Jaká by měla být povrchová teplota izolace?

Normy a pravidla pro navrhování tepelné izolace potrubí tepelných sítí

V roce 2012 byla aktualizována řada regulačních dokumentů, které podléhají povinné aplikaci pro splnění požadavků federálního zákona č. 384-FZ „Technické předpisy o bezpečnosti budov a konstrukcí“. Tyto regulační dokumenty zahrnovaly SP 61.13330.2012 „Tepelná izolace zařízení a potrubí“ a SP 124.13330.2012 „Tepelné sítě“. Tyto regulační dokumenty na sebe navazují a předpokládají společné použití při projektování tepelné izolace potrubí tepelných sítí.

Návrh tepelné izolace potrubí tepelných sítí se provádí v souladu s projekčními pravidly uvedenými v SP 124.13330.2012 „Tepelné sítě“ (část 11) a SP 61.13330.2012 „Tepelné izolace zařízení a potrubí“.

SP 124.13330.2012 obsahuje technologické požadavky a požadavky požární bezpečnosti na tepelně izolační konstrukce potrubí tepelných sítí. Technologické požadavky na tepelněizolační konstrukce zahrnují způsoby kladení teplovodů a způsoby regulace dodávky tepelné energie.

V moderní praxi jsou přijímány následující způsoby pokládky topných sítí:

– nadzemní pokládka. Potrubí může být umístěno venku nebo uvnitř, včetně podkroví a sklepů budov;

— podzemní instalace v průchozích kanálech a tunelech;

— podzemní instalace v neprůchodných kanálech;

— podzemní instalace bez kanálů.

Dodávka tepla je regulována dvěma způsoby:

— kvantitativní regulace při konstantní teplotě vody v síti;

— kvalitní regulace při proměnlivé teplotě síťové vody. Pro kvalitní regulaci se používají následující teplotní harmonogramy pro regulaci dodávky tepla: 180–70 °C; 150–70 °C; 130–70 °C; 95–70 °C.

Požadavky požární bezpečnosti na tepelnou izolaci potrubí tepelných sítí, stanovené v SP 124.13330.2012, obsahují omezení použití hořlavých materiálů při návrhu a opatření pro šíření plamene podél teplovodu v případě požáru, a to instalaci ohnivzdorných vložek z nehořlavé tepelné izolace a krycí materiály o délce minimálně 3 metry na každých 100 metrů tepelné trubky.

Ohledně požární bezpečnosti tepelných potrubí provedl zpracovatel dokumentu (JSC VNIPIENERGOPROM) v SP 124.13330.2012 oproti dříve platnému SNiP 41-02-2003 změny umožňující použití tepelně izolačních konstrukcí na bázi hořlavých tepelných izolací. a krycí materiály (bod 11.2):

a) při společném uložení podzemních teplovodů s elektrickými nebo slaboproudými kabely v tunelech (sdělovacích rozdělovačích) je povoleno používat konstrukce na bázi hořlavých tepelně izolačních materiálů s krycí vrstvou z nehořlavých materiálů, pokud je zajištěna protipožární ochrana jsou instalovány vložky dlouhé 3 m;

b) při samostatném pokládání tepelných trubek v průchozích a poloprůchozích kanálech je povoleno používat konstrukce s tepelně izolační a krycí vrstvou z hořlavých materiálů při instalaci ohnivzdorných vložek délky 3 m.

Po cestě je třeba zdůraznit, že ve stejném odstavci chybí předložka „a“, což zkresluje význam věty: „Při pokládání tepelných trubek nad zemí se doporučuje používat nehořlavé materiály „a“ skupiny hořlavosti G1 a G2 pro krycí vrstvu tepelné izolace.“

SP 61.13330.2012 „Tepelná izolace zařízení a potrubí“ obsahuje:

— pravidla pro výběr materiálů pro tepelnou izolaci a krycí vrstvy s ohledem na technologické požadavky a požadavky požární bezpečnosti uvedené v SP 124.13330.2012 ve vztahu ke konkrétnímu zařízení;

— moderní názvosloví a technické charakteristiky tepelně izolačních a krycích materiálů používaných při konstrukci tepelné izolace zařízení a potrubí (příloha B);

— tabulky norem hustoty tepelného toku pro potrubí nadzemních a podzemních kanálových a nekanálových instalací v závislosti na průměru potrubí a teplotě chladicí kapaliny;

— metody výpočtu požadované tloušťky tepelné izolace potrubí v závislosti na jejím účelu, včetně výpočtu založeného na normách hustoty tepelného toku a dané teplotě na povrchu izolace.

V tepelných sítích nadzemních, podzemních kanálových a nekanálových instalací je zajištěna tepelná izolace liniových úseků potrubí, armatur, přírubových spojů, kompenzátorů a podpěr potrubí.

K izolaci armatur, kompenzátorů ucpávek a přírubových spojů se používají především snímatelné tepelně izolační konstrukce.

Jako tepelně izolační vrstva v tepelně izolačních konstrukcích nadzemních a kanálových potrubí jsou v praxi nejpoužívanější děrované a válcované tepelně izolační rohože na bázi kamenné vlny a skleněných vláken, vyráběné různými podniky v souladu s GOST R 21880, GOST R 9573 , GOST R 10499 a výrobci technických specifikací (TU ).

Účinnými tepelně izolačními produkty pro potrubí topné sítě uložené v kanálech jsou válce z minerální vlny, půlválce a segmenty z kamenné vlny a sklolaminátu. Výhodou těchto výrobků je jejich rozměrová stálost a snadná montáž.

V tepelně izolačních konstrukcích podzemních žlabových potrubí se s ohledem na možné vnikání kapající vlhkosti do konstrukce doporučuje používat pouze hydrofobizované tepelně izolační materiály. Pro omezení vlhkosti vláknité tepelné izolace při pokládce nadzemních a podzemních kanálů se na vrstvu tepelné izolace instaluje ochranný povlak z hydroizolačních materiálů. V domácí praxi se v konstrukcích s izolací z minerální vlny, když se pokládají do kanálů, jako krycí vrstva používají válcované sklolaminátové plasty (podle TU 6, TU 48, TU 87), izolace, hydroizolace, polymerní fólie a omítkové nátěry. Při nadzemní pokládce se jako krycí vrstva používají především kovové povlaky z pozinkované oceli a hliníkových slitin.

Pro podzemní potrubí bezpotrubního vytápění se používají trubky, které jsou z výroby předizolovány hydroizolačním nátěrem, který eliminuje možnost navlhnutí izolace během provozu. Polyuretanová pěna (PPU), polyuretanová minerální pěna (PPM) a vyztužený pěnobeton (APC) se v domácí praxi používají jako hlavní tepelně izolační vrstva v návrzích tepelně izolovaných potrubí pro bezkanálové instalace podle SP 124.13330.2012 „Teplo sítí“ a SP 61.13330.2012 „Tepelná izolace zařízení a potrubí“ .

Nejrozšířenější v moderní domácí a světové praxi jsou předizolované tovární trubky s tepelnou izolací na bázi polyuretanové pěny a ochranným povlakem z vysokohustotního polyethylenu v souladu s GOST R 30732. Tyto výrobky se používají pro podzemní bezpotrubní topné sítě s chladicí kapalinou teplota až 2001°C. Teplovody jsou vybaveny systémem provozního dálkového sledování technického stavu tepelné izolace (SODK), který umožňuje včasné zjištění a odstranění vznikajících závad.

Mezi výhody heatpipe s PPU izolací patří nízký součinitel tepelné vodivosti [0,032–0,035 W/(m•K)], vyrobitelnost při výrobě a montáži heatpipe, životnost (při dodržení požadavků na instalaci a provoz).

Omezení použití izolace z polyuretanové pěny v topných sítích bezpotrubní instalace jsou spojena s přípustnou teplotou použití (130 ° C) a pro potrubí a nadzemní instalaci – hořlavost (v závislosti na složení patří do skupin G3 a G4 při testování v souladu s GOST 30244) a toxicita emitovaná při hoření součástí.

Maximální maximální aplikační teplota 130 °C neumožňuje použití polyuretanové pěny pro izolaci potrubí vodovodních sítí provozovaných podle teplotních režimů 150–70 °C a 180–70 °C a parovodů. Je třeba poznamenat, že GOST 30732 umožňuje použití polyuretanové pěny s krátkodobým zvýšením teploty na 2001 °C.

Polymerní minerální pěna (polymerbeton) byla vyvinuta společností VNIPIEnergoprom a již více než 20 let se používá v tepelně izolačních konstrukcích potrubí vyráběných podle TU 5768. Vyznačuje se integrální strukturou, která kombinuje funkce tepelně izolační vrstvy a hydroizolační nátěr a má aplikační teplotu až 006 ° C, při zkoušce na hořlavost podle GOST 00113537 patří do skupiny G2001.

Až donedávna byly trubky s izolací z železobetonu vyráběny v malých množstvích regionálními výrobci podle TU 4859. Armovaný pěnobeton se vyznačuje nízkou hustotou (002–03984155 kg/m99.m) a tepelnou vodivostí [200 W/(m• K)] s vysokou pevností v tlaku (ne méně než 250 MPa). Mezi výhody APB patří: nehořlavost, vysoké aplikační teploty (až 0,05 °C), nepřítomnost korozivních účinků na ocelové trubky, paropropustnost vodotěsného povlaku a v důsledku toho životnost. Předizolované potrubí s izolací z železobetonu lze použít v celém rozsahu teplot chladiva ve vodních i parních topných sítích všech typů instalací, včetně podzemních potrubních, podzemních v průchozích i neprostupných a nadzemních. Lze však předpokládat, že potrubí s izolací APB bude v blízké budoucnosti konečně nahrazeno technologicky vyspělejšími výrobky s izolací PPU.

Při pokládce potrubí bez vzduchovodů se výpočtový součinitel tepelné vodivosti hlavní tepelněizolační vrstvy – λ calc stanoví s přihlédnutím k její možné vlhkosti v konstrukci za provozu. Koeficient zohledňující zvýšení tepelné vodivosti tepelně izolačního materiálu při navlhčení je přijat podle SP 61.13330.2012 v závislosti na typu tepelně izolačního materiálu a vlhkosti půdy podle GOST 25100. Tedy pro trubky s PPU izolace v plášti z vysokohustotního polyetylenu a systém řízení vlhkosti je tento koeficient akceptován rovný 1 bez ohledu na vlhkost půdy. Pro potrubí s izolací APB a paropropustným hydroizolačním nátěrem, jakož i potrubí s izolací z polymer-minerální pěny s integrální strukturou, která umožňuje vysychání vrstvy tepelné izolace během provozu, je vlhkostní koeficient 1,05 při nízké vlhkosti. a mokrých půdách a 1,1 ve vodou nasycených půdách.

Při pokládce potrubí tepelných sítí bez potrubí se nedoporučuje používat tepelně izolační konstrukce na bázi kusových tepelně izolačních výrobků s instalací hydroizolačního nátěru v místě instalace pro lineární úseky potrubí.

Praktické výpočty tepelné izolace potrubí v kanálu a při bezkanálové instalaci se provádějí pomocí inženýrských metod, které berou v úvahu tepelný odpor tepelně izolační vrstvy, tepelný odpor stěn kanálu a půdy, odpor přenosu tepla na rozhraní tepelné izolace a stěn kanálu se vzduchem v kanálu. Při dvoutrubkové instalaci se zohledňuje vzájemné tepelné ovlivnění přívodních a vratných teplovodů.
V praxi navrhování topných sítí při pokládce dvoutrubkových potrubí stejného průměru se předpokládá, že tloušťka tepelně izolační vrstvy vratného potrubí se s ohledem na požadavky na instalaci rovná tloušťce tepelného potrubí. izolace přívodního potrubí.

Ekonomicky optimální tloušťka tepelněizolační vrstvy pro daný typ pokládky je dána minimálními danými náklady, včetně investičních nákladů na izolační zařízení a provozních nákladů na předpokládanou dobu provozu s přihlédnutím k ceně použitých materiálů a tepelné energie v určité oblasti. Ukazatele nákladů na tepelněizolační materiály doporučené k použití jsou jedním z určujících faktorů při posuzování jejich komparativní technické a ekonomické účinnosti.

Při výpočtu požadované tloušťky tepelně izolační vrstvy podle norem hustoty tepelného toku jsou akceptovány následující konstrukční parametry chladiva a prostředí.

Návrhová teplota chladicí kapaliny pro přívodní tepelné potrubí sítí ohřevu vody je přijata:

— při konstantní teplotě vody v síti a kvantitativní regulaci — maximální teplota chladicí kapaliny;

— s proměnnou teplotou síťové vody a kvalitní regulací 110 °C s teplotní křivkou 180–70 °C; 90 °C při 150–70 °C; 65 °C při 130–70 °C; 55 °C při 95–70 °C.

Pro vratné tepelné trubky sítí vodního vytápění – 50 °C.

Přijímá se odhadovaná okolní teplota:

– u celoročně provozovaných nadzemních tepelných potrubí – průměrná roční teplota vzduchu;

– u nadzemních tepelných potrubí provozovaných pouze během topné sezóny – průměrná teplota topného období;

— u tepelných trubic umístěných uvnitř je vnitřní teplota vzduchu 20 °C;

— pro tepelné trubky umístěné v průchozích kanálech a tunelech je teplota vzduchu 40 °C;

– u podzemních kanálových a nekanálových topných potrubí – průměrná roční teplota půdy v hloubce osy potrubí. Když je hloubka překrytí kanálu nebo horní části tepelně izolační konstrukce (u bezpotrubní instalace) menší než 0,7 m, je jako návrhová teplota brána stejná teplota venkovního vzduchu jako u nadzemní instalace.

Výpočet ekonomicky optimálních norem hustoty tepelného toku uvedených v SP 61.13330.2012 byl proveden s ohledem na sortiment a náklady na tepelně izolační materiály a náklady na tepelnou energii v různých regionech Ruské federace.

Zavedení nových regulačních dokumentů je zaměřeno na řešení problému racionálního využívání energetických zdrojů v průmyslu a bydlení a komunálních službách a na úsporu finančních prostředků pro spotřebitele tepelné energie optimalizací tepelných ztrát a zvýšením energetické účinnosti, spolehlivosti a životnosti tepelně izolačních konstrukcí zařízení a potrubí tepelných sítí.