حساب فقدان الحرارة بواسطة خطوط الأنابيب أثناء التمديد تحت الأرض. الشبكات الحرارية وفقدان الحرارة

وزارة التربية والتعليم في جمهورية بيلاروسيا

مؤسسة تعليمية

"الجامعة التقنية الوطنية البيلاروسية"

خلاصة

الانضباط "كفاءة الطاقة"

حول الموضوع: "الشبكات الحرارية. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. العزل الحراري."

أكمله: شريدر يو.أ.

المجموعة 306325

مينسك، 2006

1. شبكة التدفئة. 3

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. 6

2.1. مصادر الخسائر. 7

3. العزل الحراري. 12

3.1. مواد العزل الحراري. 13

4. قائمة الأدبيات المستخدمة. 17

1. الشبكات الحرارية.

الشبكة الحرارية عبارة عن نظام من المشاركين المترابطين بقوة وإحكام في خطوط الأنابيب الحرارية التي يتم من خلالها نقل الحرارة من المصادر إلى مستهلكي التدفئة باستخدام ناقلات الحرارة (البخار أو الماء الساخن).

العناصر الرئيسية لشبكات التدفئة هي خط أنابيب يتكون من أنابيب فولاذية مترابطة باللحام، وهيكل عازل مصمم لحماية خط الأنابيب من التآكل الخارجي وفقدان الحرارة، وهيكل داعم يدرك وزن خط الأنابيب والقوى التي تنشأ أثناء تركيبه. عملية.

العناصر الأكثر أهمية هي الأنابيب، التي يجب أن تكون قوية ومشدودة بدرجة كافية عند أقصى ضغوط ودرجات حرارة لسائل التبريد، ولها معامل تشوه حراري منخفض، وخشونة منخفضة للسطح الداخلي، ومقاومة حرارية عالية للجدران، مما يساهم في الحفاظ عليها. الحرارة، وثبات خواص المواد أثناء التعرض لفترات طويلة لدرجات الحرارة والضغوط العالية.

يتكون توفير الحرارة للمستهلكين (التدفئة والتهوية وأنظمة إمداد الماء الساخن والعمليات التكنولوجية) من ثلاث عمليات مترابطة: توصيل الحرارة إلى المبرد ونقل المبرد واستخدام الإمكانات الحرارية لسائل التبريد. يتم تصنيف أنظمة الإمداد الحراري وفقًا للميزات الرئيسية التالية: الطاقة ونوع مصدر الحرارة ونوع سائل التبريد.

من حيث الطاقة، تتميز أنظمة الإمداد الحراري بنطاق نقل الحرارة وعدد المستهلكين. يمكن أن تكون محلية أو مركزية. أنظمة التدفئة المحلية هي أنظمة يتم فيها دمج الوصلات الثلاثة الرئيسية وتقع في نفس المبنى أو في مكان مجاور. وفي الوقت نفسه، يتم الجمع بين استقبال الحرارة ونقلها إلى هواء المبنى في جهاز واحد ويقع في أماكن ساخنة (أفران). الأنظمة المركزية التي يتم فيها إمداد الحرارة من مصدر حراري واحد إلى العديد من الغرف.

حسب نوع مصدر الحرارة للنظام التدفئة المركزيةمقسمة إلى تدفئة المناطق وتدفئة المناطق. في نظام تدفئة المناطق، مصدر الحرارة هو بيت المرجل المنطقة، تدفئة المنطقة-CHP.

حسب نوع الناقل الحراري، تنقسم أنظمة الإمداد الحراري إلى مجموعتين: الماء والبخار.

الناقل الحراري هو وسيلة تنقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى أجهزة التدفئة وأنظمة التدفئة والتهوية وإمدادات الماء الساخن.

يستقبل الناقل الحراري الحرارة في غرفة غلايات المنطقة (أو CHPP) ومن خلال خطوط الأنابيب الخارجية، والتي تسمى شبكات الحرارة، يدخل إلى أنظمة التدفئة والتهوية للمباني الصناعية والعامة والسكنية. في أجهزة التدفئة الموجودة داخل المباني، يقوم المبرد بإطلاق جزء من الحرارة المتراكمة فيه ويتم تفريغه عبر خطوط أنابيب خاصة إلى مصدر الحرارة.

في أنظمة تسخين المياه، الناقل الحراري هو الماء، وفي أنظمة البخار، البخار. في بيلاروسيا، يتم استخدام أنظمة تسخين المياه للمدن والمناطق السكنية. يستخدم البخار في المواقع الصناعية للأغراض التكنولوجية.

يمكن أن تكون أنظمة خطوط أنابيب تسخين المياه عبارة عن أنبوب واحد وأنبوبين (في بعض الحالات، أنابيب متعددة). الأكثر شيوعًا هو نظام الإمداد الحراري ثنائي الأنابيب (يتم توفير أنبوب واحد الماء الساخنومن ناحية أخرى، يتم إرجاع الماء المبرد إلى المستهلك إلى محطة توليد الطاقة الكهربائية CHPP أو إلى غرفة المرجل). التمييز بين أنظمة التدفئة المفتوحة والمغلقة. في النظام المفتوح، يتم تنفيذ "السحب المباشر للمياه"، أي. يتم تفكيك الماء الساخن من شبكة الإمداد من قبل المستهلكين لتلبية الاحتياجات المنزلية والصحية والنظافة. مع الاستخدام الكامل للمياه الساخنة يمكن تطبيقها نظام أنبوب واحد. ل نظام مغلقالسمة المميزة هي العودة شبه الكاملة لمياه الشبكة إلى CHPP (أو غرفة غلايات المنطقة).

يتم فرض المتطلبات التالية على الناقلات الحرارية لأنظمة التدفئة المركزية: صحية وصحية (يجب ألا يؤدي الناقل الحراري إلى تفاقم الظروف الصحية في الأماكن المغلقة - لا يمكن أن يتجاوز متوسط ​​درجة حرارة سطح أجهزة التدفئة 70-80)، والتقنية والاقتصادية (بحيث تكلفة خطوط أنابيب النقل هي الأدنى، وكتلة أجهزة التدفئة - منخفضة وتضمن الحد الأدنى من استهلاك الوقود لتدفئة الفضاء) وتشغيلية (إمكانية التعديل المركزي لنقل الحرارة لأنظمة الاستهلاك بسبب درجات الحرارة الخارجية المتغيرة).

يتم اختيار اتجاه خطوط الأنابيب الحرارية وفقًا للخريطة الحرارية للمنطقة، مع الأخذ في الاعتبار مواد المسح الجيوديسي، وخطة الهياكل الموجودة والمخططة فوق الأرض وتحت الأرض، والبيانات المتعلقة بخصائص التربة، وما إلى ذلك. مسألة الاختيار يتم تحديد نوع خط الأنابيب الحراري (فوق الأرض أو تحت الأرض) مع مراعاة الظروف المحلية والمبررات الفنية والاقتصادية.

في مستوى عالالمياه الجوفية والمياه الخارجية، وكثافة الهياكل الموجودة تحت الأرض على طريق خط أنابيب الحرارة المتوقع، والتي تعبرها الوديان والسكك الحديدية بشدة، في معظم الحالات، يتم إعطاء الأفضلية لخطوط أنابيب الحرارة فوق الأرض. كما أنها الأكثر استخدامًا في المؤسسات الصناعيةعند وضع خطوط أنابيب الطاقة والتكنولوجيا بشكل مشترك على الجسور المشتركة أو الدعامات العالية.

في المناطق السكنية، لأسباب معمارية، عادة ما يتم استخدام شبكات التدفئة تحت الأرض. ومن الجدير بالذكر أن الشبكات الموصلة للحرارة فوق الأرض متينة وقابلة للصيانة، مقارنة بالشبكات الموجودة تحت الأرض. لذلك، من المستحسن إيجاد استخدام جزئي على الأقل لخطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض.

عند اختيار مسار خط أنابيب الحرارة، ينبغي الاسترشاد في المقام الأول بشروط موثوقية إمدادات الحرارة، وسلامة عمل موظفي الصيانة والجمهور، وإمكانية القضاء السريع على الأعطال والحوادث.

لأغراض سلامة وموثوقية الإمداد الحراري، لا يتم وضع الشبكات في قنوات مشتركة مع خطوط أنابيب الأكسجين وخطوط أنابيب الغاز وخطوط أنابيب الهواء المضغوط التي يزيد ضغطها عن 1.6 ميجا باسكال. عند تصميم خطوط أنابيب الحرارة تحت الأرض من حيث تقليل التكاليف الأولية، يجب اختيار الحد الأدنى لعدد الغرف، وبنائها فقط في نقاط تركيب التركيبات والأجهزة التي تحتاج إلى صيانة. يتم تقليل عدد الغرف المطلوبة عند استخدام المنفاخ أو وصلات تمدد العدسة، بالإضافة إلى وصلات التمدد المحورية ذات الشوط الكبير (وصلات التمدد المزدوجة)، والتعويض الطبيعي لتشوهات درجة الحرارة.

على غير الطريق، أسقف الغرف بارزة إلى سطح الأرض و مهاوي التهويةإلى ارتفاع 0.4 متر ولتسهيل تفريغ (تصريف) الأنابيب الحرارية يتم وضعها بشكل منحدر نحو الأفق. لحماية خط أنابيب البخار من دخول المكثفات من خط أنابيب المكثفات أثناء إغلاق خط أنابيب البخار أو انخفاض ضغط البخار، يجب تركيب صمامات أو بوابات بعد مصائد البخار.

يتم بناء ملف طولي على طول مسار شبكات التدفئة، حيث يتم تطبيق التخطيط والعلامات الأرضية الموجودة، ومستوى الوقوف المياه الجوفيةوالمرافق الموجودة تحت الأرض القائمة والمخطط لها، وغيرها من الهياكل التي يعبرها خط أنابيب الحرارة، مع الإشارة إلى العلامات الرأسية لهذه الهياكل.

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل.

لتقييم أداء أي نظام، بما في ذلك الحرارة والطاقة، عادة ما يتم استخدام المؤشر المادي المعمم - المعامل عمل مفيد(كفاءة). المعنى المادي للكفاءة هو نسبة مقدار العمل المفيد (الطاقة) المستلمة إلى المبلغ المنفق. وهذا الأخير بدوره هو مجموع العمل المفيد (الطاقة) المستلمة والخسائر التي تحدث في عمليات النظام. وبالتالي، فإن زيادة كفاءة النظام (وبالتالي زيادة كفاءته) لا يمكن تحقيقها إلا عن طريق تقليل كمية الخسائر غير المنتجة التي تحدث أثناء التشغيل. هذه هي المهمة الرئيسية لتوفير الطاقة.

والمشكلة الرئيسية التي تظهر في حل هذه المشكلة هي تحديد أكبر مكونات هذه الخسائر واختيار الحل التكنولوجي الأمثل الذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من تأثيرها على الكفاءة. علاوة على ذلك، فإن كل كائن محدد (هدف توفير الطاقة) له عدد من الخصائص ميزات التصميموتختلف مكونات فقدان الحرارة في الحجم. وعندما يتعلق الأمر بتحسين كفاءة معدات الحرارة والطاقة (على سبيل المثال، نظام التدفئة)، قبل اتخاذ قرار لصالح استخدام أي ابتكار تكنولوجي، فمن الضروري إجراء فحص مفصل للنظام نفسه وتحديد أكثر قنوات هامة لفقدان الطاقة. سيكون القرار المعقول هو استخدام فقط تلك التقنيات التي من شأنها أن تقلل بشكل كبير من أكبر المكونات غير المنتجة لفقد الطاقة في النظام وبأقل تكلفة ممكنة ستزيد بشكل كبير من كفاءة تشغيلها.

2.1 مصادر الخسائر.

يمكن تقسيم أي نظام للحرارة والطاقة لغرض التحليل إلى ثلاثة أقسام رئيسية:

1. موقع لإنتاج الطاقة الحرارية (غرفة المرجل).

2. قسم نقل الطاقة الحرارية للمستهلك (خطوط أنابيب شبكات التدفئة).

3. منطقة استهلاك الحرارة (منشأة ساخنة).

كل قسم من الأقسام المذكورة أعلاه له خسائر غير منتجة مميزة، والحد منها هو الوظيفة الرئيسية لتوفير الطاقة. دعونا نفكر في كل قسم على حدة.

1.قطعة أرض لإنتاج الطاقة الحرارية. بيت المرجل الحالي.

الحلقة الرئيسية في هذا القسم هي وحدة الغلاية والتي من وظائفها تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية ونقل هذه الطاقة إلى سائل التبريد. يتم إجراء عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية في وحدة الغلاية، ولكل منها كفاءتها الخاصة. وأي وحدة غلاية، مهما كانت مثالية، تفقد بالضرورة جزءا من طاقة الوقود في هذه العمليات. يظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لهذه العمليات.

في موقع إنتاج الطاقة الحرارية في عملية عاديةهناك دائمًا ثلاثة أنواع من الخسائر الرئيسية في وحدة الغلاية: مع انخفاض احتراق الوقود وغازات المداخن (عادة لا تزيد عن 18%)، وفقدان الطاقة من خلال بطانة الغلاية (لا يزيد عن 4%)، وفقدان الطاقة بسبب التصريف والاحتياجات الإضافية من بيت المرجل (حوالي 3٪). إن أرقام فقدان الحرارة المشار إليها قريبة تقريبًا من غلاية منزلية عادية وليست جديدة (بكفاءة تبلغ حوالي 75٪). تتمتع الغلايات الحديثة الأكثر تقدمًا بكفاءة حقيقية تبلغ حوالي 80-85٪ وهذه الخسائر القياسية أقل. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تزيد أكثر:

• إذا لم يتم إجراء تعديل نظام وحدة الغلاية مع جرد الانبعاثات الضارة في الوقت المناسب وبجودة عالية، فقد تزيد الخسائر الناجمة عن حرق الغاز بنسبة 6-8٪؛
• عادة لا يتم إعادة حساب قطر فوهات الشعلات المثبتة على غلاية متوسطة الحجم للحمل الفعلي للغلاية. ومع ذلك، فإن الحمل المتصل بالغلاية يختلف عن الحمل الذي تم تصميم الموقد من أجله. يؤدي هذا التناقض دائمًا إلى انخفاض في نقل الحرارة من المشاعل إلى أسطح التسخين وزيادة في الفاقد بنسبة 2-5٪ بسبب الاحتراق الكيميائي للوقود وغازات العادم؛
• إذا تم تنظيف أسطح وحدات الغلايات، كقاعدة عامة، مرة واحدة كل 2-3 سنوات، فإن ذلك يقلل من كفاءة الغلاية ذات الأسطح الملوثة بنسبة 4-5٪ بسبب زيادة خسائر غازات المداخن بهذه القيمة. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي الكفاءة غير الكافية لنظام معالجة المياه الكيميائية (CWT) إلى ظهور رواسب كيميائية (مقياس) على الأسطح الداخلية للغلاية، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة تشغيلها.
• إذا لم تكن الغلاية مجهزة بمجموعة كاملة من وسائل التحكم والتنظيم (عدادات البخار، عدادات الحرارة، عملية الاحتراق وأنظمة التحكم في الحمل الحراري) أو إذا لم يتم تكوين وسائل التحكم في وحدة الغلاية على النحو الأمثل، فإن هذا، في المتوسط، يقلل بشكل أكبر كفاءته بنسبة 5%.
• في حالة انتهاك سلامة بطانة الغلاية، يحدث شفط إضافي للهواء داخل الفرن، مما يزيد من الخسائر الناتجة عن الاحتراق السفلي وغازات العادم بنسبة 2-5٪
• يتيح استخدام معدات الضخ الحديثة في غرفة الغلايات تقليل تكلفة الكهرباء مرتين إلى ثلاث مرات لتلبية احتياجات غرفة الغلايات الخاصة وتقليل تكلفة إصلاحها وصيانتها.
• يتم إنفاق كمية كبيرة من الوقود في كل دورة "بدء التشغيل" للغلاية. الخيار المثالي لتشغيل بيت الغلاية هو تشغيله المستمر في نطاق الطاقة الذي تحدده خريطة النظام. استخدام موثوق صمامات التوقفتسمح أجهزة الأتمتة والتحكم عالية الجودة بتقليل الخسائر الناتجة عن تقلبات الطاقة وحالات الطوارئ في غرفة المرجل.

المصادر المذكورة أعلاه لفقد الطاقة الإضافية في غرفة المرجل ليست واضحة وشفافة لتحديدها. على سبيل المثال، أحد المكونات الرئيسية لهذه الخسائر - الخسائر الناتجة عن الاحتراق المنخفض، لا يمكن تحديدها إلا باستخدام التحليل الكيميائي لتركيبة غازات العادم. في الوقت نفسه، يمكن أن يكون سبب الزيادة في هذا المكون عدد من الأسباب: عدم ملاحظة النسبة الصحيحة لخليط الوقود والهواء، وهناك شفط هواء غير متحكم فيه في فرن الغلاية، ويعمل الموقد في وضع غير مثالي ، إلخ.

وبالتالي فإن الخسائر الإضافية الضمنية الدائمة فقط أثناء إنتاج الحرارة في غرفة المرجل يمكن أن تصل إلى قيمة 20-25٪!

2. فقدان الحرارة في منطقة نقلها للمستهلك. خطوط أنابيب التدفئة الموجودة.

عادة طاقة حرارية، يتم نقله إلى الناقل الحراري في غرفة المرجل، ويدخل إلى نظام التدفئة الرئيسي ويتبع إلى مرافق المستهلك. عادة ما يتم تحديد قيمة كفاءة هذا القسم من خلال ما يلي:

• كفاءة مضخات الشبكة التي تضمن حركة المبرد على طول أنابيب التدفئة الرئيسية؛
• فقدان الطاقة الحرارية على طول أنابيب التدفئة المرتبطة بطريقة مد وعزل خطوط الأنابيب؛
• فقدان الطاقة الحرارية المرتبطة بالتوزيع الصحيح للحرارة بين الأجسام الاستهلاكية، ما يسمى. التكوين الهيدروليكي للتدفئة الرئيسية.
• تسربات سائل التبريد التي تحدث بشكل دوري أثناء حالات الطوارئ والطوارئ.

مع نظام التدفئة المصمم بشكل معقول والمعدل هيدروليكيًا، نادرًا ما تكون مسافة المستخدم النهائي من موقع إنتاج الطاقة أكثر من 1.5-2 كم ولا تتجاوز الخسارة الإجمالية عادة 5-7%. لكن:

• إن استخدام مضخات الشبكة القوية المحلية ذات الكفاءة المنخفضة يؤدي دائمًا إلى تجاوزات كبيرة في الطاقة غير المنتجة.
• مع طول كبير من خطوط أنابيب التدفئة، فإن جودة العزل الحراري لأنابيب التدفئة لها تأثير كبير على حجم فقدان الحرارة.
• يعد الضبط الهيدروليكي لخط التسخين الرئيسي عاملاً أساسيًا في تحديد كفاءة تشغيله. يجب أن تكون الأشياء المستهلكة للحرارة المتصلة بمصدر التسخين الرئيسي متباعدة بشكل صحيح بحيث يتم توزيع الحرارة عليها بالتساوي. وبخلاف ذلك، يتوقف استخدام الطاقة الحرارية بشكل فعال في مرافق الاستهلاك وينشأ موقف مع عودة جزء من الطاقة الحرارية عبر خط أنابيب العودة إلى غرفة المرجل. بالإضافة إلى تقليل كفاءة الغلايات، يؤدي ذلك إلى تدهور جودة التدفئة في المباني البعيدة على طول شبكة التدفئة.
• إذا تم تسخين المياه لأنظمة إمدادات المياه الساخنة (DHW) على مسافة من كائن الاستهلاك، فيجب أن يتم تصنيع خطوط أنابيب طرق DHW وفقًا لمخطط الدورة الدموية. إن وجود دائرة DHW مسدودة يعني في الواقع أن حوالي 35-45٪ من الطاقة الحرارية المستخدمة لاحتياجات DHW يتم إهدارها.

عادة، يجب ألا يتجاوز فقدان الطاقة الحرارية في أنابيب التدفئة 5-7٪. لكن في الحقيقة من الممكن أن يصلوا إلى قيم 25% أو أكثر!

3. الخسائر في الأجسام المستهلكة للحرارة. أنظمة التدفئة والمياه الساخنة للمباني القائمة.

أهم مكونات فقدان الحرارة في أنظمة الحرارة والطاقة هي الخسائر في مرافق المستهلك. إن وجود مثل هذا ليس شفافًا ولا يمكن تحديده إلا بعد ظهور جهاز قياس الحرارة في المحطة الحرارية للمبنى، ما يسمى. مقياس الحرارة. تتيح لنا تجربة العمل مع عدد كبير من الأنظمة الحرارية المحلية الإشارة إلى المصادر الرئيسية للخسائر غير المنتجة للطاقة الحرارية. في الحالة الأكثر شيوعًا، هذه هي الخسائر:

• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتوزيع غير المتكافئ للحرارة على جسم الاستهلاك وعدم عقلانية المخطط الحراري الداخلي للكائن (5-15٪) ؛
• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتناقض بين طبيعة التدفئة والظروف الجوية الحالية (15-20٪)؛
• في أنظمة المياه الساخنة، بسبب عدم إعادة تدوير الماء الساخن، يتم فقدان ما يصل إلى 25٪ من الطاقة الحرارية؛
• في أنظمة DHW بسبب غياب أو عدم إمكانية تشغيل منظمات الماء الساخن في غلايات DHW (ما يصل إلى 15٪ من حمل DHW)؛
• في الغلايات الأنبوبية (عالية السرعة) بسبب وجود تسربات داخلية وتلوث أسطح التبادل الحراري وصعوبة التنظيم (حتى 10-15٪ من حمل الماء الساخن).

يمكن أن يصل إجمالي الخسائر غير الإنتاجية الضمنية في موقع الاستهلاك إلى 35% من الحمل الحراري!

السبب الرئيسي غير المباشر لوجود وزيادة الخسائر المذكورة أعلاه هو عدم وجود أجهزة قياس الحرارة في مرافق استهلاك الحرارة. إن عدم وجود صورة شفافة لاستهلاك الحرارة من قبل المنشأة يؤدي إلى سوء الفهم الناتج عن أهمية اتخاذ تدابير لتوفير الطاقة عليها.

3. العزل الحراري

عزل حراري، عزل حراري، عزل حراري، حماية المباني، حراري المنشآت الصناعية(أو بعض مكوناتها) والثلاجات وخطوط الأنابيب وغيرها من التبادل الحراري غير المرغوب فيه مع البيئة. لذلك، على سبيل المثال، في البناء وهندسة الطاقة الحرارية، يعد العزل الحراري ضروريًا لتقليل فقد الحرارة إلى البيئة، وفي تكنولوجيا التبريد والتبريد - لحماية المعدات من تدفق الحرارة من الخارج. يتم توفير العزل الحراري عن طريق تركيب أسوار خاصة مصنوعة من مواد عازلة للحرارة (على شكل قذائف وطلاءات وما إلى ذلك) وتمنع نقل الحرارة. وسائل الحماية الحرارية هذه تسمى أيضًا العزل الحراري. مع التبادل الحراري الحملي السائد للعزل الحراري، يتم استخدام الأسوار التي تحتوي على طبقات من المواد المقاومة للهواء؛ مع نقل الحرارة الإشعاعي - هياكل مصنوعة من مواد تعكس الإشعاع الحراري (على سبيل المثال، من رقائق معدنية، فيلم Lavsan المعدني)؛ مع التوصيل الحراري (الآلية الرئيسية لنقل الحرارة) - المواد ذات البنية المسامية المتطورة.

يتم تحديد فعالية العزل الحراري في نقل الحرارة عن طريق التوصيل الحراري من خلال المقاومة الحرارية (R) للهيكل العازل. بالنسبة للهيكل أحادي الطبقة، R=d/l، حيث d هو سمك طبقة المادة العازلة، وl هو التوصيل الحراري. يتم تحقيق زيادة في كفاءة العزل الحراري من خلال استخدام مواد عالية المسامية وتركيب هياكل متعددة الطبقات بها فجوات هوائية.

تتمثل مهمة العزل الحراري للمباني في تقليل فقد الحرارة خلال موسم البرد وضمان الثبات النسبي لدرجة الحرارة في المبنى خلال النهار مع تقلبات درجة الحرارة الخارجية. من خلال استخدام مواد العزل الحراري الفعالة للعزل الحراري، من الممكن تقليل سماكة ووزن أغلفة البناء بشكل كبير وبالتالي تقليل استهلاك مواد البناء الأساسية (الطوب والأسمنت والصلب وغيرها) وزيادة الأبعاد المسموح بها للعناصر الجاهزة .

في المنشآت الصناعية الحرارية (الأفران الصناعية، الغلايات، الأوتوكلاف، إلخ)، يوفر العزل الحراري توفيرًا كبيرًا في الوقود، ويزيد من قوة الوحدات الحرارية ويزيد من كفاءتها، ويكثف العمليات التكنولوجية، ويقلل من استهلاك المواد الأساسية. غالبًا ما يتم تقدير الكفاءة الاقتصادية للعزل الحراري في الصناعة من خلال معامل توفير الحرارة h = (Q 1 - Q 2) / Q 1 (حيث Q 1 هو فقدان الحرارة للتركيب بدون عزل حراري، و Q 2 - مع العزل الحراري ). يساهم العزل الحراري للمنشآت الصناعية التي تعمل في درجات حرارة عالية أيضًا في خلق ظروف عمل صحية وصحية عادية لموظفي الصيانة في المتاجر الساخنة والوقاية من الإصابات الصناعية.

3.1 مواد العزل الحراري

المجالات الرئيسية لتطبيق المواد العازلة للحرارة هي عزل أغلفة المباني ومعدات العمليات (الأفران الصناعية والوحدات الحرارية والثلاجات وما إلى ذلك) وخطوط الأنابيب.

لا يعتمد فقدان الحرارة فحسب، بل يعتمد أيضًا على متانته على جودة الهيكل العازل لأنبوب الحرارة. مع الجودة المناسبة للمواد وتكنولوجيا التصنيع، يمكن للعزل الحراري أن يلعب في نفس الوقت دور الحماية ضد التآكل للسطح الخارجي لخط الأنابيب الفولاذي. وتشمل هذه المواد مادة البولي يوريثين ومشتقاتها - خرسانة البوليمر والبيون.

المتطلبات الرئيسية لهياكل العزل الحراري هي كما يلي:

الموصلية الحرارية المنخفضة سواء في حالة الجفاف أو في حالة الرطوبة الطبيعية؛

· امتصاص الماء صغير وارتفاع صغير من الشعرية ترتفع للرطوبة السائلة.

نشاط تآكل منخفض

مقاومة كهربائية عالية

التفاعل القلوي للوسط (الرقم الهيدروجيني> 8.5)؛

قوة ميكانيكية كافية.

المتطلبات الرئيسية للمواد العازلة للحرارة لخطوط أنابيب البخار لمحطات الطاقة وبيوت الغلايات هي الموصلية الحرارية المنخفضة والاستقرار الحراري العالي. تتميز هذه المواد عادةً بمحتوى عالٍ من مسام الهواء وكثافة ظاهرية منخفضة. تحدد الجودة الأخيرة لهذه المواد مسبقًا زيادة استرطابيتها وامتصاصها للماء.

أحد المتطلبات الرئيسية لمواد العزل الحراري لخطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض هو انخفاض امتصاص الماء. لذلك، فإن المواد العازلة للحرارة عالية الأداء التي تحتوي على نسبة عالية من مسام الهواء، والتي تمتص الرطوبة بسهولة من التربة المحيطة، غير مناسبة بشكل عام لخطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض.

هناك مواد صلبة (ألواح، كتل، طوب، قذائف، شرائح، إلخ)، مرنة (الحصير، المراتب، الحزم، الحبال، إلخ)، فضفاضة (حبيبية، مسحوقية) أو مواد ليفية عازلة للحرارة. وفقا لنوع المواد الخام الرئيسية، يتم تقسيمها إلى العضوية وغير العضوية والمختلطة.

وتنقسم المواد العضوية بدورها إلى عضوية طبيعية وعضوية صناعية. تشمل المواد الطبيعية العضوية المواد التي يتم الحصول عليها عن طريق معالجة الأخشاب غير التجارية ومخلفات الأعمال الخشبية (الألواح الليفية والألواح الخشبية)، والنفايات الزراعية (القش والقصب وما إلى ذلك)، والخث (ألواح الخث)، وغيرها من المواد الخام العضوية المحلية. تتميز مواد العزل الحراري هذه، كقاعدة عامة، بانخفاض مستوى الماء والمقاومة الحيوية. يتم حرمان هذه العيوب من المواد الاصطناعية العضوية. المواد الواعدة جدًا لهذه المجموعة الفرعية هي الرغاوي التي يتم الحصول عليها عن طريق رغوة الراتنجات الاصطناعية. يحتوي البلاستيك الرغوي على مسام صغيرة مغلقة وهذا يختلف عن البلاستيك الرغوي - وهو أيضًا البلاستيك الرغوي، ولكن به مسام متصلة وبالتالي لا يستخدم كمواد عازلة للحرارة. اعتمادًا على الوصفة وطبيعة عملية التصنيع، يمكن أن تكون الرغوة صلبة وشبه صلبة ومرنة مع وجود مسام بالحجم المطلوب؛ يمكن نقل الخصائص المطلوبة إلى المنتجات (على سبيل المثال، يتم تقليل القابلية للاحتراق). ميزةتتمتع معظم المواد العضوية العازلة للحرارة بمقاومة منخفضة للحريق، لذلك يتم استخدامها عادة في درجات حرارة لا تتجاوز 150 درجة مئوية.

المزيد من المواد المقاومة للحريق ذات التركيبة المختلطة (الفيبروليت، والخرسانة الخشبية، وما إلى ذلك) التي يتم الحصول عليها من خليط من المواد الرابطة المعدنية والحشو العضوي (رقائق الخشب، ونشارة الخشب، وما إلى ذلك).

مواد غير عضوية. ممثل هذه المجموعة الفرعية هو رقائق الألومنيوم (الفول). يتم استخدامه على شكل صفائح مموجة توضع مع تشكيل فجوات هوائية. ميزة هذه المادة هي انعكاسيتها العالية، مما يقلل من انتقال الحرارة الإشعاعية، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص في درجات الحرارة المرتفعة. الممثلون الآخرون للمجموعة الفرعية من المواد غير العضوية هم الألياف الاصطناعية: الصوف المعدني والخبث والزجاج. متوسط ​​سمك الصوف المعدني هو 6-7 ميكرون، ومتوسط ​​معامل التوصيل الحراري هو lect=0.045 واط/(م*ك). هذه المواد غير قابلة للاحتراق وغير صالحة للقوارض. لديهم استرطابية منخفضة (لا تزيد عن 2٪)، ولكن امتصاص الماء العالي (يصل إلى 600٪).

الخرسانة الخفيفة والخلوية (الخرسانة الخلوية والخرسانة الرغوية بشكل رئيسي)، الزجاج الرغوي، الألياف الزجاجية، منتجات البيرلايت الممدد، إلخ.

يتم تصنيع المواد غير العضوية المستخدمة كمواد تركيب على أساس الأسبستوس (الأسبستوس من الورق المقوى والورق واللباد) ومخاليط الأسبستوس والمواد الرابطة المعدنية (الأسبستوس الدياتوم والأسبستوس والجير والسيليكا ومنتجات الأسمنت الأسبستي) وعلى أساس موسع الصخور (الفيرميكوليت، البيرلايت).

للعزل معدات صناعيةوالمنشآت التي تعمل عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية (على سبيل المثال، الأفران المعدنية والتدفئة وغيرها من الأفران والأفران والغلايات وما إلى ذلك)، يتم استخدام ما يسمى بالحراريات خفيفة الوزن، المصنوعة من الطين الحراري أو أكاسيد شديدة المقاومة للحرارة في شكل منتجات قطعة (الطوب وكتل التشكيلات المختلفة). ومن الواعد أيضًا استخدام مواد العزل الحراري الليفية المصنوعة من الألياف المقاومة للحرارة والمواد الرابطة المعدنية (معامل التوصيل الحراري في درجات الحرارة المرتفعة أقل بمقدار 1.5 إلى 2 مرة من تلك التقليدية).

وبالتالي، هناك عدد كبير من مواد العزل الحراري التي يمكن الاختيار من بينها اعتمادًا على المعلمات وظروف التشغيل للمنشآت المختلفة التي تحتاج إلى الحماية الحرارية.

4. قائمة الأدبيات المستخدمة.

1. أندريوشينكو إيه آي، أمينوف ر. زد، خليبالين يو. إم. “محطات التدفئة واستخدامها”. م: فيش. المدرسة، 1983.

2. إيساشينكو في.بي.، أوسيبوفا في.إيه.، سوكوميل أ.س. "انتقال الحرارة". م: دار نشر الطاقة، 1981.

3. ر.ب. جروشمان "ما يحتاج العازل الحراري إلى معرفته." لينينغراد. سترويزدات، 1987.

4. سوكولوف في يا "إمدادات الحرارة وشبكات الحرارة" دار النشر م: الطاقة، 1982.

5. المعدات الحرارية وشبكات التدفئة. ج.أ. أرسينييف وآخرون م: إنرجواتوميزدات، 1988.

6. "انتقال الحرارة" ف.ب. إيساشينكو ، ف. أوسيبوفا، أ.س. سوكوميل. موسكو؛ الطاقة، 1981.

العوامل المؤثرة على فقدان الحرارة في خطوط الأنابيب

ومع ذلك، حتى بعد تلقي البيانات المكررة بسبب مراعاة جميع القيم على طول طول كبير من المسار، من المستحيل التحدث عن موثوقية هذه البيانات لقسم معين من خط الأنابيب.

بالإضافة إلى المعالم الرئيسية: طول وقطر خط الأنابيب، ودرجة حرارة الناقل، والهواء والتربة، وحالة الطلاء العازل، وكمية فقدان الحرارة تتأثر بشكل كبير بسرعة المبرد من خلال الأنبوب و عدد وقوة المستهلكين المتصلين بالطريق. إذا كان هناك مستهلكون صغار يقعون على مسافات كبيرة في النظام، فإن فقدان الحرارة يزداد بشكل كبير. إن النظام المدمج الذي يضم العديد من المستهلكين الكبار لا يعاني عملياً من فقدان الحرارة.

لذلك، إذا أظهر حساب فقدان الحرارة لخطوط الأنابيب خسائر كبيرة في الحرارة بالنسبة للمستهلكين الصغار عن بعد، فإن مهمة نقل هذه الهياكل إلى التدفئة الفردية تصبح مناسبة. تتيح هذه التقنية أيضًا تحديد المناطق ذات الخسائر الأكبر وإظهار التأثير الاقتصادي لاستبدال هذا القسم من الأنبوب. (أنظر أيضا: )

تركيب عدادات الحرارة - ضمان دقة الحسابات

س \u003d 2π * Ktp * L * (Tr - Tu) / Ln * (D / d)

في هذه الصيغة، Q هو مقدار فقدان الحرارة، W؛ Ktp - معامل التوصيل الحراري للمادة العازلة، W / m * s؛ L هو طول خط الأنابيب، م؛ Tr هي درجة حرارة سائل التبريد؛ Tu هي درجة الحرارة المحيطة؛ π هو الرقم "باي"؛ D هو القطر الخارجي لخط الأنابيب مع العزل؛ d هو القطر الخارجي للأنبوب بدون طبقة عازلة.

تسمح هذه الصيغة بدرجة عالية من الموثوقية بحساب مقدار فقدان الحرارة بواسطة خط الأنابيب.

لا يُسمح باستخدام المواد إلا في حالة وجود رابط مفهرس للصفحة التي تحتوي على المادة.

ف.ج. سيمينوف، رئيس التحريرمجلة "أخبار إمدادات الحرارة"

الوضع الراهن

تعد مشكلة تحديد فقدان الحرارة الفعلي واحدة من أهم المشاكل المتعلقة بإمدادات الحرارة. إن خسائر الحرارة الكبيرة هي الحجة الرئيسية لمؤيدي اللامركزية في إمدادات الحرارة، والتي يزيد عددها بما يتناسب مع عدد الشركات التي تنتج أو تبيع الغلايات الصغيرة وبيوت الغلايات. يتم تمجيد اللامركزية على خلفية الصمت الغريب لرؤساء شركات إمدادات الحرارة، ونادرا ما يجرؤ أي شخص على تسمية أرقام خسائر الحرارة، وإذا فعلوا ذلك، فهي معيارية، لأنه. وفي معظم الحالات، لا أحد يعرف مقدار فقدان الحرارة الفعلي في الشبكات.

في أوروبا الشرقية والدول الغربية، يتم حل مشكلة حساب خسائر الحرارة في معظم الحالات بالبدائية ببساطة. وتعادل الخسائر الفرق في القراءات الإجمالية لأجهزة القياس لمنتجي ومستهلكي الحرارة. تم شرح سكان المباني متعددة الشقق بوضوح أنه حتى مع زيادة التعريفة لكل وحدة حرارة (بسبب مدفوعات الفائدة على القروض لشراء عدادات الحرارة)، فإن وحدة القياس تجعل من الممكن توفير المزيد من حجم الاستهلاك.

نحن، في غياب أجهزة القياس، لدينا مخططنا المالي الخاص. من حجم توليد الحرارة الذي تحدده أجهزة القياس عند مصدر الحرارة، يتم خصم الفاقد الحراري المعياري والاستهلاك الإجمالي للمشتركين بأجهزة القياس. يتم شطب كل شيء آخر للمستهلكين غير المسجلين، أي. خاصة. القطاع السكني. مع مثل هذا المخطط، اتضح أنه كلما زادت الخسائر في الشبكات الحرارية، كلما ارتفع دخل مؤسسات إمدادات الحرارة. ومن الصعب في ظل مثل هذا المخطط الاقتصادي الدعوة إلى تقليل الخسائر والتكاليف.

وقد بذلت محاولات في بعض المدن الروسية لإدراج خسائر الشبكة التي تزيد عن المعتاد في التعريفات، ولكن تم القضاء على هذه المحاولات في مهدها من قبل لجان الطاقة الإقليمية أو الهيئات التنظيمية البلدية، التي تحد من "النمو الجامح للتعريفات الجمركية على منتجات وخدمات الطاقة الطبيعية". المحتكرين". حتى الشيخوخة الطبيعية للعزل لا تؤخذ بعين الاعتبار. والحقيقة هي أنه في ظل النظام الحالي، حتى الرفض الكامل لمراعاة فقدان الحرارة في الشبكات في التعريفات (مع تحديد تكاليف محددة لتوليد الحرارة) لن يؤدي إلا إلى تقليل مكون الوقود في التعريفات، ولكن بنفس النسبة سيزيد المبيعات مع الدفع بالتعريفة الكاملة. إن الانخفاض في الدخل من انخفاض التعريفة أقل بمقدار 2-4 مرات من الاستفادة من زيادة حجم الحرارة المباعة (بما يتناسب مع حصة مكون الوقود في التعريفات). علاوة على ذلك، فإن المستهلكين الذين لديهم أجهزة قياس يوفرون المال عن طريق تخفيض التعريفات، وأولئك الذين ليس لديهم أجهزة قياس (المقيمون بشكل رئيسي) يعوضون عن هذه الوفورات بكميات أكبر بكثير.

تبدأ مشاكل شركات إمدادات الحرارة فقط عندما يقوم معظم المستهلكين بتثبيت أجهزة القياس ويصبح من الصعب تقليل الخسائر بالنسبة للباقي، لأنه. ولا يمكن تفسير الزيادة الكبيرة في الاستهلاك مقارنة بالسنوات السابقة.

من المعتاد حساب الفاقد الحراري كنسبة مئوية من توليد الحرارة دون الأخذ في الاعتبار أن توفير الطاقة للمستهلكين يؤدي إلى زيادة الفاقد الحراري النوعي، حتى بعد استبدال الشبكات الحرارية بأقطار أصغر (نظرًا لمساحة السطح المحددة الأكبر) خطوط الأنابيب). تعمل حلقات مصادر الحرارة والشبكات الزائدة أيضًا على زيادة فقدان الحرارة النوعي. وفي الوقت نفسه، فإن مفهوم "خسائر الحرارة المعيارية" لا يأخذ في الاعتبار الحاجة إلى استبعاد الخسائر الناجمة عن مد خطوط الأنابيب ذات الأقطار الزائدة عن القاعدة. وفي المدن الكبيرة تتفاقم المشكلة بسبب تعدد أصحاب شبكات التدفئة، ويكاد يكون من المستحيل تقسيم خسائر الحرارة بينهم دون تنظيم محاسبة واسعة النطاق.

في البلديات الصغيرة، غالبا ما تتمكن منظمة إمدادات الحرارة من إقناع الإدارة بإدراج خسائر الحرارة المتضخمة في التعريفة، مما يبررها بأي شيء. نقص التمويل؛ إرث سيئ من زعيم سابق؛ حدوث عميق للشبكات الحرارية. حدوث ضحل للشبكات الحرارية. منطقة مستنقعات بطانة القناة وضع بدون قناة، الخ. وفي هذه الحالة، لا يوجد أيضًا أي دافع لتقليل فقد الحرارة.

يجب على جميع شركات إمدادات الحرارة اختبار شبكات التدفئة لتحديد فقدان الحرارة الفعلي. تتضمن طريقة الاختبار الوحيدة الموجودة اختيار مصدر تسخين رئيسي نموذجي، وتصريفه، واستعادة العزل واختبار نفسه، مع إنشاء حلقة دوران مغلقة. ما هي خسائر الحرارة التي يمكن الحصول عليها خلال هذه الاختبارات. وبطبيعة الحال، على مقربة من القاعدة. هذه هي الطريقة التي يتم بها تلقي خسائر الحرارة القياسية في جميع أنحاء البلاد، باستثناء غريبي الأطوار الفرديين الذين لا يريدون العيش وفقًا للقواعد.

هناك محاولات لتحديد الفاقد الحراري من نتائج التصوير الحراري. ولسوء الحظ، فإن هذه الطريقة لا توفر الدقة الكافية للحسابات المالية، لأن. لا تعتمد درجة حرارة التربة فوق مصدر التسخين الرئيسي على فقدان الحرارة في خطوط الأنابيب فحسب، بل تعتمد أيضًا على الرطوبة وتكوين التربة؛ عمق حدوث وتصميم نظام التدفئة. ظروف القناة والصرف. تسرب في خطوط الأنابيب. الوقت من السنة سطح الأسفلت.

استخدام طريقة الموجة الحرارية للقياسات المباشرة لفقد الحرارة بدرجة حادة

إن التغير في درجة حرارة مياه الشبكة عند مصدر الحرارة وقياس درجة الحرارة عند النقاط المميزة بواسطة مسجلات مع تثبيت ثانية بثانية لم يسمح أيضًا بتحقيق الدقة المطلوبة لقياس معدل التدفق وبالتالي فقدان الحرارة. يقتصر استخدام مقاييس التدفق المثبتة على المقاطع المستقيمة في الغرف ودقة القياس والحاجة إلى وجود عدد كبير من الأجهزة باهظة الثمن.

طريقة مقترحة لتقدير الفاقد الحراري

يوجد في معظم أنظمة التدفئة المركزية عشرات المستهلكين الذين لديهم أجهزة قياس. يمكن استخدامها لتحديد المعلمة التي تميز فقدان الحرارة في الشبكة ( ف الخسائر- متوسط ​​نظام فقدان الحرارة بمقدار واحد م3

سائل تبريد لكل كيلومتر واحد من شبكة تسخين ذات أنبوبين).

1. باستخدام إمكانيات أرشيف عدادات الحرارة، لكل مستهلك لديه عدادات الحرارة، يتم تحديد متوسط ​​درجة حرارة الماء الشهرية (أو أي فترة زمنية أخرى) في خط الإمداد توتدفق المياه في خط أنابيب الإمداد ز .

2. وبالمثل يتم تحديد المتوسطات لنفس الفترة الزمنية على مصدر الحرارة تو ز .

3. متوسط ​​الفاقد الحراري خلال عزل خط الإمداد المشار إليه أنا-المستهلك

4. إجمالي فقد الحرارة في خطوط أنابيب إمداد المستهلكين بأجهزة القياس:

5. متوسط ​​الفاقد الحراري النوعي للشبكة في خطوط الإمداد

أين: ل أنا. أقصر مسافة على طول الشبكة من مصدر الحرارة إلى أنا-المستهلك.

6. يتم تحديد معدل تدفق سائل التبريد للمستهلكين الذين ليس لديهم عدادات حرارة:

أ) للأنظمة المغلقة

أين ز – متوسط ​​تجديد شبكة التدفئة بالساعة عند مصدر الحرارة للفترة التي تم تحليلها؛

ب) للأنظمة المفتوحة

أين: ز-متوسط ​​تجديد شبكة التدفئة بالساعة عند مصدر الحرارة ليلاً؛

ز-متوسط ​​استهلاك الناقل الحراري في الساعة أناالمستهلك في الليل

المستهلكون الصناعيون الذين يستهلكون الناقل الحراري على مدار الساعة، كقاعدة عامة، لديهم عدادات الحرارة.

7. معدل تدفق سائل التبريد في خط الإمداد لكل منهما ي- المستهلك الذي لا يتوفر لديه عدادات الحرارة، زيتحدد بالتوزيع زللمستهلكين بما يتناسب مع متوسط ​​الحمل المتصل بالساعة.

8. متوسط ​​الفاقد الحراري خلال عزل خط الإمداد المشار إليه ي-مستهلك

أين: ل أنا. أقصر مسافة على طول الشبكة من مصدر الحرارة إلى أنا-مستهلك.

9. إجمالي الفاقد الحراري في خطوط إمداد المستهلكين بدون أجهزة القياس

وإجمالي فقدان الحرارة في جميع خطوط أنابيب الإمداد بالنظام

10. يتم حساب الفاقد في خطوط الأنابيب الراجعة طبقاً للنسبة التي يتم تحديدها لنظام معين عند حساب الفاقد الحراري القياسي

| تنزيل مجاني تحديد الفاقد الحراري الفعلي من خلال العزل الحراري في شبكات تدفئة المناطق، سيمينوف ف.ج.،

ل الحد من استهلاك الحرارةحازم المحاسبة عن فقدان الحرارة في معدات العمليات والشبكات الحرارية. يعتمد فقدان الحرارة على نوع المعدات وخطوط الأنابيب وتشغيلها السليم ونوع العزل.

يتم حساب فقدان الحرارة (W) بواسطة الصيغة

اعتمادًا على نوع المعدات وخطوط الأنابيب، تكون المقاومة الحرارية الإجمالية:

لخط أنابيب معزول بطبقة واحدة من العزل:

لخط أنابيب معزول بطبقتين من العزل:

للأجهزة التكنولوجية ذات الجدران المسطحة أو الأسطوانية متعددة الطبقات التي يزيد قطرها عن 2 متر:

للأجهزة التكنولوجية ذات الجدران المسطحة أو الأسطوانية متعددة الطبقات التي يقل قطرها عن 2 متر:

الناقل إلى الجدار الداخلي لخط الأنابيب أو الجهاز ومن السطح الخارجي للجدار إلى البيئة W / (م 2 - ك) ؛ X آر،؟. st، Xj - التوصيل الحراري، على التوالي، لمواد خط الأنابيب، والعزل، وجدران الجهاز، / - الطبقة من الجدار، W / (م. ك)؛ 5 ش. — سمك جدار الجهاز، م.

يتم تحديد معامل نقل الحرارة بواسطة الصيغة

أو وفقا للمعادلة التجريبية

يتميز نقل الحرارة من جدران خط الأنابيب أو الجهاز إلى البيئة بالمعامل a n [W / (m 2 K)]، والذي يتم تحديده بواسطة المعيار أو المعادلات التجريبية:

حسب المعادلات المعيارية:

يتم حساب معاملات انتقال الحرارة a b و n حسب المعيار أو المعادلات التجريبية. إذا كان سائل التبريد الساخن عبارة عن ماء ساخن أو بخار متكثف، فإن a in > a n، أي R B< R H , и величиной R B можно пренебречь. Если горячим теплоносителем является воздух или перегретый пар, то а в [Вт/(м 2 - К)] рассчитывают по критериальным уравнениям:

بواسطة المعادلات التجريبية:

يتكون العزل الحراري للأجهزة وخطوط الأنابيب من مواد ذات موصلية حرارية منخفضة. يمكن للعزل الحراري المختار جيدًا أن يقلل من فقدان الحرارة إلى المساحة المحيطة بنسبة 70٪ أو أكثر. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يزيد من إنتاجية المنشآت الحرارية، ويحسن ظروف العمل.

يتكون العزل الحراري لخط الأنابيب بشكل أساسي من طبقة واحدة، مطلية من الأعلى للقوة بطبقة من الصفائح المعدنية (فولاذ التسقيف، والألومنيوم، وما إلى ذلك)، والجص الجاف من الملاط الأسمنتي، وما إلى ذلك. إذا تم استخدام طبقة تغطية من المعدن ، ويمكن إهمال مقاومتها الحرارية. إذا كانت طبقة الغطاء من الجبس، فإن الموصلية الحرارية لها تختلف قليلا عن الموصلية الحرارية للعزل الحراري. في هذه الحالة، يكون سمك طبقة الغطاء مم: للأنابيب التي يقل قطرها عن 100 مم - 10؛ للأنابيب التي يبلغ قطرها 100-1000 ملم - 15؛ للأنابيب ذات القطر الكبير - 20.

يجب ألا يتجاوز سمك العزل الحراري وطبقة التغطية السمك المحدد، اعتمادًا على الأحمال الكتلية على خط الأنابيب وأبعاده الإجمالية. في الجدول. يوضح الشكل 23 قيم الحد الأقصى لسمك عزل خطوط أنابيب البخار الموصى بها في معايير تصميم العزل الحراري.

العزل الحراري للأجهزة التكنولوجيةيمكن أن تكون طبقة واحدة أو متعددة الطبقات. فقدان الحرارة من خلال الحرارية

يعتمد العزل على نوع المادة. يتم حساب فقد الحرارة في خطوط الأنابيب لمدة 1 و 100 متر من طول خط الأنابيب، في معدات المعالجة - لمساحة 1 متر مربع من سطح الجهاز.

تخلق طبقة من الملوثات الموجودة على الجدران الداخلية لخطوط الأنابيب مقاومة حرارية إضافية لنقل الحرارة إلى المساحة المحيطة. المقاومة الحرارية R (m.K/W) أثناء حركة بعض المبردات لها القيم التالية:

تحتوي خطوط الأنابيب التي توفر الحلول التكنولوجية للأجهزة وناقلات الحرارة الساخنة للمبادلات الحرارية على تجهيزات يتم فيها فقدان جزء من حرارة التدفق. يتم تحديد فقدان الحرارة المحلي (W / m) بواسطة الصيغة

معاملات المقاومة المحلية لتجهيزات خطوط الأنابيب لها القيم التالية:

عند تجميع الجدول. تم إجراء 24 حسابًا لفقد الحرارة النوعية لخطوط الأنابيب الفولاذية غير الملحومة (الضغط< 3,93 МПа). При расчете тепловых потерь исходили из следующих данных: тем-

تم قياس درجة حرارة الهواء في الغرفة بما يعادل 20 درجة مئوية؛ سرعتها أثناء الحمل الحراري الحر هي 0.2 م/ث؛ ضغط البخار - 1x10 5 باسكال؛ درجة حرارة الماء - 50 و 70 درجة مئوية؛ يتم العزل الحراري في طبقة واحدة من سلك الأسبستوس = 0.15 واط / (م.ك) ؛ معامل انتقال الحرارة а" \u003d 15 وات / (م 2 - ك).

مثال 1. حساب فقدان الحرارة النوعي في خط أنابيب البخار.

مثال 2. حساب فقدان الحرارة النوعي في خط أنابيب غير معزول.

نظرا للشروط

خط الأنابيب من الفولاذ بقطر 108 ملم. القطر الاسمي د ص = 100 ملم. درجة حرارة البخار 110 درجة مئوية، درجة الحرارة المحيطة 18 درجة مئوية. الموصلية الحرارية للصلب X = 45 وات / (م.ك).

تشير البيانات التي تم الحصول عليها إلى أن استخدام العزل الحراري يقلل من فقدان الحرارة لكل متر واحد من طول خط الأنابيب بمقدار 2.2 مرة.

الفاقد الحراري النوعي W/m2 في الأجهزة التكنولوجية لإنتاج الجلود والتلبيد هو:

مثال 3. حساب فقدان الحرارة النوعي في الأجهزة التكنولوجية.

1. الطبل العملاق مصنوع من الصنوبر.

2. شركة التجفيف "هيراكو كينزوكو".

3. قارب طويل لصباغة القبعات. مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ [ك = 17.5 واط/(م-ك)]؛ لا يوجد عزل حراري. أبعادالقارب الطويل 1.5 × 1.4 × 1.4 م سمك الجدار 8 ST = 4 مم. درجة حرارة العملية ر = = 90 درجة مئوية؛ الهواء في الورشة / av = 20 درجة مئوية. سرعة الهواء في الورشة v = 0.2 م/ث.

يمكن حساب معامل انتقال الحرارة a على النحو التالي: a = 9.74 + 0.07 At. عند / cp \u003d 20 درجة مئوية ، تكون 10-17 واط / (م 2. ك).

إذا كان سطح سائل تبريد الجهاز مفتوحًا، يتم حساب فقد الحرارة النوعي من هذا السطح (W / m 2) بالصيغة

تقترح الخدمة الصناعية "الجدي" (بريطانيا العظمى) استخدام نظام "Alplas" لتقليل فقدان الحرارة من الأسطح المفتوحة للمبردات. يعتمد النظام على استخدام الكرات العائمة المجوفة من مادة البولي بروبيلين والتي تغطي سطح السائل بالكامل تقريبًا. أظهرت التجارب أنه عند درجة حرارة الماء في خزان مفتوح قدره 90 درجة مئوية، يتم تقليل فقد الحرارة عند استخدام طبقة من الكرات بنسبة 69.5٪، وطبقتين - بنسبة 75.5٪.

مثال 4. حساب خسائر الحرارة النوعية من خلال جدران محطة التجفيف.

يمكن تصنيع جدران المجفف من مواد مختلفة. النظر في هياكل الجدار التالية:

1. طبقتين من الفولاذ سماكة 5 ST = 3 مم مع وجود عازل بينهما على شكل صفيحة الاسبستوس بسماكة 5 و= 3 سم وموصلية حرارية X و= 0.08 وات/ (م.ك) .