Выбор толщины теплоизоляционного слоя

Выбор толщины изоляции определяется техническими и технико-экономическими соображениями.

Основные технические соображения, ко­торыми руководствуются при выборе тол­щины изоляции, заключаются в следующем:

1) обеспечение заданной температуры теплоносителя в отдельных точках тепло­вой сети. Это условие особенно важно для паропроводов в тех случаях, когда должна быть гарантирована подача перегретого па­ра отдельным абонентам;

2) выдерживание нормированных эко­номически обоснованных теплопотерь;

3) не превышение заданной температуры поверхности изоляции; при прокладке теп­лопровода в рабочих помещениях или в проходных каналах по условиям безопас­ности предельная температура поверхности должна составлять 40 °С. В некоторых слу­чаях предельная температура поверхности выбирается из условия защиты от разруше­ния наружной оболочки изоляции.

На основании технических требований определяется предельная минимальная тол­щина тепловой изоляции. Вопрос о целесо­образности увеличения толщины и повыше­ния эффективности тепловой изоляции ре­шается технико–экономическим расчетом.

Термическое сопротивление изоляционной конструкции трубопровода

(9.1)

При увеличении наружного диаметра изоляционной оболочки D_нтермическое со­противление слоя R_слвозрастает, а терми­ческое сопротивление поверхности изоля­ции R_п снижается. При некотором значении наружного диаметра изоляции, называемом критическим D_н*, термическое сопротивле­ние изоляционной оболочки минимально.

Это значение критического диаметра D_н*, определяемое из условия dR/dD_н = 0 находится по формуле

D_н* = 2λ/α. (9.2)

Зависимость R = f(D_н) при D_т= const, λ= const и α = const показана на рис. 9.1.

При D_н < D_н* увеличение толщины теп­ловой изоляции от D_ндо D_н* дает отрица­тельный эффект, так как при этом тепловые потери возрастают.

В диапазоне характерных для тепловых сетей значений λ= 0,04 – 0,2 Вт/(м ∙ К) и α = 6 –15 Вт/(м² ∙ К) D_н* = 0,07 – 0,003 м.

Как правило, диаметры трубопроводов, применяемых в тепловых сетях, D_н > D_н*.

Рис. 9.1. Зависимость термического сопротив­ления от наружного диаметра изоляционной оболочки

R = f(D_н); D_т = const, λ = const; α = const

В этих условиях увеличение толщины тепловой изоляции всегда приводит к снижению тепловых потерь.

Технико-экономические расчеты толщины теплоизоляции базируются на положении, что оптимальной конструкцией изоляции будет изоляция, для которой приведенные затраты , будут минимальными:

(9.3)

затраты на потерянное тепло с 1 м трубопровода, ; издержки производства на эксплуатацию; нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; стоимость изоляции, ; переменная часть стоимости строительных работ, связанных с изменением толщины изоляции (стоимость канала).

Нормируемые величины предельной толщины теплоизоляционных конструкций приведены в прил 9.