Назад к списку

Paroc рекомендует: Не бросайте цифры на ветер, или как оценить потери тепла от промышленных установок?

Физические процессы, которые происходят в функционирующих промышленных установках или теплотрассах, очень сложны. То, что в основном интересует инженеров и проектировщиков, и, следовательно, количество потерь тепла от системы и температуры, преобладающие на рабочих поверхностях, зависит от целого ряда факторов. Среди них особое внимание следует уделить силе ветра. Как этот аспект влияет на теплоизоляцию и, как следствие, эффективность установки?

В идеальном мире промышленные установки будут защищены максимально толстым слоем изоляции, что позволит снизить до минимума потери тепла и, следовательно, получить наиболее эффективные процессы с точки зрения затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию.
- На самом деле толщина изоляции часто сильно ограничена, что является следствием технических или чисто финансовых барьеров, - подчеркивает Михал Неканович, технический советник по сотрудничеству с проектными бюро в Paroc Polska. - Выбор подходящих размеров материала должен, в конце концов, найти экономическое обоснование, что, очевидно, непросто, учитывая даже рост цен на энергоносители, - добавляет он.

Поэтому толщина изоляции труб в виде матов должна быть результатом ряда факторов, которые позволят наиболее точно оценить потери, связанные с накоплением или переносом среды. Правила расчета потерь тепла предусмотрены стандартом PN-EN ISO 12241: 2010 «Теплоизоляция зданий и промышленных установок. Правила расчета».
Чтобы определить требуемую изоляцию, необходимо знать геометрию объектов и физические свойства материалов, из которых они изготовлены. Экологические факторы также важны. 

Термическое сопротивление имеет более одного имени 

 Тепловые потери возрастают соразмерно с увеличением амплитуды температуры транспортируемой среды и окружающей среды, хотя в значительной степени также зависят от сопротивления, которое тепловая энергия встретит на своем пути, проникая за пределы трубопровода. Тепловое сопротивление R рассчитывается как сумма значений парциального сопротивления слоев проводника (R i ) и сопротивления теплопередачи на внутренней поверхности трубопровода (R si ) и наружной поверхности изоляционной оболочки (R se ). Обратное тепловое сопротивление R определяется как коэффициент теплопередачи U, который часто используется при определении изоляции строительных перегородок.


С точки зрения инженера, проектирующего установки, которые в конечном итоге должны работать вне зданий, сопротивление теплопередаче снаружи трубопровода представляется особенно важным (R se ).
- Эта величина зависит главным образом от коэффициента теплопередачи и радиационного теплообмена, который, в свою очередь, рассчитывается, среди прочего на основании скорости ветра, диаметра оболочки, коэффициента излучения материалов или амплитуды температуры изоляционной оболочки и окружающего воздуха, - объясняет Михал Неканович. - Изменение любого из параметров влияет на значение коэффициента теплопередачи, для которого скорость ветра имеет наибольшее значение, - добавляет эксперт Paroc.

Не бросайте числа на ветер! 

 Чтобы показать, как скорость ветра влияет на тепловые параметры изоляции и трубопровода в целом, стоит использовать инструмент расчета PAROC Calculus., Например, возьмем стальной трубопровод с внешним диаметром 406,4 мм и толщиной стенки 8,8 мм, который будет транспортировать пар при температуре 550 °С. Гипотетическая проволока выходит наружу, поэтому давайте также определим атмосферные условия: средняя температура окружающей среды составляет 25 °С, а относительная влажность воздуха - 50%. В рамках эксперимента мы использовали негорючий коврик из каменной ваты PAROC Pro Wired Mat 130 чья теплопроводность при 600 °С составляет 0,161 Вт / мК.

Поскольку мы имеем дело с высокотемпературным трубопроводом, необходимо установить толщину изоляции, которая не только уменьшит потери тепла, но и обеспечит правильную температуру покрытия - максимум 50 °C, в соответствии с требованиями PN-EN ISO 12241: 2010. Если мы примем скорость ветра на уровне 0 м / с, нам потребуется для этой задачи трехслойная изоляция общей толщиной 240 мм (в случае оболочки из оцинкованной стали) или 330 мм (с оболочкой из алюминия).

Это тепло ... не пройдет с ветром 

Практика проектирования доказывает, что сопротивление теплопередаче на внешней стороне изолированных трубопроводов как минимум на ряд выше, чем на внутренней. В то же время этот размер существенно меняется с увеличением скорости ветра.
- Ветер имеет это для себя, что усиливает теплообмен между поверхностью изоляции и окружающим воздухом, - подчеркивает Михал Неканович. - При расчете параметров изоляции стоит учитывать средние значения скорости ветра в данном месте. Выбранное решение может повлиять как на количество потерь тепла, так и на температуру поверхности изоляционной рубашки, - резюмирует эксперт Paroc.