Методы энергосбережения при подземной и воздушной прокладке теплопроводов (хладонов).

Теплопроводы могут располагаться под землей или проложены по воздуху. Под землей они могут располагаться в проходных, полупроходных, непроходных каналах и непосредственно в грунте. Самые дорогие и сложные это теплопроводы в проходных каналах. Проще и дешевле осуществляется прокладка в грунте. В проходных каналах (высота которых ≈ 2, 5 м) обслуживающий персонал может производить ремонт и сварочные работы, в полупроходных частично, а в непроходных находится трубопровод. Однако в некоторых случаях прокладка в грунте практически невозможна. Так в городах ремонт теплотрасс из-за выемки грунта затруднен. Поэтому в городах, как правило, применяется прокладка тепловых сетей в проходных каналах, в которых располагаются также силовые электрические кабели, кабели связи и водопровод. Это обеспечивает комплексное решение вопроса энерго- и водоснабжения, и, в конечном счете, ведет к энергосбержению.

часто, где это возможно, применяют воздушную прокладку теплопроводов с металлической защитой от дождей, часто это цинкованное железо. Она проще в изготовлении и ремонте, и, следовательно, в этом плане обеспечивает энергосбережение.. Энергосбережение при транспортировке тепловой энергии в первую очередь зависит от качества тепловой изоляции. Она должна иметь не только низкую теплопроводность, воздухо- и водопроницаемость, а так же низкую электропроводность, что уменьшает электрохимическую коррозию материала трубы, воздухо- и водопроницаемость, т.е. увеличение влажности изоляции может не только ухудшить теплопроводность изоляции более чем в 3 раза, но и способствует разрушению труб. В результате срок службы сократиться до 4-5 лет вместо 30, поэтому сами трубы имеют антикоррозионное покрытие, например, в виде силикатных эмалей, изола и др. иногда сверху тепловой изоляции укладывают асбоцементные футляры с металлическими сетками, покрытые асбоцементной штукатуркой. Такие футляры препятствуют поступлению влаги из воздуха и грунта. Эта относительно сложная конструкция хотя и требует дополнительных энергозатрат на изготовление, но зато более долговечны и за счет этого более выгодны.

В последние годы начали широко внедряться теплопроводы типа «труба в трубе» с пенополиуретановой изоляцией в гидрозащитной оболочке. Такая конструкция предусматривает применение не только предварительно изолированных пенополиуретаном и заключенных в полиэтилен труб, но и всех компонентов системы (шаровой арматуры, термических компенсаторов и т.д.). Такая конструкция может укладываться в землю безканально и обеспечивает существенное энергосбережение за счет предварительного изготовления отдельных изолированных элементов в заводских условиях и практически полной ее термичности и влагонепроницаемости.

С точки зрения топливо энергетического баланса страны тепловое потребление - одно из основных статей. Поэтому эффективная эксплуатация теплопроводов позволяет осуществить энергосбережение при транспортировке тепла, которое в настоящее время составляет около 8% от передаваемой энергии. Транспортировка тепловой энергии имеет место практически в каждой отрасли промышленности, но наиболее широко она представлена в системах теплофикации. Теплопроводы могут располагаться под землей или проложены по воздуху. Под землей они могут располагаться в проходных, полупроходных, непроходных каналах и непосредственно в грунте. Самые дорогие и сложные это теплопроводы в проходных каналах. Проще и дешевле осуществляется прокладка в грунте. В проходных каналах (высота которых = 2.5 м) обслуживающий персонал может производить ремонт и сварочные работы, в полупроходных частично, а в непроходных находится трубопровод. Однако в некоторых случаях прокладка в грунте практически невозможна. Так в городах ремонт теплотрасс из-за выемки грунта затруднен. Поэтому в городах, как правило, применяется прокладка тепловых сетей в проходных каналах, в которых располагаются также силовые электрические кабели, кабели связи и водопровод. Это обеспечивает комплексное решение вопроса энерго- и водоснабжения, и, в конечном счете, ведет к энергосбережению. Одной из существенных недостатков подземной прокладки тепловых сетей является разрушение теплоизоляции под действием влаги грунтовых вод и влажного воздуха в каналах, что приводит к большим тепловым потерям. Поэтому часто, где это возможно, применяют воздушную прокладку теплопроводов с металлической защитой от дождей, часто это цинкованное железо. Она проще в изготовлении и ремонте, и, следовательно, в этом плане обеспечивает энергосбережение. Однако она применяется только на окраинах городов или на территориях промышленных предприятий. Вопрос о выборе типа теплопровода (воздушный или подземный) решается с учетом местных условий и технико - экономического обоснования. Энергосбережение при транспортировке тепловой энергии в первую очередь зависит от качества тепловой изоляции. Она должна иметь не только низкую теплопроводность, воздухо- и водопроницаемость, а также низкую электропроводность, что уменьшает электрохимическую коррозию материала трубы, воздухо- и водопроницаемость, т.е. увеличение влажности изоляции может не только ухудшить теплопроводность изоляции более чем в 3 раза, но и способствует разрушению труб. В результате срок службы сократиться до 4-5 лет вместо 30, |.поэтому сами трубы имеют антикоррозионное покрытие, например, в виде силикатных эмалей, изола и др.

Иногда сверху тепловой изоляции укладывают асбоцементные футляры с металлическими сетками, покрытые асбоцементной штукатуркой. Такие футляры препятствуют поступлению влаги из воздуха и грунта. Эта относительно сложная конструкция хотя и требует дополнительных энергозатрат на изготовление, но зато более долговечны и за счет этого более выгодны. В последние годы начали широко внедряться теплопроводы типа «труба в трубе» с пенополиуретановой изоляцией в гидрозащитной оболочке, такая конструкция предусматривает применение не только предварительно изолированных пенополиуретаном и заключенных в полиэтилен труб, но и всех компонентов системы (шаровой арматуры, термических компенсаторов и т.д.). Такая конструкция может укладываться в землю безканально и обеспечивает существенное энергосбережение за счет предварительного изготовления отдельных изолированных элементов в заводских условиях и практически полной ее термичности и влагонепроницаемости. При транспортировке низкотемпературных теплоносителей (область температур холодной и криогенной техники) вопросы качества тепловой изоляции встают более остро, чем при высоких температурах. Это связано с тем, что выработка 1 КВт холода при низкой температуре (например t= - 100°С) гораздо больше энергии, чем выработка 1КВт при высокой температуре (например t= 100°С). Теплоизолирующие материалы

00: 24: 51

для области низких температур должны удовлетворять основным требованиям теплоизоляционным материалам, которые работают при высоких температурах как, например, низким значениям коэффициента теплопроводности, незначительной гигроскопичностью, огнестойкостью, однако необходимо чтобы при низких температурах теплоизоляции обладала морозостойкостью и эластичностью. В области криогенных температур широкое применение находят порошковые материалы (например на основе диоксида кремния) и различные виды вакуумной изоляции. Следует отметить, тепло в пористой изоляции передается от частички к частичке как кондуктивным путем, так и за счет лучистого теплообмена. Поэтому создавая в порошковой изоляции вакуум, уменьшают теплопроводность находящегося в пористом слое воздуха. При остаточном давлении 1.33 Па (10-2 мм.рт.ст.) теплопроводность воздуха в десять раз меньше, чем у воздуха в нормальных условиях, т.е. 0, 0023 Вт/(мК). Вторым видом вакуумной изоляции является изоляция, состоящая из двух герметичных труб (труба в трубе), между которыми создается вакуум. Та же теплопроводность (0.0023 Вт/(мК)) достигается при остаточном давлении 1, 33-10-3 Па. Третий тип вакуумной изоляции называется экранно-вакуумной теплоизоляцией: она состоит из чередующихся слоев, например, стекловолокна и алюминиевой фольги. На 1 см. толщины изоляции приходится от 20 до 30 слоев. В такой изоляции фольга выполняет роль экранов и существенно уменьшает лучистую составляющую в теплопроводности, а за счет вакуума существенно уменьшает теплопроводность воздуха в порах. Поэтому в области криогенных температур данная теплоизоляция считается наиболее эффективной и находит широкое применение на практике. В холодильной технике довольно часто применяется схема хладоснабжения с промежуточным хладоносителем, данную схему применяют, как правило, тогда, когда источник потребления холода располагается на удаленном расстоянии от холодильной станции (расстояние может быть до 1 км.). Схему с промежуточным теплоносителем часто используют в системах кондиционирования воздуха, когда в испарителе холодильной машины охлаждается жидкий теплоноситель циркулирующий в промежуточном контуре и охлаждающий воздушные калориферы находящихся в комнатах помещения. В данном случае для циркуляции в промежуточном контуре жидкого теплоносителя необходимо дополнитель- ное оборудование (насос, теплообменники и др.) по сравнению со схемой охлаждения воздуха кондиционирования непосредственно в испарителе холодильной машины и подачей этого воздуха в комнаты помещения. Однако транспортировать тепло жидким теплоносителем выгоднее, чем воздухо-, так как жидкость имеет большую теплоемкость и плотность, чем воздух, и мощность затрачивается на прокачку жидкого теплоносителя меньше, чем для газообразного при одинаковых передаваемых количествах тепла. Схемы с промежуточным теплоносителем довольно широко применяются в различных отраслях промышленности, как в области низких, так и высоких температур