В Ивановском инженерно-стро­ительном институте разработана сборная конструкция теплоизоля­ции трубопроводов. В качестве теп­лоизоляционного материала в экс­периментальных работах и на опыт­ном участке теплотрассы применяли газосиликат Ивановского завода си­ликатного кирпича и Костромского завода силикатных изделий. В Ива­новском регионе зто пока единст­венный подходящий для изготовле­ния элементов сборной теплоизоля­ции трубопроводов материал из местного сырья. Результаты работы могут представлять интерес для ин­женеров и специалистов, занимаю­щихся вопросами теплоизоляции трубопроводов. Аналогичные блоки могут быть изготовлены и из другого материала, подходящего по стоимо­сти, прочностным и теплотехниче­ским свойствам.

Рассматриваемая ниже конст­рукция изоляции может найти при­менение, главным образом, для теплоизоляции квартальных тепло­трасс при подземной прокладке, а также при изоляции трубопрово­дов на чердаках и в подвалах зданий.

На рис. 1 показано устройство теплоизоляции из П-образных бло­ков для одной трубы. Изолируемая труба 1 лежит на теплоизоляцион­ных плитах 2, опираясь на них скользящими опорами-башмаками 3. На плиты после монтажа и опрессовки труб устанавливаются П-образные блоки 4, внутренняя Полость которых больше диаметра трубы. Таким образом обеспечива­ется воздушный зазор между стен­кой грубы и внутренней поверхно­стью изоляции. Этот зазор фикси­руется прокладками 5 из легко деформирующегося материала (на­пример, асбестового шнура) на тор­цах каждого блока.

Швы между блоками уплотняются штукатурным раствором, или блоки склеиваются между собой специаль­ным клеем. Воздушный зазор между трубой и изоляцией при такой конструкции разделен на отдельные замкнутые объемы. Температурные швы изоляции заполняются асбе­стовым шнуром. Для защиты от поверхностных вод и грунтовой влаги под нижними плитами и снаружи блока укладывают покров­ный гидроизолирующий слой 6, например, из рубероида или поли­этиленовой пленки.

На рис. 2 показано устройство теплоизоляции подающей и обратной труб в одном П-образном блоке.

В отличие от традиционно приме­няющихся сегментов и скорлуп, плот­но облегающих трубу, теплоизоляци­онный блок П-образной формы с размерами внутренней полости боль­ше диаметра трубы обладает следую­щими особенностями.

— Отсутствует контакт изоляции со стенкой трубы. Наличие воздуш­ного зазора по всему периметру трубы не только снижает тепло­вые потери через изоляцию, но и предотвращает или значитель­но снижает коррозию трубы при увлажнении изоляции.

— Нагретый в воздушном зазоре воздух вследствие его меньшей плотности, чем у холодного на­ружного, не может опуститься Вниз. Поэтому исключается или Заметно снижается конвектив­ный унос теплоты воздухом, про­ходящим через неплотность меж­ду элементами изоляции: нижней плитой и опорной плоскостью блока.

— Совмещаются функции непро­ходного канала и теплоизоляции труб в одной конструкции.

— Имеется возможность при необ­ходимости применить для тепло­изоляции более дешевый мате­риал с относительно высоким коэффициентом теплопроводно­сти с одновременным отказом от применения лотков канала при сохранении доступности для ос­мотра и ремонта трубы. Использованный нами газосили­кат имеет следующие характеристи­ки (ГОСТ 5742-78):

Кг/м

Средняя плотность. Коэффициент

Теплопроводности, ВтЦм К) . Предел прочности

При сжатии, МПа....................

Допустимая температура, °С

Влияние возможного периодиче­ского увлажнения на коэффициент теплопроводности газосиликата проверялось прибором ИТ-3, изго­товленным институтом технической теплофизики АН УССР. После вы­держки образцов газосиликата в воде в течение суток и высушивания до достижения естественной влаж­ности (6—10 %) увеличения коэф­фициента теплопроводности не от­мечено.

Для определения коэффициента теплопроводности конструкции Ис­пользована типовая установка [1(, имеюшая стальную трубу с услов­ным диаметром Оу = 100 мм,

Длиной 2,5 м.

Экспериментально установлено, что коэффициент теплопроводности теплоизоляционной конструкции, представленной на рис. 1, выпол­ненной из указанного выше газоси­ликата, может быть определен по формуле

Л,= 0,0932 + 0,0001 /ср,

Где Гср — средняя температура изоляционного слоя.

• Расчеты по рекомендациям СНиП

2.04.14— 88 и с учетом этого коэф­фициента теплопроводности для теплосети с температурным графи­ком 150/70 при Dy < 100 мм в случае прокладки трубопровода в климати­ческой зоне со средней температурой за отопительный период - 4,4 °С приведены в табл. 1.

По условиям заводской технологии изготовления блоков и по соображе­ниям унификации их для трубопрово­дов различных диаметров, а также с учетом возможности использования блоков при бесканальной прокладке и необходимости обеспечения при этом определенной прочности. конструк­ции, толщину стенки унифициро­ванных блоков приняли 125 мм. При такой толщине стенки и отказе от лотков непроходного канала приве­денная стоимость трассы примерно »двое ниже типовой в непроходном канале с изоляцией из шлаковаты.

В табл. 2 указаны расчетные суммарные тепловые потери разме­щенных в одном теплоизоляцион­ном блоке подающей и обратной труб с Dy, равным 100, 80 и 50 мм. При таком унифицированном теп­лоизоляционном блоке тепловые потери указаны в зависимости от диаметра труб и условий прокладки теплотрассы меньше нормативных и 1,3—2 раза.

При Dy < 60 мм для изоляции подающей и обратной труб использу­ется один блок, что заметно снижает расходы на обустройство теплотрассы. Например, в случае устройства двух­трубных водяных тепловых сетей, размещенных в непроходных двухъ­ячейковых каналах, для труб с Dy = 50—70 мм применяется канал марки КЛ60-45 с размером сечения 600 х х 460 мм. Высота унифицированного П-образного теплоизоляционного блока вместе с нижней плитой равна 350 мм, ширина — 375 мм, условное сечение внутренней полости — 125 х х 125 мм. В нем размещаются и подающая и обратная трубы С Dy = 60 Мм.

Для типовой теплотрассы с не­проходными каналами и трубами с Dy = 100 и 80 мм используется канал KJ190-45 с размером сечения 900 х 460 мм. При применении рассматриваемых теплоизоляцион­ных блоков для этих труб можно использовать одноячейковый ка­нал 2KJlc60-60 с размером сече­ния 600 х 590 мм. При этом подающую трубу целесообразно разместить выше обратной. В этом случае, кроме использования мень­шего по размерам лотка канала, нет необходимости в нижних теплоизо­ляционных плитах, так как П-образ - ные блоки можно устанавливать друг на друга. Обе трубы находятся в объединенном теплоизоляцион­ном блоке. Конвективного теплооб­мена между ними практически нет, суммарные тепловые потери при прочих равных условиях, но срав­нению с раздельной изоляцией, по расчету получаются на 18 % мень­ше. Кроме того, использование рассматриваемой сборной конст­рукции при теплоизоляции квар­тальных тепловых сетей позволяет отказаться от лотков непроходного канала, использовать их только при защите теплотрассы, под дорогами, проездами и т. п.

П-образные теплоизоляционные блоки с глубиной внутренней полости больше диаметра трубы иногда можно применить без нижней плиты. При этом необходимо предотвратить вы­ход воздуха, нагретого во внутренней полости блока, через стыки отдельных блоков. Это достигается склеиванием их между собой по торцовым повер­хностям. Не склеенными остаются только те, .которые необходимы для температурной компенсации расши­рения изоляции. Аналогичный ре­зультат достигается проклеиванием швов между блоками полиэтилено­вой пленкой.

Расчеты и измерения показали, что даже незначительных потерь теплоты из-за наличия открытого проема в нижней части блока не происходит при плотной изоляции, так как при ней практически нет конвективного потока теплоты. За счет излучения и теплопроводности воздуха поток теплоты через откры­тый внизу проем не больше, чем через изоляцию. Расчет на основа­нии [2] показывает, что норматив­ный тепловой поток через изоляцию от обратной трубы в 3—4 раза больше, чем количество теплоты, которое она может получить за счет нагрева от прямой трубы. Поэтому нет оснований беспокоиться, что при совместной изоляции труб будет заметно повышение температуры обратной воды. Может иметь место только меньшее, по сравнению с раздельной изоляцией, охлаждение.

Рассматриваемая конструкция теплоизоляции может быть выпол­нена и для труб с Су > 100 мм, но в этом случае П-образные блоки изготовлять целесообразно на месте прокладки труб путем склеивания теплоизоляционных плит соответст­вующего размера.

Опытный участок теплосети с рас­смотренной конструкцией теплоизо­ляции для труб, проложенных в непро­ходном канале и бесканально, находит­ся в пробной эксплуатации в Ивгортеп - лоэнерго (г. Иваново).

Список литературы

1. Справочник строителя «Тепловая изо­ляция». М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2.04.14—88. Тепловая изоля­ция оборудования и трубопроводов М.: Госстрой, 1989.

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 678.746.22.06-405.8

В. К. ШИРОКОРОДЮК, канд. техн. наук, В. Н. ДОБРОВОЛЬСКИЙ, В. Г. ДОРОЖЕНКО. инженеры (НПТЦ ‘-Стройиндустрия» ОАО «НПО Стройиндустрия», Краснодар)