Учебное пособие: Системы теплогазоснабжения и вентиляции
Тепловая изоляция
предусматривается для линейных участков трубопроводов тепловых сетей, арматуры,
фланцевых соединений, компенсаторов и опор труб для надземной, подземной канальной
и бесканальной прокладки. При выборе материалов теплоизоляционных конструкций
трубопроводов, прокладываемых в жилых, общественных и производственных зданиях
и проходных тоннелях, следует учитывать требования норм проектирования на эти
объекты в части пожарной опасности.
Для изоляции арматуры,
сальниковых компенсаторов и фланцевых соединений следует применять
преимущественно съемные теплоизоляционные конструкции.
В качестве
теплоизоляционного слоя в этих конструкциях наибольшее применение в практике
находят теплоизоляционные изделия на основе минерального и стеклянного волокна,
выпускаемые различными предприятиями по ГОСТ 21880-94, ГОСТ 9573-96, ГОСТ
10499-95 и Техническим условиям (ТУ) производителей.
Эффективными
теплоизоляционными изделиями для прокладываемых в каналах трубопроводов
тепловых сетей являются цилиндры из минеральной ваты и стекловолокна.
Преимуществом импортных изделий является их формостабильность и технологичность
при монтаже. Применение формостабильных теплоизоляционных изделий обеспечивает
снижение трудозатрат при монтаже теплоизоляции тепловых сетей в каналах.
В конструкциях
теплоизоляции подземных трубопроводов канальной прокладки с учетом возможного
попадания в конструкцию капельной влаги рекомендуется применять только
гидрофобизированные теплоизоляционные материалы. Для ограничения увлажнения
волокнистой теплоизоляции при надземной и подземной канальной прокладке по
теплоизоляционному слою устанавливается защитное покрытие из гидроизоляционных
материалов. В отечественной практике в конструкциях с минераловатными и
стекловатными утеплителями при прокладке в каналах используются стеклопластики
по ТУ 6-48-87-92, ТУ 36.16.22-68-95, ТУ 6-48-00204961-14-90, изол, гидроизол,
полимерные пленки и штукатурные покрытия. При надземной прокладке применяются
преимущественно металлические покрытия из оцинкованной стали и алюминиевых
сплавов.
Перспективным
теплоизоляционным материалом для трубопроводов тепловых сетей с температурным
графиком 95–70°C в проходных и непроходных каналах и систем горячего
водоснабжения, прокладываемых в технических подпольях и подвалах зданий,
является вспененный каучук.
Для трубопроводов
тепловых сетей подземной бесканальной прокладки применяются преимущественно
предварительно изолированные в заводских условиях трубы с гидроизоляционным
покрытием, исключающим возможность увлажнения изоляции в процессе эксплуатации.
В качестве основного теплоизоляционного слоя в конструкциях
теплоизолированных трубопроводов бесканальной прокладки по СНиП 2.04.07-86* и
СНиП 2.04.14-88 рекомендуется применять армопенобетон (АПБ), пенополимерминерал
(полимербетон) и пенополиуретан (ППУ).
Применявшиеся ранее
конструкции на основе битумоперлита, битумовермикулита, битумокерамзита,
фенольных пенопластов (ФРП-1, ФЛ) по физико-техническим и эксплуатационным
характеристикам уже не отвечают современным требованиям, в частности, нормам
плотности теплового потока по изменению № 1 к СНиП 2.04.14-88. Эти
материалы могут использоваться при соответствующем технико-экономическом
обосновании в условиях, когда отсутствуют указанные выше, эффективные
теплоизоляционные материалы.
Трубы с армопенобетонной
изоляцией диаметром от 57 до 1 420 мм выпускаются по ТУ 4859-002-03984155-99.
Современный армопенобетон характеризуется низкой плотностью (200–250 кг/м3)
и теплопроводностью (0,05 Вт/(м•К)) при высокой прочности на сжатие (не менее
0,7 МПа). К преимуществам АПБ относятся его негорючесть, высокая температура
применения (до 300°C), отсутствие коррозионного воздействия на стальные трубы,
паропроницаемость гидрозащитного покрытия и, как следствие, долговечность.
Предызолированные трубы с изоляцией из армопенобетона могут применяться во всем
диапазоне температур теплоносителя как в водяных, так и в паровых тепловых
сетях всех видов прокладки, включая подземную бесканальную, подземную в
проходных и непроходных каналах и надземную прокладку.
Предварительно
изолированные в заводских условиях трубы с тепловой изоляцией на основе ППУ и
защитным покрытием из полиэтилена высокой плотности по ГОСТ 30732-2001
применяются для тепловых сетей подземной бесканальной прокладки с температурой
теплоносителя до 130°C. Теплопроводы оборудованы системой оперативного
дистанционного контроля технического состояния теплоизоляции, позволяющей
своевременно обнаруживать и устранять возникающие дефекты.
К преимуществам
теплопроводов с ППУ-изоляцией относят низкий коэффициент теплопроводности ППУ
(0,032–0,035 Вт/(м•К)), технологичность при изготовлении и при монтаже теплопроводов,
долговечность при соблюдении требований монтажа и эксплуатации.
Ограничения в применении
ППУ-изоляции в тепловых сетях определяются допустимой температурой применения (130°C), горючестью, высокой дымообразующей способностью и токсичностью выделяемых при горении
компонентов.
Предельная максимальная
температура применения 130°C не позволяет использовать ППУ для изоляции
трубопроводов водяных тепловых сетей, работающих по температурным графикам 150–70
и 180–70°C и паропроводов. Следует отметить, что ГОСТ 30732-2001 допускает
применение ППУ при кратковременном повышении температуры до 150°C.
Пенополиуретан при
испытаниях по ГОСТ 30244, в зависимости от рецептуры, относится к группам Г3 и
Г4, что ограничивает возможность его применения для тепловой изоляции
трубопроводов тепловых сетей, надземной прокладки и подземной в проходных и
непроходных каналах и тоннелях. Пенополимерминерал (полимербетон)
разработан Институтом ВНИПИЭнер-гопром и более 20 лет применяется в
конструкциях тепловой изоляции трубопроводов диаметром до 500 мм, изготавливаемых по ТУ 5768-006-00113537-2001. Характеризуется интегральной структурой,
совмещающей функции теплоизоляционного слоя и гидроизоляционного покрытия.
Имеет температуру применения до 150°C, при испытаниях на горючесть по ГОСТ
30244 относится к группе Г1.
В соответствии с
требованиями СНиП 2.04.14-88 теплоизоляционные материалы, применяемые для
тепловой изоляции трубопроводов бесканальной прокладки, должны иметь прочность
на сжатие не менее 0,4 МПа.
Технические
характеристики материалов, рекомендуемых к применению в качестве
теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов
бесканальной прокладки, приведены в табл. При бесканальной прокладке
трубопроводов расчетный коэффициент теплопроводности основного
теплоизоляционного слоя в конструкции lk определяется с учетом возможного
увлажнения при эксплуатации. Коэффициент, учитывающий увеличение
теплопроводности теплоизоляционного материала при увлажнении, в настоящее время
принимается по СНиП 2.04.14-88 и в зависимости от вида теплоизоляционного
материала и влажности грунта по ГОСТ 25100 имеет значения в пределах 1,0–1,15.
Следует отметить, что значения этих коэффициентов подлежат уточнению с учетом
эффективности применяемых в современной практике гидроизоляционных покрытий.
Так, для труб с ППУ-изоляцией в оболочке из полиэтилена высокой плотности и
системой контроля влажности этот коэффициент может быть принят равным 1
независимо от влажности грунта. Для труб с армопенобетонной изоляцией и
паропроницаемым гидроизоляционным покрытием и труб с пенополимерминеральной
изоляцией с интегральной структурой, допускающих возможность высыхания
теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации, коэффициент увлажнения,
вероятно, может быть снижен до значений 1,05 в маловлажных и влажных грунтах и
1,1 в насыщенных водой грунтах по ГОСТ 25100.
При бесканальной
прокладке трубопроводов тепловых сетей не рекомендуется применение
теплоизоляционных конструкций на основе штучных теплоизоляционных изделий с
устройством гидроизоляционного покрытия на месте монтажа для линейных участков
трубопроводов.
Практические расчеты
тепловой изоляции трубопроводов в канале и при бесканальной прокладке
выполняются с удовлетворительной для практики точностью по инженерным
методикам, учитывающим термическое сопротивление теплоизоляционного слоя и
термическое сопротивление стенок канала и грунта, сопротивление теплоотдаче на
границе теплоизоляции и стенок канала с воздухом в канале. Термическое
сопротивление грунта рассчитывается по формуле Форхгеймера, учитывающей
теплопроводность грунта в условиях эксплуатации, диаметр теплопровода и глубину
его заложения. При двухтрубной прокладке учитывается взаимное тепловое влияние
подающего и обратного теплопровода. В практике проектирования тепловых сетей
при двухтрубной прокладке трубопроводов одного диаметра толщина
теплоизоляционного слоя обратного трубопровода с учетом монтажных требований
принимается равной толщине теплоизоляции подающего трубопровода.
Экономически оптимальная
толщина теплоизоляционного слоя для заданного типа прокладки определяется по
минимуму суммы капитальных затрат на устройство изоляции и эксплуатационных
расходов с учетом стоимости используемых материалов и тепловой энергии в
конкретном регионе. Стоимостные показатели рекомендуемых к применению
теплоизоляционных материалов являются одним из определяющих факторов при оценке
их сравнительной технико-экономической эффективности.
Теплопотери через
ограждающие конструкции напрямую зависят от разницы температуры внутри
помещения и температуры снаружи. Распределение же температуры внутри помещений
не равномерно – это видно на рисунке, фотография сделана инфракрасной камерой.
Слева – в комнате
установлен радиатор, справа – смонтирована система напольного отопления.
Теплопотери же определяются температурой воздуха у ограждающих конструкций, то
есть у окон. Для радиаторной системы отопления для того, чтобы получить в
помещении 20 – 22 градуса необходимо перегреть зону у окна до 26 – 40 градусов
(температура максимальна за отопительным прибором и у потолка, где собирается
теплый воздух). При напольном же отоплении перегрева не происходит. В
зависимости от высоты потолка экономия энергии при использовании напольного
отопления, по сравнению с радиаторной системой отопления, составляет 10 – 20%.
При потолках выше 4 метров экономия может быть и больше.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 |