Oggi ogni persona affronta la questione del risparmio energetico in modo sempre più vitale. Un problema così acuto viene risolto sia a livello statale che a livello internazionale, sotto forma di introduzione nella vita della società meccanismi di programmi appositamente creati per raggiungere questo obiettivo. Uno dei componenti principali della loro azione è la conservazione del calore nei locali residenziali, governativi e di altro tipo.

La questione della conservazione del calore è giustificata da tre ragioni principali, che includono:

• aumento significativo dei prezzi dell’energia;
• riduzione delle riserve naturali di materie prime energetiche da cui energia termica;
• significativo impatto negativo emissioni derivanti dalla combustione di materie prime energetiche sul clima e sulla natura.

Pertanto, una delle principali soluzioni tecniche a questi problemi è isolamento termico esterno strutture edili e reti di riscaldamento.

Isolamento termico esterno delle pareti degli edifici

Il compito principale dell'esterno materiali per l'isolamento termicoè quello di ridurre la perdita di calore e l’umidità negli edifici. Le loro caratteristiche prioritarie più importanti sono: affidabili protezione efficace esterno elementi strutturali edifici e una significativa conservazione delle aree interne dei loro locali. Un approccio competente alla selezione dei materiali di isolamento termico consente di raggiungere elevati livelli di conservazione del calore, anche a costi contenuti.

Nel moderno tecnologie costruttive Il mezzo tecnico e tecnologico centrale con cui viene effettuato l'isolamento termico delle pareti esterne è la lana minerale. Questo materiale è prodotto dai produttori sotto forma di lastre di cotone di basalto e silice, rivestite con una sostanza impermeabile. Il metodo principale per la posa di questo prodotto termoisolante è la sua installazione sotto il rivestimento muratura, che consente di creare un cosiddetto strato di pareti ventilate.

Nel settore edile vengono utilizzati i seguenti principali metodi di isolamento delle pareti:

• isolamento termico mediante polistirolo espanso metodo di incollaggio di polistirene espanso speciale o di applicazione di schiuma poliuretanica liquida all'esterno delle pareti, che può essere con o senza strato ventilato;
• isolamento termico realizzando pareti del tipo cosiddetto “umido” questo metodo prevede l'installazione sulla parete di lastre di cotone, sulle quali viene incollata una speciale rete di rinforzo, e la successiva ricopertura delle stesse con materiale mastice;
• isolamento termico esterno delle pareti di una casa con uno strato di ventilazione, che serve per prevenire la possibilità che la condensa danneggi le pareti, materiale barriera al vapore e lastre di cotone, con la loro successiva lavorazione materiale della facciata, attraverso una cassa di legno.

Isolamento termico della rete di riscaldamento

È innegabile che, indipendentemente dai metodi utilizzati per isolare le strutture edilizie, ma senza l'isolamento termico di dispositivi, meccanismi e condutture termiche, la questione della conservazione del calore sarà considerata una frase vuota. Particolarmente importante soluzione tecnica Un problema come la riduzione delle perdite di calore è l'isolamento termico esterno delle tubazioni.

Oggi, uno dei più tecnologie avanzate Quando si isolano le tubazioni, è necessario creare uno speciale guscio termoisolante in polistirene espanso. Il diametro e lo spessore di questo materiale isolante sono prodotti dai produttori in base alle dimensioni dei tubi esistenti e in base ai singoli ordini.

L'efficienza nella riduzione delle perdite di calore quando si utilizza un guscio isolante come isolamento per i tubi è ottenuta grazie alle sue caratteristiche speciali:

• alto grado di resistenza all'acqua;
• resistenza a diversi tipi processi di decadimento (funghi, muffe).

Determinazione della struttura del consumo di acqua non contabilizzato utilizzando il metodo della zonizzazione

Esame dei sistemi di approvvigionamento idrico e fognario: la nostra esperienza

Perdite idriche nelle reti di riscaldamento: metodi per ridurre il volume delle perdite

Perdite idriche nelle reti di riscaldamento: metodi per ridurre i volumi di perdita

Il compito di ridurre le perdite idriche è oggi molto urgente. Nella maggior parte delle reti esistenti si verificano perdite di refrigerante e, di conseguenza, significative perdite di calore. Di conseguenza, aumentano il volume dell'acqua di reintegro necessaria e il costo della sua preparazione.

Principali cause di perdite:

• Distruzione di tubi a causa della corrosione.
• Scarso adattamento delle valvole di controllo e di intercettazione.
• Violazioni dell'integrità della tubazione sotto l'influenza di carichi meccanici che si verificano a causa di un'installazione di scarsa qualità.

Per ripristinare le perdite è necessaria l'energia di una fonte di calore (l'acqua di reintegro viene riscaldata a una determinata temperatura), il che comporta costi inutili.

Le perdite di acqua calda possono essere:

• emergenza;
• permanente.

Le costanti nelle reti di riscaldamento dipendono dall'area delle aree che perdono e dalla pressione. Le perdite accidentali sono associate a rotture delle tubazioni. Perdite acqua fredda(liquido di raffreddamento) a causa di incidenti sono piuttosto rari. La stragrande maggioranza degli incidenti avviene lungo le condotte di approvvigionamento. L'acqua si muove attraverso di loro alta temperatura sotto una pressione piuttosto elevata.

Secondo gli standard attuali, quando si utilizza una rete di riscaldamento, la perdita di refrigerante all'ora non deve essere superiore allo 0,25% del volume totale.

Per ridurre la perdita di calore causata da perdite d'acqua, è necessario attuare regolarmente misure preventive.

Tali misure includono:

• Protezione delle tubazioni dalla corrosione elettrochimica. Per fare ciò, viene eseguita la protezione catodica e vengono applicati agenti anticorrosivi.
• Trattamento dell'acqua di alta qualità. Per rallentare la corrosione delle tubazioni, la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua viene ridotta.
• Valutazione periodica della vita residua delle tubazioni. Grazie a ciò è possibile individuare tempestivamente i tratti di tubazione che necessitano di essere sostituiti. Ciò può ridurre significativamente il rischio di incidenti e, di conseguenza, ridurre le perdite d’acqua.

Bilancio idrico delle reti di riscaldamento

In qualsiasi struttura che fornisce calore, l'efficienza del funzionamento viene determinata ogni mese. In particolare, calcolano il bilancio dell'acqua fornita e consegnata ai consumatori finali. Uno squilibrio può indicare perdite significative o misurazioni o calcoli errati. Ad esempio, quando si eseguono calcoli, l'errore degli strumenti di misura non viene preso in considerazione.

Se c'è un grande squilibrio, ha senso ordinare la diagnostica di rete, che ne determinerà le condizioni tecniche e la possibilità di ulteriori operazioni. La diagnostica ingegneristica è un intero complesso di lavori. Viene effettuata un'ispezione visiva della tubazione, che consente di identificare sacche di corrosione. Utilizzando la diagnostica a ultrasuoni, vengono eseguite misurazioni dello spessore del tubo.

Le perdite nascoste vengono rilevate attraverso la correlazione e la diagnostica acustica. Viene eseguita anche l'analisi documentazione tecnica e i calcoli tecnici necessari. Al cliente viene presentata una conclusione che indica la risorsa rimanente, le condizioni tecniche della rete e le raccomandazioni.

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Introduzione

Le perdite di calore sono una caratteristica individuale di ciascuna rete di riscaldamento e devono essere determinate individualmente per ciascuna rete. Trasporto del calore dalla fonte di calore ai consumatori nei sistemi teleriscaldamento associato alle perdite di energia termica, che si spiegano con il raffreddamento della superficie delle tubazioni al contatto con ambiente, con perdite di liquido di raffreddamento, con il funzionamento di pompe per il pompaggio di liquido di raffreddamento, nonché con condizioni operative termiche e idrauliche non ottimali delle reti. In vari discorsi e pubblicazioni, la quantità di perdite di calore durante il trasporto nelle reti di riscaldamento esistenti è stimata al 15-20% dell'energia termica fornita dalle fonti. Le perdite di calore sono incluse nelle tariffe per l'energia termica e sono uno degli indicatori di efficienza energetica nel funzionamento delle reti di riscaldamento, quindi determinare il valore effettivo di queste perdite è un compito pratico importante.

Le perdite di energia nelle reti di riscaldamento sono indissolubilmente legate alla perdita di risorse. In caso di perdite si perde irrimediabilmente il liquido refrigerante che deve essere reintegrato presso la fonte di calore. La preparazione del liquido refrigerante costa: risorse materiali, e lo stesso vale per l'energia.

Altre risorse perdute sono il materiale delle tubazioni, il loro isolamento termico e l'impermeabilizzazione, che si guastano a causa della corrosione, dell'umidità e dei danni meccanici. In questo caso, la produzione e l'installazione di nuove condotte o il ripristino di strutture isolanti richiedono notevoli costi di materiale, manodopera ed energia.

Le condizioni climatiche in Russia predeterminano l’offerta di calore come il settore socialmente più significativo e allo stesso tempo a maggior consumo di carburante dell’economia, che consuma circa il 40% delle risorse energetiche utilizzate nel paese, di cui circa la metà proviene dall’ambiente. settore domestico. Secondo i dati, circa il 72% dell'energia termica è prodotta da fonti di calore centralizzate (con una capacità di oltre 20 MW), il restante 28% è prodotto da fonti decentralizzate, di cui il 18% da fonti di calore autonome e individuali. Allo stesso tempo, una piccola parte dell'energia termica viene fornita riciclando il calore di scarto impianti tecnologici e l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili. Allo stato attuale, lo stato della fornitura di calore non può essere considerato soddisfacente. Molte fonti di calore centralizzate hanno esaurito le proprie risorse. Circa il 50% degli oggetti riscaldamento comunale E reti di utilità richiedono la sostituzione, almeno il 15% è presente in condizione di emergenza. Per ogni 100 km di reti di riscaldamento si registrano annualmente in media 70 danni. Richiede l'82% della lunghezza totale delle reti di riscaldamento revisione o sostituzione.

Lo scopo dello studio di questo lavoro è calcolare l'efficienza dell'isolamento termico e il risparmio di energia termica durante il ripristino dell'isolamento danneggiato delle condotte termiche utilizzando l'esempio della rete di riscaldamento nella città di Shatura.

Obiettivi della ricerca:

1. Studio dei documenti normativi;

2. Analisi e sintesi dei materiali studiati;

3. Calcolo dell'efficacia dell'isolamento termico.

4. Confronto della perdita di calore mediante tubi di calore non isolati con una rete di calore con tubi preisolati.

1. Sistemi di trasporto e distribuzione dell'energia termica

Il trasporto dell'energia termica avviene in quasi tutti i settori, nonché nel settore dell'edilizia abitativa e dei servizi comunali.

Il calore viene trasferito da una fonte ai consumatori utilizzando sistemi di fornitura di calore, che comprendono una fonte, una rete di riscaldamento e dei consumatori. Sistema di fornitura di calore - totalità dispositivi tecnici, unità e sottosistemi che assicurano la preparazione del liquido di raffreddamento, il suo trasporto e la distribuzione in conformità con la domanda di calore tra i singoli consumatori per il riscaldamento, la ventilazione, la fornitura di acqua calda e la fornitura di calore di processo.

A seconda della posizione della fonte di calore rispetto ai consumatori, i sistemi di fornitura di calore sono suddivisi in decentralizzati e centralizzati.

IN sistemi decentralizzati La fonte di calore e i ricevitori di calore dei consumatori sono combinati in un'unità o posizionati così vicini che il trasferimento di calore dalla fonte ai ricevitori di calore può essere effettuato praticamente senza un collegamento intermedio: una rete di riscaldamento.

Sistemi fornitura di calore decentralizzata si dividono in individuali e locali.

IN sistemi individuali L'approvvigionamento di calore per ogni stanza (zona officina, stanza, appartamento) viene fornito da una fonte separata. Tali sistemi, in particolare, includono fornace e riscaldamento dell'appartamento. Nei sistemi locali, la fornitura di calore a ciascun edificio è fornita da una fonte di calore separata, solitamente da un locale caldaia locale o individuale. Questo sistema, in particolare, include il cosiddetto riscaldamento centralizzato edifici.

Un insieme di impianti progettati per la preparazione, il trasporto e l'uso del liquido di raffreddamento costituisce un sistema centralizzato di fornitura di calore. Nei sistemi centralizzati di fornitura di calore, la fonte di calore e i ricevitori di calore dei consumatori si trovano separatamente, spesso a notevole distanza, quindi il calore dalla fonte ai consumatori viene trasferito attraverso le reti di riscaldamento.

A seconda del grado di centralizzazione, i sistemi di teleriscaldamento possono essere suddivisi nei seguenti quattro gruppi:

§ gruppo: fornitura di calore da una fonte a un gruppo di edifici;

§ distretto - fornitura di calore da una fonte a diversi gruppi di edifici (distretto);

§ urbano: fornitura di calore da una fonte a più aree;

§ interurbano: fornitura di calore da una fonte a più città.

A seconda dello stato di fase del liquido di raffreddamento reti di riscaldamento divisi in acqua e vapore. Le reti idriche vengono utilizzate per fornire calore agli edifici e per coprire i carichi dei processi industriali a basso potenziale. Le reti a vapore vengono utilizzate anche per fornire carichi di processi industriali ad alto potenziale.

La pratica della fornitura di calore ha mostrato una serie di vantaggi dell'acqua come refrigerante rispetto al vapore, vale a dire:

La capacità di trasportare il calore su lunghe distanze senza grandi perdite di potenziale termico e, quindi, la possibilità di una produzione combinata di calore ed elettricità più economica nelle centrali termoelettriche;

Comodità della regolazione centralizzata qualitativa e quantitativa della fornitura di calore alla fonte;

Facilità di connessione della maggior parte dei sistemi di abbonamento alle reti di riscaldamento;

Conservazione di tutta la condensa del vapore di riscaldamento nelle centrali termoelettriche in unità di riscaldamento dell'acqua.

Il vapore, a sua volta, presenta i seguenti vantaggi rispetto all'acqua: fornitura di calore, isolamento termico

Maggiori possibilità di utilizzo come refrigerante (maggiore versatilità);

Bassa densità e insignificanza del creato pressione idrostatica in condotte anche con i terreni più sfavorevoli nelle zone termiche;

Facilità di rilevamento ed eliminazione degli incidenti nelle reti, poiché il vapore arriva sempre alla superficie della terra e i lavori di saldatura in caso di incidenti possono essere eseguiti immediatamente dopo lo spegnimento del vapore;

Nessun consumo di elettricità per la trasmissione del vapore, poiché viene fornito all'abbonato sotto pressione nei generatori di vapore alla fonte di calore, e il consumo di energia per il ritorno della condensa è molto insignificante rispetto al consumo di energia per il pompaggio dell'acqua nelle reti di riscaldamento dell'acqua.

2. Perdite di calore nelle reti di riscaldamento

Secondo i dati riepilogativi sugli impianti di fornitura di calore in 89 regioni Federazione Russa, la lunghezza totale delle reti di riscaldamento in termini di due tubi è di circa 183.300 km. Il processo di usura medio è stimato al 60-70%.

I principali indicatori di efficienza energetica delle reti di riscaldamento sono i valori indicati di seguito.

Consumo specifico di acqua di rete per unità di carico termico collegato.

Consumo specifico energia elettrica per il trasporto del liquido refrigerante.

La differenza di temperatura dell'acqua di rete nelle tubazioni di mandata e di ritorno o la temperatura dell'acqua di rete in entrata conduttura di ritorno soggetto alla temperatura dell'acqua di rete nella tubazione di alimentazione secondo il programma di temperatura.

Perdita di energia termica attraverso il trasporto di calore, attraverso l'isolamento e attraverso la perdita dell'acqua di rete.

Perdita di acqua di rete.

Questi indicatori devono essere stabiliti nel progetto della rete di riscaldamento, inseriti nel passaporto della rete di riscaldamento e controllati durante un'indagine energetica.

Di seguito, nella Tabella 1, sono riportati i risultati dei calcoli delle perdite standard annuali e in eccesso di energia termica e combustibile alle temperature medie dell'acqua di raffreddamento nelle tubazioni di alimentazione e ritorno durante stagione di riscaldamento 90 e 50°C, rispettivamente.

Tabella 1

Di seguito, nella Tabella 2, sono riportati i risultati dei calcoli dei costi di elettricità, carburante e fondi per il pompaggio del liquido di raffreddamento alle fonti e nelle reti di riscaldamento.

Tabella 2

Le perdite di calore nelle reti principali e di distribuzione sono significativamente diverse. Condizioni tecniche Le reti dorsali sono generalmente molto migliori. Inoltre, la superficie totale delle reti principali attraverso la quale si disperde energia termica è notevolmente inferiore alla superficie di reti molto più ramificate ed estese. reti di distribuzione. Pertanto, le reti urbane rappresentano una quota molte volte inferiore di perdite di calore rispetto alle reti di distribuzione.

3. Misure per ridurre le perdite di calore

Tecnologie progressive.

Le tecnologie progressive consentono di aumentare la durata delle reti di riscaldamento, aumentarne l'affidabilità e allo stesso tempo aumentare l'efficienza del trasporto del calore.

Di seguito è riportato breve descrizione tali tecnologie.

1) Installazione senza canali di tubi di calore del tipo “pipe-in-pipe” con isolamento in schiuma di poliuretano in un guscio di polietilene e un sistema di controllo dell'umidità dell'isolamento.

Tali condotte termiche consentono di eliminare dell'80% la possibilità di danni alle tubazioni dovuti alla corrosione esterna, ridurre la perdita di calore attraverso l'isolamento di 2-3 volte, ridurre i costi operativi per la manutenzione della rete di riscaldamento, ridurre i tempi di costruzione di 2-3 volte, ridurre costi di capitale pari a 1,2 volte per la posa della rete di riscaldamento rispetto alla posa dei canali. L'isolamento in schiuma di poliuretano è progettato per l'esposizione a lungo termine a temperature del liquido di raffreddamento fino a 130°C e per l'esposizione di picco a breve termine a temperature fino a 150°C. Prerequisito funzionamento affidabile e senza problemi delle condotte delle reti di riscaldamento - la presenza di un sistema di monitoraggio operativo-remoto (ODC) dell'isolamento. Questo sistema consente di controllare la qualità dell'installazione e della saldatura conduttura d'acciaio, isolamento in fabbrica, lavori di isolamento dei giunti di testa. Il sistema comprende: conduttori di segnale in rame incorporati in tutti gli elementi della rete di riscaldamento; terminali lungo il percorso e nei punti di controllo (centrale termica, locale caldaia); dispositivi di monitoraggio: portatili per il monitoraggio periodico e fissi per il monitoraggio continuo. Il sistema si basa sulla misurazione della conduttività dello strato termoisolante, che cambia al variare dell'umidità. Il monitoraggio delle condizioni dell'UEC durante il funzionamento della pipeline viene effettuato utilizzando un rilevatore. Un rilevatore consente di monitorare contemporaneamente due tubi fino a 5 km ciascuno. La posizione esatta dell'area danneggiata viene determinata utilizzando un localizzatore portatile. Un localizzatore consente di determinare la posizione di un guasto a una distanza massima di 2 km dal suo punto di connessione. Si prevede che la durata delle reti di riscaldamento con isolamento in schiuma di poliuretano sarà di 30 anni.

2) I giunti di dilatazione a soffietto, a differenza dei giunti di dilatazione a premistoppa, garantiscono una tenuta completa dispositivi di compensazione, ridurre i costi operativi. Metalkomp JSC produce giunti di dilatazione a soffietto affidabili per tutti i diametri di tubazioni per installazioni senza canale, a canale, a terra e fuori terra. L'utilizzo di compensatori di dilatazione a soffietto presso Mosenergo JSC, installati su tubazioni principali con un diametro da 300 a 1400 mm in una quantità di oltre 2000 pezzi, ha permesso di ridurre le perdite d'acqua specifiche da 3,52 l/m 3 h nel 1994 a 2,43 l/m 3 ore nel 1999

3) Palla valvole di intercettazione una maggiore densità, valvole di intercettazione a sfera e di controllo con azionamento idraulico, utilizzate come valvole di "taglio", possono migliorare caratteristiche prestazionali raccordi e cambiare radicalmente schemi esistenti protezione degli impianti di riscaldamento dall'aumento di pressione.

4) L'introduzione di nuovi schemi per regolare le prestazioni delle stazioni di pompaggio utilizzando azionamenti a frequenza variabile, l'uso di schemi di protezione contro un aumento della pressione nella linea di ritorno quando la stazione di pompaggio è ferma può migliorare significativamente l'affidabilità del funzionamento delle apparecchiature e ridurre l'energia consumo durante il funzionamento di queste stazioni.

5) La ventilazione di canali e camere ha lo scopo di ridurre le perdite di calore attraverso l'isolamento dei tubi di calore, che è uno dei compiti più importanti funzionamento delle reti di riscaldamento. Uno dei motivi dell'aumento della perdita di calore attraverso l'isolamento di una tubazione di calore sotterranea è la sua umidità. Per ridurre l'umidità e ridurre le perdite di calore, è necessario ventilare i canali e le camere, il che consente di mantenere lo stato di umidità dell'isolamento termico ad un livello che garantisca un livello minimo perdite di calore.

6) Circa un terzo dei danni alle reti di riscaldamento è causato da processi di corrosione interna. Anche il rispetto del valore standard delle perdite nelle reti di riscaldamento, pari allo 0,25% del volume di tutte le condotte, ovvero 30.000 t/h, comporta la necessità di un controllo rigoroso della qualità dell'acqua di reintegro.

Il parametro principale che può essere influenzato è il valore del pH.

Aumentare il valore del pH dell'acqua di alimentazione è un modo affidabile per combattere la corrosione interna, a condizione che venga mantenuto il normale contenuto di ossigeno nell'acqua. Alto grado la protezione delle tubazioni a pH 9,25 è determinata dai cambiamenti nelle proprietà dei film di ossido di ferro.

Il livello di aumento del pH che fornisce protezione affidabile tubazioni dalla corrosione interna, dipende in modo significativo dal contenuto di solfati e cloruri nell'acqua di rete.

Maggiore è la concentrazione di solfati e cloruri nell'acqua, maggiore dovrebbe essere il valore del pH.

Uno dei pochi modi per prolungare la vita lavorativa delle reti di riscaldamento posate in modo standard, escluse le tubazioni in isolamento PPU sono rivestimenti anticorrosione.

L'isolamento termico delle tubazioni e delle apparecchiature della rete di riscaldamento viene utilizzato per tutti i tipi di installazione, indipendentemente dalla temperatura del liquido di raffreddamento. I materiali di isolamento termico sono a diretto contatto con ambiente esterno, che è caratterizzato da continue fluttuazioni di temperatura, umidità e pressione. In considerazione di ciò, i materiali e le strutture per l'isolamento termico devono soddisfare una serie di requisiti. Considerazioni di efficienza e durabilità richiedono che la scelta dei materiali di isolamento termico e la progettazione siano effettuate tenendo conto dei metodi di installazione e delle condizioni operative determinate dal carico esterno sull'isolamento termico, dal livello acque sotterranee, temperatura del liquido di raffreddamento, modalità operativa idraulica della rete di riscaldamento.

I nuovi tipi di rivestimenti isolanti termici dovrebbero avere non solo una bassa conduttività termica, ma anche una bassa permeabilità all'aria e all'acqua, nonché una bassa conduttività elettrica, che riduce la corrosione elettrochimica del materiale del tubo.

Maggior parte vista economica la posa delle condotte termiche delle reti di riscaldamento è una posa aerea. Tuttavia, tenendo conto delle esigenze architettoniche e progettuali, anche quelle ambientali aree popolate Il tipo principale di installazione è l'installazione sotterranea in canali passanti, semipassanti e non passanti. Le condotte di calore senza condotti, essendo più economiche rispetto alla posa di canali in termini di costi di capitale per la loro costruzione, vengono utilizzate nei casi in cui efficienza termica e la durata non sono inferiori ai tubi termici nei canali non passanti.

L'isolamento termico viene fornito per tratti lineari di tubazioni della rete di riscaldamento, raccordi, collegamenti a flangia, compensatori e supporti per tubi per installazioni fuori terra, con canali interrati e senza canali.

Le perdite di calore dalla superficie delle tubazioni aumentano quando l'isolamento termico viene inumidito. L'umidità raggiunge la superficie delle condotte quando sono inondate da acqua freatica e superficiale. Altre fonti di umidità nell'isolamento termico sono l'umidità naturale contenuta nel terreno. Se le tubazioni sono posate in canali, l'umidità dell'aria può condensarsi sulla superficie dei soffitti dei canali e cadere sotto forma di gocce sulla superficie delle tubazioni. Per ridurre l'impatto delle goccioline sul isolamento termicoÈ necessaria la ventilazione dei condotti della rete di riscaldamento. Inoltre, l'inumidimento dell'isolamento termico contribuisce alla distruzione dei tubi a causa della corrosione della loro superficie esterna, con conseguente riduzione della durata delle tubazioni. Quindi avanti superficie metallica i tubi sono rivestiti con rivestimenti anticorrosione.

Pertanto, le principali misure di risparmio energetico che riducono la perdita di calore dalla superficie delle tubazioni sono:

§ Isolamento di aree non isolate e ripristino dell'integrità degli isolamenti termici esistenti;

§ ripristino dell'integrità dell'impermeabilizzazione esistente;

§ applicazione di rivestimenti costituiti da nuovi materiali termoisolanti, ovvero utilizzo di tubazioni con nuove tipologie di rivestimenti termoisolanti;

§ isolamento delle flange e delle valvole di intercettazione.

L'isolamento delle aree non isolate è una misura primaria di risparmio energetico, poiché le perdite di calore dalla superficie delle tubazioni non isolate sono molto grandi rispetto alle perdite dalla superficie delle tubazioni isolate e il costo di applicazione dell'isolamento termico è relativamente basso.

Confrontiamo le perdite di calore dovute a tubi di calore non isolati con una rete di calore con tubi preisolati utilizzando l'esempio del sistema di fornitura di calore della città di Shatura.

4. Calcolo dell'efficacia dell'isolamento termico.

Caratteristiche del sistema di fornitura di calore a Shatura.

Fornitura di calore per ambienti residenziali, amministrativi e edifici industriali La città di Shatura è realizzata dalla centrale termica GRES-5. La rete di riscaldamento è alimentata con acqua deareata e depurata chimicamente.

La pressione nella linea di ritorno è mantenuta dal regolatore di reintegro.

Da GRES-5, la fornitura di calore a tutti i consumatori di calore viene effettuata attraverso reti di riscaldamento dell'acqua a due tubi.

Le condutture sono posate in canali transitori in cemento armato con copertura prefabbricata in cemento armato. I rami sono posati in canali di mattoni e cemento armato con rivestimenti in ferro lastre di cemento. Come isolamento termico sono stati utilizzati mattoni in terra diatomacea, ricoperti superiormente con intonaco di cemento-amianto e sulle testate con fogli di alluminio.

Le reti di distribuzione e trimestrali sono parzialmente isolate con sospese lana minerale, intonacato con cemento-amianto.

La parte principale dell'autostrada viene portata in superficie.

Parte dell'autostrada è posata su supporti alti e bassi. Sono presenti ponticelli tra le condutture che consentono la fornitura di calore parallela ai consumatori urbani e, in caso di situazioni di emergenza, consentono l'intercambiabilità.

Compensazione estensioni della temperatura viene effettuato principalmente da compensatori a forma di U e cambiando la direzione della conduttura di riscaldamento.

Sistema di riscaldamento del gruppo in esame edifici residenziali connettersi alle reti idriche tramite circuito dipendente. L'acqua viene utilizzata come refrigerante negli impianti di riscaldamento.

Regime termico dell'impianto di riscaldamento.

Il metodo adottato per il sistema di fornitura di calore della città è regolamentazione della qualità fornitura di calore, che fornisce flusso costante refrigerante negli impianti di riscaldamento a temperatura variabile in funzione della temperatura dell'aria esterna.

La regolazione della fornitura di calore della città viene effettuata secondo un programma di temperatura di 150-70 C.

Efficienza dell'isolamento termico.

Temperatura media annuale dell'acqua di rete nella tubazione di alimentazione:

S, S inversa.

Posa della condotta fuori terra (in canali).

Diametro dei tubi di calore m. Diametro dell'isolamento m.

Isolamento: materassini in lana minerale forata, spessore 0,07 m. Strato di copertura di brizol in 2 strati.

Coefficiente di conducibilità termica dello strato isolante principale.

Dove per il tubo di alimentazione

Per il tubo di ritorno:

Resistenza termica strato isolante principale per ciascun tubo:

Resistenza termica dello strato di rivestimento per ciascun tubo:

Dov'è il coefficiente di conducibilità termica dello strato di copertura brizol.

Resistenza termica sulla superficie del rivestimento per ciascuna tubazione:

Dov'è il coefficiente di scambio termico sulla superficie del rivestimento

Resistenza termica di ciascun tubo termico:

Equivalente interno e diametri esterni i canali sono uguali:

Dove e sono l'area e il perimetro del canale in dimensioni interne; e - area e perimetro del canale in dimensioni esterne.

Prendendo il coefficiente di scambio termico a superficie interna canale, calcoliamo la resistenza termica sulla superficie del canale:

Resistenza termica delle pareti del canale al coefficiente di conducibilità termica della parete del canale in cemento armato.

La resistenza termica totale al flusso di calore dall'aria nel canale all'ambiente.

La temperatura dell'aria nel canale è determinata dall'espressione:

Perdite di calore specifiche mediante tubi termici isolati di mandata e ritorno:

Perdite di calore specifiche totali:

Nelle condizioni di tubi di calore non isolati, la resistenza termica totale sarà uguale alla resistenza termica sulla superficie del tubo di calore:

Temperatura dell'aria nel condotto con tubi di calore non isolati:

Perdite di calore specifiche da tubi di calore non isolati:

La perdita di calore totale da parte dei tubi di calore non isolati sarà uguale alla perdita di calore del tubo di calore di alimentazione:

Efficienza dell'isolamento termico:

Dai risultati ottenuti risulta evidente che isolare le aree non isolate e ripristinare l’integrità degli isolamenti esistenti porta ad una significativa riduzione delle dispersioni termiche dalla superficie delle tubazioni. Pertanto, l'isolamento delle tubazioni è una misura prioritaria di risparmio energetico.

Conclusione

Efficienza economica dei sistemi di teleriscaldamento su scala moderna consumo di calore dipende in gran parte dall'isolamento termico delle apparecchiature e delle condutture. L'isolamento termico serve a ridurre le perdite di calore e fornire temperatura consentita superficie isolata.

La lotta per ridurre le perdite di calore dovute ai trasporti nelle condutture di calore è lo strumento più importante per risparmiare risorse di carburante. Costi aggiuntivi associati all'applicazione dell'isolamento termico e rivestimenti anticorrosivi, sono relativamente piccoli e ammontano al 5-8% del costo totale reti di riscaldamento, ma un isolamento di alta qualità aumenta la resistenza del metallo alla corrosione, aumentando significativamente la durata delle tubazioni. Le perdite di calore durante la posa isolante delle tubazioni sono ridotte di 10-15 volte in caso di posa fuori terra e di 3-5 volte in caso di posa interrata rispetto alle tubazioni non isolate. L'isolamento termico migliora le condizioni di lavoro del personale e consente di mantenere elevati parametri del liquido di raffreddamento a grande distanza dalla fonte di calore.

La scelta dello spessore dell'isolante è determinata da considerazioni di fattibilità tecnica ed economica.

Letteratura

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Requisiti tecnologici alle soluzioni costruttive per edifici e strutture industriali. Determinazione delle perdite di calore di un allevamento di suini e recinzione di un porcile. Calcolo della resistenza termica delle pareti. Selezione dello schema termico della centrale termica e dello schema della rete di riscaldamento.

lavoro del corso, aggiunto il 24/04/2014


Caratteristiche del carico termico. Definizione temperatura di progetto aria, consumo di calore. Calcolo idraulico rete di riscaldamento. Calcolo dell'isolamento termico. Calcolo e selezione dell'attrezzatura punto di riscaldamento per uno degli edifici. Risparmiare energia termica.

lavoro del corso, aggiunto il 02/01/2016


Definizione del concetto di energia termica e dei suoi principali consumatori. Tipi e caratteristiche del funzionamento dei sistemi di fornitura di calore per gli edifici. Calcolo delle perdite di calore come documento principale per risolvere il problema della fornitura di calore a un edificio. Materiali per l'isolamento termico.

lavoro del corso, aggiunto il 03/08/2011


Determinazione dei flussi di calore per riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda. Costruzione grafico della temperatura regolazione del carico termico. Calcolo dei compensatori e dell'isolamento termico, condotte di calore principali di una rete idrica a due tubi.

lavoro del corso, aggiunto il 22/10/2013


Determinazione della potenza termica massima del locale caldaia. Consumo medio orario di calore per la fornitura di acqua calda. Bilancio termico dei refrigeratori e del disaeratore. Calcolo idraulico della rete di riscaldamento. Distribuzione dei consumi idrici per zona. Riduzione delle unità di raffreddamento.

lavoro del corso, aggiunto il 28/01/2011


Descrizione del sistema di fornitura di calore. Dati climatologici della città di Kaluga. Determinazione dei carichi termici stimati dell'area cittadina per il riscaldamento, la ventilazione e la fornitura di acqua calda. Calcolo idraulico delle reti di riscaldamento dell'acqua. Efficienza dell'isolamento termico.

lavoro del corso, aggiunto il 05/09/2015


Misure di risparmio energetico di base negli alloggi e nei servizi comunali. Automazione di un punto di riscaldamento. miglioramento dell’efficienza energetica sistemi tecnici edifici. Distribuzione delle dispersioni termiche negli edifici. Distribuzione delle dispersioni termiche negli edifici e nelle case.

abstract, aggiunto il 16/09/2010


Tipologie di isolanti termici: naturali o naturali (amianto, mica, sughero) e materiali pretrattati. Isolamento alfa. Resistenza termica del trasferimento di calore attraverso una tubazione isolata. Selezione di un isolamento efficace della tubazione.

Le tecnologie progressive consentono di aumentare la durata delle reti di riscaldamento, aumentarne l'affidabilità e allo stesso tempo aumentare l'efficienza del trasporto del calore.

Di seguito una breve descrizione di tali tecnologie.

1) Installazione senza canali di tubi di calore del tipo “pipe-in-pipe” con isolamento in schiuma di poliuretano in un guscio di polietilene e un sistema di controllo dell'umidità dell'isolamento.

Tali condotte termiche consentono di eliminare dell'80% la possibilità di danni alle tubazioni dovuti alla corrosione esterna, ridurre la perdita di calore attraverso l'isolamento di 2-3 volte, ridurre i costi operativi per la manutenzione della rete di riscaldamento, ridurre i tempi di costruzione di 2-3 volte, ridurre costi di capitale pari a 1,2 volte per la posa della rete di riscaldamento rispetto alla posa dei canali. L'isolamento in schiuma di poliuretano è progettato per l'esposizione a lungo termine a temperature del liquido di raffreddamento fino a 130°C e per l'esposizione di picco a breve termine a temperature fino a 150°C. Una condizione necessaria per un funzionamento affidabile e senza problemi delle condotte della rete di riscaldamento è la presenza di un sistema di isolamento operativo-remoto (ORC). Questo sistema consente di controllare la qualità dell'installazione e della saldatura di una tubazione in acciaio, dell'isolamento di fabbrica e di lavorare sui giunti di testa isolanti. Il sistema comprende: conduttori di segnale in rame incorporati in tutti gli elementi della rete di riscaldamento; terminali lungo il percorso e nei punti di controllo (centrale termica, locale caldaia); dispositivi di monitoraggio: portatili per il monitoraggio periodico e fissi per il monitoraggio continuo. Il sistema si basa sulla misurazione della conduttività dello strato termoisolante, che cambia al variare dell'umidità. Il monitoraggio delle condizioni dell'UEC durante il funzionamento della pipeline viene effettuato utilizzando un rilevatore. Un rilevatore consente di monitorare contemporaneamente due tubi fino a 5 km ciascuno. La posizione esatta dell'area danneggiata viene determinata utilizzando un localizzatore portatile. Un localizzatore consente di determinare la posizione di un guasto a una distanza massima di 2 km dal suo punto di connessione. Si prevede che la durata delle reti di riscaldamento con isolamento in schiuma di poliuretano sarà di 30 anni.

• 2) I compensatori di dilatazione a soffietto, a differenza dei giunti di dilatazione a premistoppa, garantiscono la completa tenuta dei dispositivi di compensazione e riducono i costi di esercizio. Metalkomp JSC produce giunti di dilatazione a soffietto affidabili per tutti i diametri di tubazioni per installazioni senza canale, a canale, a terra e fuori terra. L'utilizzo di compensatori di dilatazione a soffietto presso Mosenergo JSC, installati su tubazioni principali con un diametro da 300 a 1400 mm in una quantità di oltre 2000 pezzi, ha permesso di ridurre le perdite d'acqua specifiche da 3,52 l/m 3 h nel 1994 a 2,43 l/m 3 ore nel 1999
• 3) Le valvole di intercettazione a sfera di maggiore densità, le valvole di intercettazione a sfera e di controllo con azionamento idraulico, utilizzate come valvole di "taglio", possono migliorare le caratteristiche prestazionali delle valvole e cambiare radicalmente gli schemi esistenti per proteggere i sistemi di riscaldamento dall'aumento pressione.
• 4) L'introduzione di nuovi schemi per regolare le prestazioni delle stazioni di pompaggio utilizzando azionamenti a frequenza variabile, l'uso di schemi di protezione contro un aumento della pressione nella linea di ritorno quando la stazione di pompaggio è ferma può migliorare significativamente l'affidabilità del funzionamento delle apparecchiature e ridurre l'energia consumo durante il funzionamento di queste stazioni.
• 5) La ventilazione di canali e camere ha lo scopo di ridurre le perdite di calore attraverso l'isolamento delle condutture di calore, che è uno dei compiti più importanti nel funzionamento delle reti di riscaldamento. Uno dei motivi dell'aumento della perdita di calore attraverso l'isolamento di una tubazione di calore sotterranea è la sua umidità. Per ridurre l'umidità e ridurre le perdite di calore, è necessario ventilare i canali e le camere, il che consente di mantenere lo stato di umidità dell'isolamento termico a un livello che garantisca perdite di calore minime.
• 6) Circa un terzo dei danni alle reti di riscaldamento è causato da processi di corrosione interna. Anche il rispetto del valore standard delle perdite nelle reti di riscaldamento, pari allo 0,25% del volume di tutte le condotte, ovvero 30.000 t/h, comporta la necessità di un controllo rigoroso della qualità dell'acqua di reintegro.

Il parametro principale che può essere influenzato è il valore del pH.

Aumentare il valore del pH dell'acqua di alimentazione è un modo affidabile per combattere la corrosione interna, a condizione che venga mantenuto il normale contenuto di ossigeno nell'acqua. L'elevato grado di protezione delle tubazioni a pH 9,25 è determinato dai cambiamenti nelle proprietà delle pellicole di ossido di ferro.

Il livello di aumento del pH che fornisce una protezione affidabile delle tubazioni dalla corrosione interna dipende in modo significativo dal contenuto di solfati e cloruri nell'acqua della rete.

Maggiore è la concentrazione di solfati e cloruri nell'acqua, maggiore dovrebbe essere il valore del pH.

Uno dei pochi modi per prolungare la durata delle reti di riscaldamento posate in modo standard, escluse le tubazioni in isolamento in schiuma di poliuretano, è il rivestimento anticorrosivo.

L'isolamento termico delle tubazioni e delle apparecchiature della rete di riscaldamento viene utilizzato per tutti i tipi di installazione, indipendentemente dalla temperatura del liquido di raffreddamento. I materiali isolanti termici sono a diretto contatto con l'ambiente esterno, caratterizzato da continue fluttuazioni di temperatura, umidità e pressione. In considerazione di ciò, i materiali e le strutture per l'isolamento termico devono soddisfare una serie di requisiti. Considerazioni sull'efficienza e sulla durata richiedono che la scelta dei materiali e della progettazione dell'isolamento termico venga effettuata tenendo conto dei metodi di installazione e delle condizioni operative determinate dal carico esterno sull'isolamento termico, dal livello dell'acqua freatica, dalla temperatura del liquido di raffreddamento e dalla modalità operativa idraulica del riscaldamento. rete.

I nuovi tipi di rivestimenti isolanti termici dovrebbero avere non solo una bassa conduttività termica, ma anche una bassa permeabilità all'aria e all'acqua, nonché una bassa conduttività elettrica, che riduce la corrosione elettrochimica del materiale del tubo.

Il tipo più economico di posa di condotte di calore per reti di riscaldamento è la posa fuori terra. Tuttavia, tenendo conto dei requisiti architettonici e di pianificazione, dei requisiti ambientali nelle aree popolate, il tipo principale di installazione è l'installazione sotterranea in canali passanti, semipassanti e non passanti. I tubi di calore senza canali, essendo più economici rispetto alla posa dei canali in termini di costi di capitale per la loro costruzione, vengono utilizzati nei casi in cui non sono inferiori in termini di efficienza termica e durata ai tubi di calore in canali non passanti.

L'isolamento termico viene fornito per tratti lineari di tubazioni della rete di riscaldamento, raccordi, collegamenti a flangia, compensatori e supporti per tubi per installazioni fuori terra, con canali interrati e senza canali.

Le perdite di calore dalla superficie delle tubazioni aumentano quando l'isolamento termico viene inumidito. L'umidità raggiunge la superficie delle condotte quando sono inondate da acqua freatica e superficiale. Altre fonti di umidità nell'isolamento termico sono l'umidità naturale contenuta nel terreno. Se le tubazioni sono posate in canali, l'umidità dell'aria può condensarsi sulla superficie dei soffitti dei canali e cadere sotto forma di gocce sulla superficie delle tubazioni. Per ridurre l'impatto delle goccioline sull'isolamento termico, è necessaria la ventilazione dei canali della rete di riscaldamento. Inoltre, l'inumidimento dell'isolamento termico contribuisce alla distruzione dei tubi a causa della corrosione della loro superficie esterna, con conseguente riduzione della durata delle tubazioni. Pertanto, sulla superficie metallica del tubo vengono applicati rivestimenti anticorrosivi.

Pertanto, le principali misure di risparmio energetico che riducono la perdita di calore dalla superficie delle tubazioni sono:

• § Isolamento di aree non isolate e ripristino dell'integrità degli isolamenti termici esistenti;
• § ripristino dell'integrità dell'impermeabilizzazione esistente;
• § applicazione di rivestimenti costituiti da nuovi materiali termoisolanti, ovvero utilizzo di tubazioni con nuove tipologie di rivestimenti termoisolanti;
• § isolamento delle flange e delle valvole di intercettazione.

L'isolamento delle aree non isolate è una misura primaria di risparmio energetico, poiché le perdite di calore dalla superficie delle tubazioni non isolate sono molto grandi rispetto alle perdite dalla superficie delle tubazioni isolate e il costo di applicazione dell'isolamento termico è relativamente basso.

Confrontiamo le perdite di calore dovute a tubi di calore non isolati con una rete di calore con tubi preisolati utilizzando l'esempio del sistema di fornitura di calore della città di Shatura.

La quantità di carburante consumato dal sistema energetico dipende in gran parte dalle perdite di energia termica ed elettrica. Maggiori sono queste perdite, maggiore sarà la quantità di carburante necessaria, a parità di altre condizioni. Ridurre le perdite di elettricità dell’1% farà risparmiare il 2,5–4% delle risorse di carburante. Uno dei modi per contribuire a ridurre le perdite di energia termica ed elettrica è l'introduzione di sistemi di controllo automatizzato dei processi e ASKUE.

La ragione principale delle perdite di energia termica è la bassa efficienza delle centrali termoelettriche. Attualmente, l'usura delle centrali elettriche nelle centrali elettriche bielorusse è di circa il 60% e il tasso di rinnovo delle immobilizzazioni nel settore energetico è in ritardo rispetto al tasso di invecchiamento delle capacità precedentemente commissionate. Per questo motivo, una parte significativa delle apparecchiature principali ha già funzionato scadenza operazione. La dotazione delle grandi centrali termoelettriche e delle centrali elettriche distrettuali statali in Bielorussia corrisponde oggi al livello medio estero degli anni '80. L'efficienza delle nostre centrali a condensazione non supera il 40% quando le unità di potenza sono a pieno carico, mentre quando le unità di potenza non sono a pieno carico è ancora inferiore. Nelle centrali elettriche come le centrali termoelettriche in stagione di riscaldamento e quando le unità di potenza sono a pieno carico, l'efficienza è di circa l'80%, nella stagione non di riscaldamento e quando le unità di potenza non sono a pieno carico - circa il 50%. Una parte significativa del calore viene dispersa anche nelle caldaie. Nelle caldaie più vecchie l'efficienza è di circa il 75%. Quando vengono sostituite con caldaie nuove e più avanzate, l'efficienza della parte caldaia aumenta all'80–85%. Tuttavia, ciò non risolve sostanzialmente il problema della riduzione delle perdite di energia termica.

È inoltre in corso la conversione dei locali caldaie in mini-CHP. In questi lavori vengono utilizzate turbine a gas, motori a pistoni a gas e caldaie a recupero di calore. L'uso di un azionamento elettrico a frequenza può aumentare in modo significativo Efficienza termica centrali elettriche e caldaie.

Per ridurre le perdite di calore nelle reti di riscaldamento, hanno iniziato ad essere utilizzati tubi preisolati (tubi PI). Grazie al loro utilizzo la dispersione termica è ridotta di circa 10 volte rispetto all'utilizzo dei tradizionali tubi in acciaio con isolamento termico di 120 W/m.

Uno dei modi per ridurre le perdite di energia termica è anche il passaggio da un sistema di fornitura di calore centralizzato a uno decentralizzato, in cui non vi è alcun consumo di calore da una centrale termica o da un locale caldaia centrale attraverso reti di riscaldamento.

Molto calore “fugge” attraverso pareti, pavimenti, soffitti, finestre e porte di vecchi edifici e strutture. Nei vecchi edifici in mattoni, le perdite sono di circa il 30% e negli edifici realizzati con lastre di cemento con radiatori incorporati - fino al 40%. Anche le perdite di calore negli edifici aumentano a causa della distribuzione non uniforme del calore negli ambienti, quindi è consigliabile compensare la differenza di temperatura (pavimento - soffitto) utilizzando ventilatori a soffitto. Grazie a ciò, la perdita di calore può essere ridotta fino al 30%. Per ridurre le dispersioni di calore dai locali è consigliabile realizzare una barriera d'aria.

La termoregolazione, tenendo conto dell'orientamento della casa in base alle parti del mondo, aiuta anche a ridurre la perdita di energia termica nei locali, cosa che non abbiamo ancora fatto.

Nel corso del tempo, si prevede che nel settore energetico verranno introdotte unità diesel e turbine a gas altamente economiche di media e bassa potenza e generatori di calore ad alta intensità per la fornitura di elettricità e calore alle abitazioni individuali e alle piccole imprese. Si prevede inoltre di utilizzare celle a combustibile e pompe di calore per generare calore, freddo ed elettricità.