcyjne straty cieplne.

Istotą wynalazku jest preizolowany rurociąg ciepłowniczy zbudowany z osłony z tworzywa polimerowego, wewnątrz której występuje wzdłużna warstwa izolacyjna, natomiast na obu końcach rurociągu znajdują się dekle izolacyjne z otworami na rury. Rurociąg ten charakteryzuje się tym, że wzdłużną warstwę izolacyjną oraz dekle izolacyjne stanowi pianka z usieciowanego polietylenu wraz ze zgrzaną do niej folią zwierającą kolejno warstwę polietylenową bezpośrednio zgrzaną z pianką, warstwę poli(teraftalanu etylenu) i warstwę aluminiową, a pomiędzy rurami a warstwą aluminiową istnieje przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu. Korzystnie warstwa aluminiowa folii jest dodatkowo pokryta ochronno-izolacyjną warstwą ceramiczną, korzystnie szkłem wodnym. Dobrze jest, gdy rurociąg zawiera dodatkowo lokalnie umieszczone krążki z otworami na rury, przy czym krążki wykonane są korzystnie z pianki z usieciowanego polietylenu. Pianka warstwy izolacyjnej i dekle izolacyjne korzystnie są połączone integralnie w jedną całość, szczelnie zamykając przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu.

Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania preizolowanego rurociągu ciepłowniczego, w którym najpierw formuje się warstwę izolacyjną, którą następnie deformuje się zmniejszając jej objętość tak, aby umieścić ją w osłonie, a następnie kształtuje się ją tak, aby utworzyła możliwie szczelną wewnętrzną warstwę izolacyjną, po czym umieszcza się we wnętrzu rurociągu rury, a na końce rurociągu zakłada się dekle izolacyjne. Sposób ten charakteryzuje się tym, że warstwę izolacyjną przed deformacją i umieszczeniu w osłonie wytwarza się poprzez zgrzanie termiczne pianki usieciowanego polietylenu z folią składającą się kolejno z warstwy polietylenowej, warstwy poli(teraftalanu etylenu) i warstwy aluminiowej, przy czym folię podgrzewa się do temperatury w zakresie co najmniej 95°C i przyciska stroną jej warstwy polietylenowej do pianki uzyskując trwałe połączenie adhezyjne. Korzystne jest, jeżeli folia i pianka dociskane są wzajemnie układem wałków, z których ten od strony folii

PL 241 821 B1 jest ogrzewany i/lub złącze rozwijanej folii i pianki ogrzewa się strumieniem gorącego gazu, a poprzez wałki następuje wzajemny docisk pianki i folii. Dobrze, jeżeli przed zgrzaniem pianki z folią, warstwa aluminiowa folii pokrywana jest warstwą szkła wodnego. Opcjonalnie, przed umieszczeniem rur wewnątrz preizolowanego rurociągu na rury nakładane są krążki, które zapobiegają spoczywaniu tych rur na odblaskowej warstwie aluminiowej i jednocześnie umożliwiają ich wprowadzenie do rurociągu w sposób zapobiegający uszkodzeniu tej warstwy. Dobrze, gdy ze skrajnych fragmentów rurociągu, z izolacji, usuwa się folię, a po nałożeniu w tym miejscu dekli izolacyjnych, zgrzewa się je z pianka warstwy izolacyjnej.

Korzystnym skutkiem według wynalazku jest opracowana struktura materiałowa umożliwiająca wytworzenie warstwy izolacyjnej w sposób prosty, a jednocześnie zapewniający dobre połączenie pianki z folią zawierająca warstwę aluminiową, przy zapewnieniu zamkniętej powietrznej przestrzeni izolacyjnej wewnątrz rurociągu. Jak potwierdziły badania laboratoryjne, szczelne zamknięcie całej wewnętrznej przestrzeni wewnątrz rurociągu wraz z aluminiową warstwą odblaskową przyniosło znaczącą redukcję strat energii cieplnej związanej z przeszyłem.

Przykład realizacji wynalazku został zobrazowany rysunkiem, na którym poszczególne figury przedstawiają:

fig. 1 - strukturę rurociągu ciepłowniczego;

fig. 2 - przekrój A-A rurociągu wskazany na fig. 1;

fig. 3 - strukturę warstwową folii;

fig. 4 - końcowy fragment rurociągu ciepłowniczego z deklem izolacyjnym;

fig. 5 - końcowy fragment rurociągu ciepłowniczego z deklem izolacyjnym (przekrój poprzeczny); fig. 6 - etap zgrzewania folii z pianką w sposobie wytwarzania rurociągu.

P r z y k ł a d realizacji

Preizolowany rurociąg 1 ciepłowniczy w przykładzie realizacji zbudowany był z karbowanej osłony (2) z polietylenu. Wewnątrz tej osłony umieszczono rozłącznie warstwę izolacyjną 3. Warstwę izolacyjną 3 stanowiły: pianka 4 z usieciowanego polietylenu (PEX), do którego zgrzano termicznie folię 5. Folia 5 zwierała warstwę z polietylenu (5a) bezpośrednio zgrzaną do pianki 4, warstwę z poli(teraftalanu etylenu) (5b) zmetalizowaną warstwą aluminium (5c). Grubości poszczególnych warstw folii 5 wynosiły: warstwy z polietylenu 5a około 15 μm, warstwy z poli(tereftalanu etylenu) 5b około 12 μm i warstwy aluminium 5c o grubości około 0,3 μm. W przykładzie realizacji zastosowano komercyjnie dostępną folię 5 typu POLYPO PETm/PE (EKOMAT, Czechy). Folia ta 5 była zgrzana termicznie z pianką 4 z usieciowanego polietylenu PEX po jej wcześniejszym podgrzaniu do temperatury około 120°C i dociśnięciu do pianki 4. Warstwa aluminium 5c pełniła rolę zwierciadła promieniowania podczerwonego. Na obu końcach rurociągu wpasowane były dekle izolacyjne 6 z otworami 7 na rury 8 ciepłownicze połączone szczelnie z pianką 4. W przykładzie realizacji każdy z dekli 6 zawierał po dwa otwory 7. Dekle izolacyjne 6 wykonane były również ze spienionego polietylenu (PEX) i zgrzane z folią 5 analogicznie jak folia 5 z pianką 4. Ze skrajnych fragmentów rurociągu, z izolacji 3 usunięto folię 5, a po nałożeniu w tym miejscu dekli izolacyjnych 6, zgrzano je palnikiem gazowym z pianką 4. W ten sposób uzyskano szczelną przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu otoczoną warstwą odblaskowej folii 5. Rurociąg zawierał krążki 9 wykonane ze spienionego usieciowanego polietylenu, umieszczane lokalnie, w odstępach około 1,5 m. Krążki te 9 zawierały otwory na rury 8. W przykładzie realizacji warstwa aluminiowa 5c pokryta była dodatkowo szkłem wodnym, które uformowało ochronno-izolacyjną warstwą ceramiczną, która: zabezpieczała tę warstwę 5c przed mechanicznym uszkodzeniem instalowanych rur 8, poprawiała izolacyjność rurociągu, a przede wszystkim zapobiegała osadzaniu się pyłów na warstwie aluminiowej (5c) ograniczających skuteczność reflektancji promieniowania podczerwonego.

Sposób według wynalazku, w przykładzie realizacji, polegał w pierwszym etapie na pokryciu szkłem wodnym warstwy aluminiowej 5c folii 5, a następnie, po wysuszeniu tej folii 5, formowano wzdłuży obszaru styku usieciowanej pianki 4 polietylenowej (PEX) i folii składającej się z warstw polietylenu, poli(tereftalanu etylenu) i aluminium, przy czym w bezpośrednim kontakcie były pianka 4 i warstwa polietylenowa 5a folii 5. Arkusz pianki 4 wraz z folią 5 rozwijaną z rolki (10) ściskane były pomiędzy wałkami 11a, 11b, z których jeden 11a był ogrzewany do temperatury około 120°C. Wałek 11a ogrzewany był wskutek przepływu w jego wnętrzu termostatowanego oleju o temperaturze około 120°C. W innym przykładzie realizacji w obszar złącza Z dozowano strumień gorącego powietrza, a wałki 11a, 11b ściskały wzajemnie nagrzane piankę 4 i folię 5. Z tak wykonanej warstwy izolacyjnej 3 wycinano również dekle 6, a w nich otwory 7. Dekle te 6 były umieszczane na obu końcach ruro

PL 241 821 B1 ciągu. W kolejnym etapie na rury 8 nakładane były krążki 9 z otworami na rury 8, które zapobiegają spoczywaniu tych rur 8 na odblaskowej warstwie aluminiowej 5c i jednocześnie umożliwiają ich wprowadzenie do rurociągu w sposób zapobiegający uszkodzeniu tej warstwy 5c. W ostatnim etapie w ostatnim etapie wytwarzania rurociągu, ze skrajnych jego fragmentów, z pianki 4 usunięto folię 5, a po nałożeniu w tym miejscu dekli izolacyjnych 6, zgrzano je palnikiem gazowym z pianką 4. W ten sposób uzyskano szczelną przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu otoczoną warstwą aluminiową 5c.

Claims (9)

1. Preizolowany rurociąg (1) ciepłowniczy zbudowany z osłony (2) z tworzywa polimerowego, wewnątrz której występuje wzdłużna warstwa izolacyjna (3) zawierająca warstwę aluminiową (5c), natomiast na obu końcach rurociągu znajdują się dekle izolacyjne (6) z otworami (7) na rury (8), znamienny tym, że wzdłużną warstwę izolacyjną (3) oraz dekle izolacyjne (6) stanowi pianka (4) z usieciowanego polietylenu wraz ze zgrzaną do niej folią (5) zwierającą kolejno warstwę polietylenową (5a) bezpośrednio zgrzaną z pianką (4), warstwę (5b) poli(teraftalanu etylenu) i warstwę aluminiową (5c), a pomiędzy rurami (8) a warstwą aluminiową (5c) istnieje przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu.

2. Preizolowany rurociąg (1) według zastrz. 1, znamienny tym, że odblaskowa warstwa aluminiowa (5c) folii (5) jest pokryta dodatkowo ochronno-izolacyjną warstwą ceramiczną, korzystnie szkłem wodnym.

3. Preizolowany rurociąg (1) według zastrz. od 1 do 2, znamienny tym, że zawiera dodatkowo lokalnie umieszczone krążki (9) z otworami na rury (8), przy czym krążki (9) wykonane są korzystnie z pianki z usieciowanego polietylenu.

4. Preizolowany rurociąg (1) według zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że warstwa pianka (4) i dekle izolacyjne (6) są połączone integralnie w jedną całość, szczelnie zamykając przestrzeń powietrza wewnątrz rurociągu.

5. Sposób wytwarzania preizolowanego rurociągu ciepłowniczego (1) polegający na tym, że najpierw formuje się warstwę izolacyjną (3), którą następnie deformuje się zmniejszając jej objętość tak, aby umieścić ją w osłonie (2), a następnie kształtuje się ją tak, aby utworzyła możliwie szczelną wewnętrzną warstwę izolacyjną (3), po czym umieszcza się we wnętrzu rurociągu (1) rury (8), a na końce rurociągu (1) zakłada się dekle izolacyjne (6) znamienny tym, że warstwę izolacyjną (3) przed deformacją i umieszczeniu w osłonie (2) wytwarza się poprzez zgrzanie termiczne pianki (4) usieciowanego polietylenu z folią (5) składającą się z kolejno z warstwy polietylenowej (5a), warstwy (5b) poli(teraftalanu etylenu) i warstwy aluminiowej (5c), przy czym folię (5) podgrzewa się do temperatury w zakresie co najmniej 95°C i przyciska stroną jej warstwy polietylenowej (5a) do pianki (4) uzyskując trwałe połączenie adhezyjne.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że folia (5) i pianka (4) dociskane są wzajemnie układem wałków (11a, 11 b), z których ten od strony foli (5) jest ogrzewany i/lub złącze (Z) rozwijanej folii (5) i pianki (4) ogrzewa się strumieniem gorącego gazu, a poprzez wałki (11a, 11lb) następuje wzajemny docisk pianki (4) i folii (5).

7. Sposób według zastrz. od 5 do 6, znamienny tym, że przed zgrzaniem pianki (4) z folią (5), warstwa aluminiowa (5c) folii (5) pokrywana jest warstwą szkła wodnego.

8. Sposób według zastrz. od 5 do 7, znamienny tym, że przed umieszczeniem rur (8) wewnątrz preizolowanego rurociągu (1) na rury nakładane są krążki (9), które zapobiegają spoczywaniu tych rur (8) na odblaskowej warstwie aluminiowej (5c) i jednocześnie umożliwiają ich wprowadzenie do rurociągu w sposób zapobiegający uszkodzeniu tej warstwy (8c).

9. Sposób według zastrz. od 5 do 8, znamienny tym, że ze skrajnych fragmentów rurociągu, z izolacji (3) usuwa się folię (5), a po nałożeniu w tym miejscu dekli izolacyjnych (6), zgrzewa się je z pianką (4).