1.3. Основные характеристики теплоизоляционных материалов

К основным характеристикам теплоизоляционных материалов относятся: звукоизоляция; теплопроводность; гидрофобность; плотность; эксплуатационные свойства.

Наибольшее распространение получили маты и плиты из стеклянных и минеральных волокон, пенопласты, пенополистирол, пенополиуретан, пенополиэтилен и др. Пример экономии энергии при использовании различных видов изоляции рассмотрен на рисунке 1.2.

Теплоизоляция из стекловолокна. Теплопроводность 0,037-0,048Вт/м°С при сорбционной влажности до 3,1%, плотность 11-70кг/м³. Обладает паропроницаемостью до 0,46 мг/(мчПа), диапазон температуры от -70°С до +300⁰С, негорючая, гидрофобность невысокая, хороший звукоизолятор, удобна и безопасна в работе и эксплуатации.

Теплоизоляция из минерального волокна. Теплопроводность 0,035-0,042Вт/м°С при сорбционной влажности до 3,1%, плотность 30-230 кг/м³. Обладает паропроницаемостью до 0,56 мг/(мчПа), диапазон температуры от-100° до +600°С, негорючая, гидрофобность невысокая, хороший звукоизолятор, удобна и безопасна в работе и эксплуатации. Маты, плиты, короба и фасонные детали из стекло- или минерального волокна применяются для утепления трубопроводов различного назначения (экономия энергии от 70 до 90%). Для утепления промышленных установок, резервуаров, воздухопроводов — экономия энергии от 30 до 60%.

Неизолированный дом Дом после утепления Толщина утепления 4 см Толщина утепления 6 см

14,98 МВт/год 6,6 МВт/год 5,21 МВт/год

Каменный уголь 2077кг Каменный уголь 913кг Каменный уголь 720кг

Природный газ 1710Природный газ 755Природный газ 596

Толщина утепления Толщина утепления Толщина утепления

8 см 10 см 12 см

4,24 МВт/год 3,59 МВт/год 3,15 МВт/год

Каменный уголь 587кг Каменный уголь 496кг Каменный уголь 436кг

Природный газ 486 Природный газ 410 Природный газ 360

Рис.1.2. Экономия энергии при использовании теплоизоляции из стекловолокна или минерального волокна.

Пенополистирольные плиты. Широко применяются для энергосберегающей теплоизоляции промышленных холодильных камер. При применении плит типа «Пеноплэкс» толщиной 80мм в 3 слоя затраты электроэнергии на поддержание минусовой температуры снижаются на 75-80%. Теплопроводность 0,038-0,041Вт/м°С при плотности 30-60кг/м³, диапазон температур от -35° С до +95°С при толщине мата 6мм и плотности 35кг/м³ , прочность на разрыв вдоль мата — 0,6МПа, поперёк — 0,16МПа, намокание менее 1% объёма. Является идеальным материалом для паро- и звукоизоляции полов и крыш. Широко применяется для теплоизоляции труб.

Жесткий пенополиуретан. Теплопроводность 0,017-0,035Вт/м°С при плотности 30-1000кг/м³. Диапазон температур от-200°С до +165°С, средняя величина поглощения воды 3,5% объёма, гарантируется 30 лет эксплуатации при t=140°C—150°С. Физиологически безвреден, применяется для теплоизоляции холодильного оборудования и предизолированных трубопроводов, где достигается рекордное уменьшение теплопотерь — до 3%.

1.4. Системы теплоснабжения

Источники и потребители энергии смогут совмещаться в рамках одного агрегата или располагаться раздельно на расстоянии друг от друга. В первом случае к ним относятся, например, промышленные печи, применяемые для тепловой обработки производства металлов, керамики, стекла и других металлов. Во втором случае теплота вырабатывается па ТЭЦ, в котельных установках и передается потребителям с помощью теплопроводов.

При транспортировке тепла теряется дополнительное количество энергии. Эти потери обусловлены качеством изоляции, утечками энергоносителя и затратами энергии на его перемещение.

Централизованные системы теплоснабжения эксплуатируют в жилых и административных районах городов, на промышленных объектах.

Системы централизованного теплоснабжения включают источники тепла, систему передачи (транспортировки) тепла и потребителей (рис.1.3.а) Источниками тепла служат энергетические установки; ТЭЦ, мини ТЭЦ, котельные и т.д. Такая схема теплоснабжения является двухтрубной замкнутой. Реальные тепловые сети разветвленные могут включать несколько источников тепла — ТЭЦ или котельные (рис.1.3.б). Отдельные магистрали таких сетей связаны перемычками и имеют закольцованные участки, что повышает надежность снабжения теплотой.

Рис. 1.3.а – централизованное снабжение:

1– энергетическая установка, 2– насос, 3– теплообменник, 4— потребители;

б-- принципиальная схема тепловой сети.

При прокладке теплопроводов изоляционные свойства минеральной ваты вследствие ее увлажнения, провисания и слеживания резко снижаются, в настоящее время теплопотери по различным данным составляют 25-45%. Подсчитано, что потери тепла в денежном эквиваленте составляют более 700 млн. руб. с 1 км трубопровода диаметром 159 мм с отводами и запорной арматурой, которая, как правило, не теплоизолирована.

Минеральная вата и изделия из нее, битумперлит – основные материалы, используемые в нашей республике для тепловой изоляции тепловых коммунальных и других видов теплопроводов, стеновых панелей, кро­вель и других объектов изоляции, в силу своих физико-механических и теплофизических характеристик не позволяют осуществлять эффективную и качественную тепловую изоляцию.

В настоящее время наиболее эффективными теплоизоляционными материалами являются газонаполненные полимеры (пенопласты), из которых наиболее широкое распространение нашли пенополиуретаны, обладающие наилучшими теплоизоляционными и эксплуатационными и эксплуатационными характеристиками. Благодаря хорошей технологичности они представляют для любой задачи в области теплоизоляции выгодное в стоимостном отношении, экономичное и технически современное решение.