Теплоизолирующий материал для труб отопления: теплоизоляция горячих труб отопления, утеплитель, минвата

Лучший утеплитель для труб отопления. Обзор наиболее популярных материалов

Для уменьшения потерь тепла при транспортировке теплоносителя к месту назначения выполняют утепление труб отопления. Если эта мера не выполнена, отопительная система может потерять до 25% своей тепловой мощности. При этом теплоизоляционный материал обязан не просто сохранить температуру теплоносителя на уровне заданной, но и предотвратить появление конденсата на защищаемой поверхности трубопровода. Какой же лучший утеплитель для труб отопления? Рассмотрим возможные варианты.

Задачи утеплителя

Особенно важно утепление в тех системах, которые функционируют непостоянно.

Помимо указанных выше, утеплитель обязан успешно выполнять следующие функции:

• Предупреждать замерзание воды в системе в случае застоя;
• Предотвращать образование коррозии и повышать срок службы трубопровода.

Наличие горячей воды в системе отопления еще не означает, что она не может замерзнуть. К этому может быстро привести недостаточная скорость циркуляции теплоносителя. При этом снижение температуры воздуха вызывает процесс кристаллизации жидкости. В связи с этим применение утеплителей в таких системах является жизненно важным.

Особенно важно утепление в тех системах, которые функционируют непостоянно.

Выбор утеплителя

Выбор теплоизоляционного материала должен осуществляться с учетом определенных факторов

Выбор теплоизоляционного материала должен осуществляться с учетом следующих факторов:

• Диаметр используемых труб;
• Условия эксплуатации системы;
• Температура нагрева теплоносителя.

В зависимости от диаметра труб отопления теплоизолятор может представлять собой мягкие маты в рулонах либо жесткие формованные цилиндры и полуцилиндры, которыми предпочитают утеплять трубы маленького диаметра. Жесткие утеплительные материалы, к тому же, благодаря строгой геометрической форме обеспечивают дополнительную защиту от механических повреждений.

Материалов, применяемых в этих целях, множество, рассмотрим самые популярные из них.

Минеральная вата

Является самым демократичным по цене утеплителем. Выпускается в рулонах или в форме плит, для утепления труб наиболее подходит именно рулонный материал. К ее преимуществам относятся:

• Устойчивость к высоким температурам. Значения до 650°С не вызывают  изменений теплотехнических и механических характеристик.
• Огнестойкость;
• Химическая стойкость к растворителям и прочим химически агрессивным веществам.
• Экологичность.

К лучшим видам минеральной ваты относится каменная вата, производимая из расплавов базальтовых горных пород. Еще одной разновидностью материала является стеклянная вата, получаемая из стеклянного волокна, полученного, в свою очередь, из кварцевого песка. Она не настолько термостойка и не обладает столь высокими прочими эксплуатационными характеристиками.

Пенополистирол

Материалов, применяемых в целях утепления труб отопления, множество

Представляет собой новую разновидность пенопласта, изготавливаемого по улучшенной технологии. Имеет более высокие прочность и эластичность, хорошую теплостойкость и низкую степень влагопоглощения. Обладает хорошей способностью сохранять тепло. Применяется в виде удобных скорлупок для труб, представляет собой две половинки, скрепленные замком, внутренний диаметр которых равен диаметру трубы.

Вспененный полиэтилен

Достаточно востребованный и часто применяемый материал. Он влагоустойчив, устойчив к колебаниям температур, удобен в монтаже и транспортировке. Обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными качествами. Легко принимает заданную форму, экологически безопасен. Хорошо совмещается с любыми видами строительных материалов.

Для теплоизоляции труб выпускается в виде чехлов определенного диаметра с разрезом сбоку для надевания.

Пенофол

Представляет собой несколько улучшенную разновидность вспененного полиэтилена, в которой слой этого материала дополнен слоем фольги. Такая двухслойная конструкция более хорошо сохраняет тепло, благодаря комбинации отражающих свойств алюминия и теплоизоляционных качеств вспененного полиэтилена. Он обладает уникальной способностью сохранять тепло на всех возможных путях его распространения. Толщина  пенофола составляет около 14 мм. Это легкий, тонкий, гибкий и удобный в применении материал. Недостатком является частое возникновение коррозии в фольгированном слое.

Пенополиуретан

Пенополиуретан химически и биологически устойчив, не боится ни плесени, ни химически агрессивных сред.

Для утепления отопительных труб данный теплоизоляционный материал может применяться в виде надеваемой на трубы жесткой скорлупы, а может использоваться более прогрессивным методом – методом напыления.

Материал является рекордсменом среди утеплителей по самому низкому среди них значению коэффициента теплопроводности. Его отличают также малое водопоглощение, высокие паро- и звукоизоляционные свойства.

Пенополиуретан химически и биологически устойчив, не боится ни плесени, ни химически агрессивных сред. Обладает высокой прочностью к механическим воздействиям, устойчив к перепадам температур, долговечен.

Нанесение материала методом напыления позволяет получить однородное абсолютно бесшовное покрытие, не обладающее стыками. Такая высокая герметичность в сочетании с уникальными теплотехническими свойствами позволяет наилучшим образом сохранять тепло.

Анализ всех особенностей и эксплуатационных качеств материала позволяет сделать вывод, что это лучший утеплитель для труб отопления на сегодняшний день.

Замечательные свойства пенополиуретана проявляются в полной мере только при правильном нанесении. Специалисты компании «Экотермикс» оказывают услуги по профессиональному напылению материала с соблюдением всех существующих норм и стандартов, в том числе и международных.

Теплоизоляция для труб отопления: материалы, характеристики, применение

Теплоизоляция труб отопления выполняется для того, чтобы обеспечить минимальную потерю тепла при перемещении теплоносителя по трубопроводу. Но мероприятия по теплоизоляции труб направлены не только на повышение КПД системы отопления. Утеплитель предотвращает образование конденсата на трубах, исключает вероятность замерзания теплоносителя при сбоях в работе системы, а также защищает металлические детали трубопровода от коррозии.

Какими свойствами должен обладать теплоизоляционный материал?

В первую очередь – иметь минимальную теплопроводность. Кроме этого материал должен быть влагостойким, чтобы обеспечить защиту от коррозии, и огнестойким, чтобы отвечать требованиям пожарной безопасности отапливаемых зданий. Важно, чтобы утеплитель имел высокое электросопротивление.

Температура теплоносителя в системах отопления жилых домов и промышленных помещений различна. При возможном нагреве поверхности труб свыше 100°С необходимо обратить внимание и на термостойкость материала, который планируется использовать для изоляции.

Теплоизоляция труб отопления в подвале должна проводиться с учётом химического воздействия. Требуется материал, который не боится влияния микроорганизмов и не гниет. Также играет роль цена и простота монтажа.

Выбор теплоизолятора

Материалы для утепления труб могут быть мягкими (рулонные), твёрдыми (цилиндры и полуцилиндры) и жидкими. Жидкости создают монолитное покрытие, а цилиндры упрощают процесс утепления благодаря наличию специальных пазов. При выборе следует учесть диаметр труб и удобство их месторасположения, специфику эксплуатации трубопровода и максимальную температуру нагрева теплоносителя. Изоляция для труб отопления выполняется для того, чтобы обеспечить минимальную потерю тепла при перемещении теплоносителя по трубопроводу. Но мероприятия по теплоизоляции труб направлены не только на повышение КПД системы отопления. Утеплитель предотвращает образование конденсата на трубах, исключает вероятность замерзания теплоносителя при сбоях в работе системы, а также защищает металлические детали трубопровода от коррозии.

Какими свойствами должен обладать теплоизоляционный материал?

В первую очередь – иметь минимальную теплопроводность. Кроме этого материал должен быть влагостойким, чтобы обеспечить защиту от коррозии, и огнестойким, чтобы отвечать требованиям пожарной безопасности отапливаемых зданий. Важно, чтобы утеплитель имел высокое электросопротивление.

Температура теплоносителя в системах отопления жилых домов и промышленных помещений различна. При возможном нагреве поверхности труб свыше 100°С необходимо обратить внимание и на термостойкость материала, который планируется использовать для изоляции.

Теплоизоляция труб отопления в подвале должна проводиться с учётом химического воздействия. Требуется материал, который не боится влияния микроорганизмов и не гниет. Также играет роль цена и простота монтажа.

Выбор теплоизолятора

Материалы для утепления труб могут быть мягкими (рулонные), твёрдыми (цилиндры и полуцилиндры) и жидкими. Жидкости создают монолитное покрытие, а цилиндры упрощают процесс утепления благодаря наличию специальных пазов. При выборе следует учесть диаметр труб и удобство их месторасположения, специфику эксплуатации трубопровода и максимальную температуру нагрева теплоносителя.

Минеральная вата

Минеральную вату производят в виде отдельных плит или сплошного полотна в рулонах. Рулонный вариант отлично подходит для утепления труб, в частности – большого диаметра. Максимальная температура эксплуатации минеральной ваты – 650°С, при этом она не деформируется и не теряет своих теплоизоляционных свойств. Материал обладает химической стойкостью, ему не страшны кислоты и растворители. Благодаря обработке специальными средствами минеральная вата практически полностью теряет способность впитывать влагу. В отличие от стекловаты минеральная вата безопасна для здоровья.

Пенополиуретан

Изоляция пенополиуретаном (более известное название этого материала – поролон) производится одним из трёх способов.

Метод заливки «труба в трубе». Между основной внутренней и дополнительной внешней трубой заливается пенополиуретан. Внешняя труба может быть металлической или полиэтиленовой. Получается довольно прочная конструкция, изготавливаемая в производственных условиях.

Метод напыления. Удобен для обработки уже смонтированного трубопровода большого диаметра. В результате образуется бесшовное покрытие, имеющее срок службы более 20 лет.

Теплоизоляционные скорлупы. Это изделия из пенополиуретана в виде полуцилиндров, которые легко монтируются на трубы благодаря имеющимся продольным и поперечным замкам. Теплоизоляция труб отопления на улице часто выполняется с помощью таких скорлуп.

Вспененный полиэтилен

Производится в виде гибкого цилиндра с технологическим надрезом, используя который можно легко монтировать утеплитель. Шов заделывается сантехническим скотчем или клеем. Материал отлично поглощает вибрацию и обладает звукоизолирующим действием. Вспененный полиэтилен не боится влаги и не гниет, стоек к химическому воздействию, экологически безопасен. Такой утеплитель имеет долгий срок эксплуатации, при этом позволяет снизить потери тепла до 75%.

Пенополистирол

Пенополистирол – это разновидность пенопласта, для изоляции трубопроводов применяется в виде скорлуп. Скорлупы просты в монтаже, имеют длительный срок службы, могут использоваться многократно. Сам материал является горючим, но скорлупы имеют защитное покрытие из алюминия, стали или стеклопластика. Главное преимущество такого утеплителя – относительно низкая стоимость.

Пеноизол

Пеноизол – это жидкий пенопласт. Благодаря тому, что материал наносится в жидком виде, обеспечивается монолитное бесшовное покрытие. Пеноизол не является горючим, помимо теплоизоляции обеспечивает и звукоизоляцию, ему не страшны насекомые и грызуны.

Пенофол

Это рулонный материал, состоящий из двух слоев – фольги и вспененного полиэтилена. Удобен в монтаже, так как имеет малую толщину и небольшой вес. Выпускают Пенофол даже с самоклеящимся слоем. Материал способен противостоять агрессивным условиям эксплуатации, не меняя своих свойств.

Теплоизоляция для труб отопления – одно из важнейших мероприятий. Благодаря использованию утеплителя можно не только снизить теплопотери в системе, но и существенно продлить срок её службы.

изоляция трубопроводов и утеплители, обмотка

Вне зависимости от способа выкладки и конфигурации системы отопления требуется грамотный подбор теплоизолирующих материалов. Изделия позволяют снизить теплопотери, уменьшить расход топлива и сэкономить на оплате счетов за отопление. Рассмотрим, какой бывает теплоизоляция для труб отопления, особенности и характеристики материалов, которые применяются для формирования защитного слоя.

Содержание

• Требования к термоизоляции труб отопления и ее назначение
• Материалы для теплоизоляции труб отопления
  • Вспененный полиэтилен
  • Минеральная вата
  • Пенополистирол
  • Пенополиуретан
  • Вспененный каучук
  • Теплоизолирующая краска для труб отопления
• На чем основан выбор утеплительного материала

Требования к термоизоляции труб отопления и ее назначение

Работа по защите трубопроводов проводится в целях:

1. Снизить теплопотери и поддержать показатель температуры носителя в трубах в процессе транспортировки. Это необходимо для равномерного прогревания приборов отопления в помещениях.
2. Предупреждение промерзания носителя, что может привести к поломке системы. Термозащита применяется в системах холодного, горячего снабжения.

Также утеплитель снижает риск образования конденсата, позволяет выкладывать трубопровод выше точки промерзания грунта. Укладывать изоляцию в помещениях не рекомендуется, но если трубы изготовлены из материала с высокой теплоотдачей, система отопления разветвленная, то на прямых участках можно использовать тонкие листы утеплителя для того, чтобы теплоноситель сохранял нужный температурный режим до крайней точки системы.

Важно! Толщина слоя выкладки напрямую зависит от климатических условий региона. Максимальный эффект сохранения тепла достигается с применением материала с минимальным коэффициентом теплопроводности.

Требования к изоляционным изделиям:

• Гидрофобность. Чем ниже – тем лучше. Если листы не впитывают воду, значит, не будет дополнительного охлаждения магистрали.
• Стойкость к УФ-лучам, ветровым и механическим нагрузкам. Это достигается при использовании прочной внешней защиты.
• Широкий диапазон рабочих температур. Показатель зависит от региона использования материалов.
• Длительный срок эксплуатации и простота монтажа.

Оценивая утеплитель для труб отопления по данным показателям, будет проще подобрать изделия, подходящие для обеспечения качественного прогрева помещений.

Материалы для теплоизоляции труб отопления

Ассортимент продукции широк, предлагаются изделия рулонного, листового типа, изготовленные в виде цилиндров с прочной защитой или в форме конструкционных узлов системы отопления. Также встречаются материалы в жидком, дисперсном виде, наносимые валиком, краскопультом или распылителем.

Вспененный полиэтилен

Теперь раз и навсегда, без каких либо регистраций и СМС можно бесплатно скачать 1хБет на Андроид перейдя по активной ссылке и дальше продолжать кайфовать от игры и делать ставки на любимую команду в удобном мобильном приложении.

Эффективный термоизоляционный материал с невысокой стоимостью удобный в монтаже. Коэффициент теплопроводности до 0,035 Вт/м*С. Рулонные изделия удобно выкладывать, а стойкость к воде, солнцу обеспечивает нужный уровень защиты. Класс горючести Г2 – средний, самозатухающий, не поддерживающий горение. При появлении открытого пламени полиэтилен оплавляется, не выделяет вредных веществ в атмосферу.

Применение для внешних теплотрасс не рекомендуется, так как придется наматывать много слоев, поэтому для протяженных участков магистрали лучше выбирать готовые гильзы с диаметром внутреннего канала равным диаметру применяемой трубы. Монтаж производится с подрезанием стенки гильзы, затем это место проклеивается скотчем.

Пенофол также является разновидностью полиэтилена, но с повышенными показателями прочности, качества. С одной стороны листы дополнены фольгированным прочным слоем, который отражает тепло, защищает от влаги. Недостаток вспененного полиэтилена в небольшом диапазоне рабочих температур – максимальный прогрев до +85 С. Для обеспечения защиты на открытых участках этого мало, а для изолирования системы автономного теплообеспечения достаточно.

Минеральная вата

Бюджетный способ, подходящий для всех видов системы отопления. Минус материалов – гигроскопичность, поэтому потребуется дополнительная защита пленкой или рубероидом – выкладывать сверху слоя минваты, фиксировать скотчем.

Шлаковатная изоляция для труб отопления не подходит из-за высокого показателя впитывания воды, остаточной кислотности, которая разрушает трубы. Лучше выбрать базальтовую или стекловату – практичные материалы длительного срока службы. Листы легко выкладываются, стойко переносят химические воздействия, высокотемпературные режимы, не горят.

Пенополистирол

Пенопластовый утеплитель считается оптимальным выбором для защиты теплосистемы. Продаются изделия в виде готовых форм, выполненных для разных узлов конструкции. Полуцилиндры оснащаются замком шип-паз, что облегчает монтаж даже на трубопроводах большого диаметра.

К достоинствам относят:

• сниженный коэффициент теплопроводности;
• минимальный вес деталей;
• стойкость к биологическим формам жизни;
• почти нулевое водопоглощение;
• простоту резки, обработки;
• химическая инертность к материалу труб;
• невысокая стоимость.

Недостатками считаются высокая горючесть и негибкость. То есть при возгорании пенопласт будет распространять горение и выделять вредные вещества, к тому же при механических воздействиях детали сломаются, прогнуть пенопластовые элементы не получится.

Также важен фактор наступления линейной и пространственной деформации при повышении температуры от +75 С. Для упрочнения слоя изоляционного материала придется покупать защитные листы оцинковки, алюминиевую оболочку – это повышает смету, а учитывая низкий показатель теплового предела, следует обратить внимание на более надежные варианты.

Пенополиуретан

Материал считается оптимальным для изоляции трубопровода автономных и центральных теплотрасс.

Выпускается теплоизоляция для трубопроводов отопления в следующих видах:

1. ППУ-скорлупа с внешним фольгированным покрытием. Изделия могут быть разборными с пазогребневым типом соединения – выпускаются для труб малого диаметра или с самоклеящимся покрытием на тыльной стороне.
2. Дисперсный состав, наносимый распылением. После застывания образуется прочный и гибкий защитный слой с хорошей защитой от механического, теплового воздействия. Напылением наносится пенополиуретан на сложных узловых соединениях.

Дисперсный состав хорошо сцепляется с поверхностью труб, противостоит воде. Для защиты от УФ-лучей следует применять дополнительный верхний кожух (можно листы оцинковки, алюминия). Для изоляции зон стыка листов применяются специальные металлические пояса.

Вспененный каучук

Термоизоляционная продукция обладает широким списком достоинств:

• эластичность;
• большой запас прочности на разрыв;
• малая плотность 40-80 кг/м3;
• минимальный коэффициент теплопроводности;
• отсутствие усадки на всем сроке эксплуатации;
• негорючесть, самозатухаемость;
• биологическая, химическая инертность;
• нулевая водо-, паропроницаемость.

Выпускается материал в виде полых трубок с диаметром внутреннего тоннеля 60-160 мм, толщиной стенок 6-32 мм или в виде листов с клеевым покрытием с одной стороны.

Теплоизолирующая краска для труб отопления

Это керамический жидкий утеплитель, который при сверхтонком слое обладает высокими эксплуатационными качествами, максимальными показателями гидро-, пароизоляции, а также защищает трубы от любых внешних воздействий.

Краска представляет собой суспензию из керамических, силиконовых вакуумных капсул, растворенных в жидкой смеси с каучуковыми, акриловыми и другими компонентами. После нанесения и просушки краска образует тонкую гибкую пленку с максимально высокими термоизоляционными показателями.

Краску не нужно защищать листами оцинковки, алюминия, покрытие хорошо противостоит любым внешним воздействиям. Нанесение валиком, кистью или аэрозольным способом, а количество слоев зависит от диаметра трубопровода, климатических показателей региона, условий эксплуатации магистрали и температурных показателей транспортируемого теплоносителя.

На чем основан выбор утеплительного материала

Чтобы выбрать качественные изделия, следует обращать внимание на следующие нюансы:

1. Зона расположения трубопровода. Если магистраль выложена в помещении, применять защитные листы оцинкованной или алюминиевой стали не придется, хватит минераловатных утеплителей.
2. Возможные проблемы с биологическими формами жизни. Грызуны не портят стекловату и краску, но могут разрушить пенопласт, другие изоляционные материалы – это следует учитывать.
3. Размер, конфигурацию магистрали теплоснабжения. Чем больше сложных узлов, поворотов, тем прочнее и гибче должна быть обмотка труб отопления.
4. Максимальный показатель нагрева теплоносителя.

Если трубопровод утапливается в стене, полу, покрывается цементной стяжкой, то применяется полиэтилен – материал стойко переносит агрессивное воздействие цементных смесей. Дисперсный пенополиуретан и краска позволяют покрыть защитным слоем любые сложные узлы, а пенополиуретан напыляется в труднодоступных зонах. Но для нанесения ППУ потребуется специальный прибор, а с тонкими трубами могут возникнуть сложности – большая часть пены оседает на стенах.

При защите магистрали в зонах с нестабильными почвами, при подключении к одному котлу нескольких объектов лучшими изоляционными материалами считаются полиэтилены или формованный пенопласт. Минераловатный базальтовый утеплитель крайне не рекомендуется для подвижных грунтов – при создании избыточных нагрузок под тяжестью листов трубы могут деформироваться и лопнуть.

Лучший изоляционный материал для систем отопления

Прочные, безопасные и долговечные системы отопления

Системы отопления с хорошей изоляцией теряют до 85% меньше энергии, чем неизолированные системы. Изоляция также обеспечивает долговременную защиту труб.

Получите консультацию!

Теплоизоляция

Предотвращение потерь тепла

В традиционных системах центрального отопления с радиаторами бойлер нагревает воду до 75 ºC – 85 ºC. При использовании теплового насоса температура воды, используемой для систем обогрева полов и стен, колеблется в пределах 35 ºC – 40 ºC. Это известно как «низкотемпературный нагрев». В обеих системах трубы отопления, проходящие через холодные помещения, теряют ценное тепло без необходимости. Тепло используется не оптимально. Это приводит к более высокому потреблению энергии, более высоким затратам и более высокому уровню выбросов CO 9 .0013 2 выбросы.

Изоляция труб отопления в более холодных помещениях, таких как подвалы, чердаки, кладовые, технические помещения и гаражи, предотвращает потери тепла и замерзание. Благодаря трубной изоляции для труб отопления экономия энергии может быть существенной. Исследования показывают, что в зависимости от типа и толщины изоляции может быть достигнута экономия энергии от 60 до 85%.

Защитные трубы

Металлические трубы отопления (стальные или медные) подвержены коррозии во влажных помещениях. Вода в помещениях, где находятся строительные системы, может разъедать трубы отопления. При монтаже системы отопления во время строительства также существует риск повреждения изоляции труб, что может привести к коррозии. Прочная и правильно установленная изоляция предотвращает повреждение изоляции, коррозию системы и способствует правильному функционированию вашей системы отопления на протяжении всего срока службы.

Уменьшение корпусного шума

Трубы системы отопления имеют тенденцию издавать шум (например, постукивание или контактный шум). Хорошая изоляция труб значительно снижает корпусной шум.

В идеале используемый изоляционный материал должен иметь высокую механическую прочность. Это защищает ценные системы от повреждений. Способ укладки наших изоляционных материалов с использованием сборных трубных элементов и легко деформируемых листов позволяет изолировать даже труднодоступные участки системы отопления.
Само собой разумеется, что наши изоляционные материалы не содержат вредных веществ и соответствуют строгим нормам пожарной безопасности. Наши решения производятся экологически безопасным образом и, если это указано, сертифицированы Cradle-to-Cradle.

Наша линейка продуктов для отопления

Пеноизоляция Thermaflex может использоваться в широком диапазоне температур и обладает отличными долговременными изоляционными свойствами. Благодаря высокому значению µ изоляция обладает высокой непроницаемостью для водяного пара, что предотвращает образование конденсата и коррозию. Мы предлагаем продукты, подходящие для использования в проектах LEED и BREEAM.

ThermaSmart PRO

Изоляционные материалы ThermaSmart PRO состоят из высокоэффективной термопластичной эластомерной пены (TPE), полученной путем прямого экструдирования. Широкий диапазон рабочих температур делает этот продукт идеальным…

ThermaSmart ENEV

ThermaSmart ENEV Трубная изоляция изготовлена ​​из высококачественного вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками, полученного прямым экструдированием, для систем отопления и водоснабжения. ThermaSmart ENEV снижает тепло…

ThermaSmart ENEV-Q

ThermaSmart ENEV-Q изготовлен из высококачественного вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками, экструдированного методом прямой экструзии, с внешней оболочкой из соэкструдированного желтого полиолефина. Изоляция трубы…

ThermaEco FRZ HF

ThermaEco FRZ HF изготовлен из высококачественного безгалогенового термопластичного пенопласта, полученного прямым экструдированием. ThermaEco FRZ HF предотвращает потери энергии в трубах и оборудовании…

ThermaEco ZZ

Трубная изоляция ThermaEco ZZ изготовлена ​​из высококачественного термопластичного полиэтилена (ПЭ) методом прямого экструдирования и предназначена для отопления, водоснабжения, вентиляции и т.д. ..

ThermaCompact

ThermaCompact представляет собой полностью перерабатываемую гибкую трубную изоляцию, изготовленную из высококачественного термопластичного вспененного полиэтилена с закрытыми порами, полученного прямым экструдированием. Обладает сильным защитным…

ThermaVlies

ThermaVlies представляет собой гибкий защитный шланг из синтетических волокон с прочной водонепроницаемой внешней оболочкой из полиэтилена. ThermaVlies идеально подходит для…

Ultra M

Изоляция труб Thermaflex Ultra M изготовлена ​​из вспененного полиэтилена с поперечными связями, отделана рельефной полимерной оболочкой и застегивается на молнию….

Нагревательные кабели

ThermaLint и TracingSet — электрические нагревательные кабели, предотвращающие замерзание труб. Они также подходят для многих других применений. В условиях минусовой температуры…

Peter van den Broecke

Генеральный директор Юго-Восточной Азии

Спросите нашего эксперта по отоплению

Почему Thermaflex?

Мы разрабатываем и поставляем высококачественные технические решения для изоляции, защиты, ударопрочности и звукоизоляции.

Настраиваемые решения

100% утилизируемые изоляционные продукты

Управление и поддержку проектов

News

на SHK 2022 (6–9 сентября 2022 года в Messe Essen в Германии) сети, тепловые насосы и системы HRV. Посетите Thermaflex в зале 1,…

Подробнее

Являясь лидером рынка предварительно изолированных полимерных труб, мы разработали совершенно новый продукт, который делает строительство тепловых сетей проще, быстрее и дешевле! В ближайшие годы…

Подробнее

Все новости

5 Наиболее распространенные теплоизоляционные материалы

Опубликовано

20 октября 2021 г.

Сегодня на рынке представлено множество дешевых и распространенных изоляционных материалов. Многие из них существуют уже довольно давно. У каждого из этих изоляционных материалов есть свои плюсы и минусы. В результате, решая, какой изоляционный материал вам следует использовать, вы должны быть уверены, что знаете, какой материал лучше всего подойдет в вашей ситуации. Ниже мы рассмотрели такие различия, как R-значение, цена, воздействие на окружающую среду, воспламеняемость, звукоизоляция и другие факторы. Вот 5 наиболее распространенных типов изоляционных материалов:

Стекловолокно — наиболее распространенная изоляция, используемая в наше время. Из-за того, как это сделано, стекловолокно эффективно вплетает тонкие нити стекла в изоляционный материал и может минимизировать теплопередачу. Основным недостатком стеклопластика является опасность обращения с ним. Поскольку стекловолокно состоит из тонко переплетенного кремния, образуется стеклянный порошок и крошечные осколки стекла. Они могут привести к повреждению глаз, легких и даже кожи, если не надеты надлежащие защитные средства. Тем не менее, при использовании надлежащего защитного оборудования установка стеклопластика может быть выполнена без происшествий.

Стекловолокно — превосходный негорючий изоляционный материал со значениями R от R-2,9 до R-3,8 на дюйм. Если вы ищете дешевую изоляцию, это, безусловно, путь, хотя ее установка требует мер предосторожности. Обязательно используйте защитные очки, маски и перчатки при работе с этим продуктом.

2. Минеральная вата

Минеральная вата фактически относится к нескольким различным типам изоляции. Во-первых, это может относиться к стекловате, которая представляет собой стекловолокно, изготовленное из переработанного стекла. Во-вторых, это может относиться к минеральной вате, которая представляет собой изоляцию из базальта. Наконец, это может относиться к шлаковой вате, которую производят из шлака сталелитейных заводов. Большая часть минеральной ваты в Соединенных Штатах на самом деле является шлаковой ватой.

Минеральную вату можно приобрести в виде войлока или в виде сыпучего материала. Большая часть минеральной ваты не содержит добавок, придающих ей огнестойкость, что делает ее непригодной для использования в условиях сильной жары. Однако он не горюч. При использовании в сочетании с другими, более огнестойкими формами изоляции, минеральная вата определенно может быть эффективным способом изоляции больших площадей. Минеральная вата имеет значение R от R-2,8 до R-3,5.

3. Целлюлоза

Изоляция из целлюлозы, пожалуй, одна из самых экологически чистых форм изоляции. Целлюлоза изготавливается из переработанного картона, бумаги и других подобных материалов и поставляется в свободной форме. Целлюлоза имеет значение R между R-3,1 и R-3,7. Некоторые недавние исследования целлюлозы показали, что она может быть отличным продуктом для минимизации ущерба от пожара. Из-за компактности материала целлюлоза практически не содержит кислорода. Без кислорода внутри материала это помогает свести к минимуму ущерб, который может нанести пожар.

Таким образом, целлюлоза, возможно, является не только одной из самых экологически чистых форм изоляции, но также и одной из самых огнестойких форм изоляции. Однако у этого материала есть и определенные недостатки, например, аллергия на газетную пыль у некоторых людей. Кроме того, найти людей, умеющих использовать этот тип изоляции, относительно сложно по сравнению, скажем, со стекловолокном. Тем не менее, целлюлоза является дешевым и эффективным средством изоляции.

4. Пенополиуретан 93). Они имеют значение R примерно R-6,3 на дюйм толщины. Существуют также пены низкой плотности, которые можно распылять в местах, не имеющих изоляции.

Эти типы полиуретановой изоляции, как правило, имеют рейтинг R-3,6 на дюйм толщины. Еще одним преимуществом этого вида утеплителя является его огнестойкость.

5. Полистирол

Полистирол – водостойкая термопластичная пена, которая является отличным звуко- и термоизоляционным материалом. Он бывает двух типов: вспененный (EPS) и экструдированный (XEPS), также известный как пенополистирол. Эти два типа отличаются производительностью и стоимостью. Более дорогой XEPS имеет R-значение R-5,5, а EPS — R-4. Полистирольная изоляция имеет уникально гладкую поверхность, которой не обладает ни один другой тип изоляции.

Обычно пенопласт создается или разрезается на блоки, идеально подходящие для изоляции стен. Пена легко воспламеняется и должна быть покрыта огнезащитным химическим веществом под названием гексабромциклододекан (ГБЦД). Недавно ГБЦД подвергся резкой критике за риски для здоровья и окружающей среды, связанные с его использованием.

Другие распространенные изоляционные материалы

Хотя перечисленные выше элементы являются наиболее распространенными изоляционными материалами, используются не только они. В последнее время такие материалы, как аэрогель (используемый НАСА для изготовления термостойких плиток, способных выдерживать нагрев примерно до 2000 градусов по Фаренгейту с незначительной передачей тепла или без нее), стали доступными и доступными. В частности, это Pyrogel XT. Пирогель — один из самых эффективных промышленных изоляторов в мире. Его требуемая толщина на 50–80 % меньше, чем у других изоляционных материалов. Несмотря на то, что пирогель немного дороже, чем некоторые другие изоляционные материалы, он все чаще используется для конкретных целей.

Асбест

Другими не упомянутыми изоляционными материалами являются натуральные волокна, такие как конопля, овечья шерсть, хлопок и солома. Полиизоцианурат, похожий на полиуретан, представляет собой термореактивный пластик с закрытыми порами и высоким значением R, что делает его популярным выбором в качестве изолятора. Некоторые опасные для здоровья материалы, которые использовались в прошлом в качестве изоляции, а теперь запрещены, недоступны или редко используются, — это вермикулит, перлит и карбамидоформальдегид. Эти материалы имеют репутацию материалов, содержащих формальдегид или асбест, что по существу исключило их из списка широко используемых изоляционных материалов.

Существует множество видов изоляции, каждая из которых обладает собственным набором свойств. Только тщательно изучив каждый тип, вы сможете определить, какой из них будет правильным для ваших конкретных потребностей. В качестве краткого обзора:

• Аэрогель дороже, но определенно является лучшим типом изоляции.
• Стекловолокно дешево, но требует осторожного обращения.
• Минеральная вата эффективна, но не огнестойка.
• Целлюлоза огнестойка, экологична и эффективна, но сложна в применении.

Полиуретан

• является хорошим изоляционным продуктом, хотя и не особенно экологически чистым.
• Полистирол — это разнообразный изоляционный материал, но его безопасность обсуждается.

Похожие сообщения:

• Разница между горячими и холодными изоляционными материалами
• Номинальные параметры изоляции: расчет R-фактора, К-фактора и С-фактора

Хотите узнать больше о лучших изоляционных материалах для вашего конкретного применения? Вы можете связаться с нами или написать по электронной почте info@thermaxxjackets. com.

← ПОЧЕМУ ВАШ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ КУРТОК НЕ ПОДХОДИТ

Лучший способ предотвратить «запотевание» охлажденной трубы или образование конденсата
→

Recent Posts

Теплоизоляция труб горячего отопления, утеплитель, минеральная вата

Содержание:

Зачем нужно утеплять трубопроводы?
Каким должен быть теплоизоляционный материал для труб
Что такое теплоизоляция?
— Вспененная теплоизоляция
— Минеральная вата и стекловолокно
Как использовать изоляционные материалы в особых условиях

Трубы без теплоизоляции не способны в полной мере выполнять задачи по транспортировке теплоносителя: речь идет как о магистральных трубопроводах, так и об их ответвлениях. Теплоизоляция нужна не только для теплосети, ведь угроза промерзания или охлаждения в морозы актуальна для любой среды внутри металлических труб.

Зачем нужно утеплять трубопроводы?

Некоторые люди недоумевают, когда слышат о необходимости теплоизоляции труб, проложенных открытым способом. С теплоносителями все более-менее понятно, ведь очень важно избегать остывания горячей воды на пути к месту ее использования – эту процедуру правильнее назвать «теплоизоляция». Однако не только трубы горячего водоснабжения нуждаются в защите от холода.

Чаще всего конденсат возникает на поверхности обычного трубопровода из-за колебаний температуры. Также с наступлением зимы может замерзнуть, если температура упадет до слишком низких значений. Эта проблема часто атакует надземные элементы водяных столбов, чем еще может похвастаться частный сектор. Для подогрева воды в этом случае можно использовать паяльную лампу и другие способы. При низких температурах очень важно обеспечить защиту теплоносителя от охлаждения. Это касается самых разных труб – металлических, металлопластиковых, пластиковых, полимерных, композитных.

В районах с суровым климатом традиционная изоляция обычно малоэффективна при использовании на надземных участках трубопроводов. Скандинавские страны имеют опыт использования специальных нагревательных кабелей для защиты ступеней, тротуаров и трубопроводов. Этот метод оказался настолько полезным, что все более широко применяется в нашей стране.

Для частного сектора выявлено несколько причин для проведения мероприятий по утеплению труб:

• Различные здания оборудованы коммуникациями.
• Производится частичная уличная прокладка теплотрасс.
• Общая выносная котельная нуждается в специальном подогреве теплоносителя.
• Когда необходимо обогреть замкнутый цикл, в который входят помещения, различающиеся по своему функциональному назначению и внутреннему температурному режиму. Речь идет о подвалах, гаражах, чердаках, банях.

Некоторые участки газопровода нуждаются в дополнительной защите из-за риска хулиганства и вандализма, а также проникновения на территорию диких животных и крупного рогатого скота. В этом случае применяется дополнительная обмотка металлическими листами и стальными прутьями.

Каким должен быть изоляционный материал для труб

За счет того, что труба имеет закругленную форму, это приводит к значительному увеличению площади контакта с внешней средой. Это приводит к быстрому охлаждению теплоносителя внутри трубопроводов. Потери тепла увеличиваются по мере увеличения диаметра труб, используемых в коммуникациях.

Теплоизоляционные конструкции должны иметь следующие характеристики:

1. Теплоизоляционные материалы для труб должны быть плотными и пористыми, не склонными к влагопоглощению.

Теплоизоляция

2. должна обеспечивать надежную защиту от любых негативных внешних воздействий.
3. Трубопровод не должен перегреваться внутри и промерзать снаружи.
4. Защита должна прослужить долго и без потери качества, независимо от подземного или канального способа прокладки трубопровода.

Тепловая защита холодных труб должна иметь:

1. Малый вес, хорошая плотность.
2. Устойчив к теплу и огню.
3. Недорогие процедуры ремонта и разборки.
4. Приемлемая цена.

Что такое теплоизоляция?

Для коммуникаций, транспортирующих холодные жидкие среды, потребуется дополнительная теплозащита. Изоляция для трубопроводов даже самого простого типа не позволит образоваться конденсату на трубе: в результате она не заржавеет и не замерзнет. Кроме того, таким образом достигается некоторая устойчивость к разрушению связи при колебаниях внутреннего давления. То же самое касается снижения шума, возникающего при перемещении внутренней среды.

Вспененная теплоизоляция

Закрытые легкие пузырьки воздуха обеспечивают отличную защиту. Этот материал продается в виде удобных туб или крышек, которыми можно закрыть трубу любого размера. Для изготовления вспененной теплоизоляции может использоваться каучук, полиуретан или полистирол. Легко монтируется на участки трубопровода благодаря наличию готового продольного сечения. Если изоляция устанавливается самостоятельно, важно использовать любой подходящий монтажный клей для предварительной обработки торцов материала.

МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА И СТЕКЛОСТЕКЛО

Утепляющий материал этого типа может иметь различную форму выпуска, так как его можно использовать для обустройства разных поверхностей. Теплоизоляцию горячих труб удобнее всего проводить базальтовой ватой, имеющей форму цилиндра. Однако важно учитывать высокую стоимость этого, несомненно, качественного материала. При нанесении теплоизоляции на трубы в подвале потребуется обмотать их листовым материалом, используя для обвязки строительную ленту или шнур.

• Кварцевый песок используется для производства стекловаты, основу которой составляет стекловолокно. При использовании этого материала необходимо защищать руки и лицо от мельчайших режущих частиц. Этот теплоизоляционный материал лучше не использовать для труб отопления. Несмотря на то, что во многих странах производство стекловолокна и стекловаты прекращено из-за их вредности для здоровья, мы до сих пор пользуемся этим материалом по привычке. Это связано с низкой ценой утеплителя, а также с тем, что он абсолютно не интересен вредоносным микроорганизмам и насекомым. Главное, такой утеплитель сверху покрыть защитным рубероидом или фольгированным слоем.
• Минеральное сырье используется для производства базальтовой ваты, отсюда ее часто встречающееся обозначение — «Минеральная вата». Благодаря отличным характеристикам базальтового утеплителя он очень широко применяется в строительной сфере. Особенно это касается утепления горячих труб: тот же дымоход, раскаляющийся до +650 градусов, становится безопасным после укладки минеральной ватой. Минеральная вата для труб отопления не выделяет при нагревании никаких токсичных веществ.
• Фольгированная изоляция. Имеет отражающий слой, снижающий теплоотдачу (подробнее: «Преимущества использования фольгированной изоляции для труб отопления — теория и проверенная практика»). Укладка этого материала не требует особых навыков, чем и объясняется его широкая популярность.
• Пенопласт, экструдированный пенополистирол. Эти материалы представляют собой единую линейку. Подземная прокладка труб горячего водоснабжения предусматривает, что используемый изоляционный материал отличается хорошей водонепроницаемостью. Для пенопласта это характерно лишь в некоторой степени, поэтому его обычно используют для обустройства надземных коммуникаций, промежуточных соединений и основных ответвлений. В настоящее время этот материал для теплоизоляции труб выпускается в полуцилиндрической форме, что очень удобно при установке на трубу. Полуцилиндры из пенополистирола называются скорлупами: их применяют на трубы с уже нанесенной теплоизоляцией. Этот материал отличается универсальностью, долговечностью, низкой теплопроводностью и невысокой стоимостью. Если есть необходимость в утеплении трубопровода на чердаке, лучше использовать пенополистирол напыляемого типа. Для его нанесения понадобится специальный агрегат, работающий на двухкомпонентной смеси, обладающей прекрасными защитными свойствами.
• Пенофол. Материал состоит из вспененного полиэтилена с закрытыми порами и двойного или одинарного слоя алюминиевой фольги. Кроме того, существует самоклеящийся вариант пенофола, оснащенный клеевым слоем.
• Резиновая изоляция. Этот вспененный материал также имеет трубчатую или полуцилиндрическую форму. Главное его достоинство – эластичность, что очень удобно при изоляции коммуникаций сложной конфигурации. Резиновый утеплитель для горячих труб самый прочный: главное, при укладке позаботиться о герметичности соединительных швов.

Как использовать теплоизоляционные материалы в конкретных условиях

• Если работы ведутся на чердаке, нужно учитывать, что там обычно всегда повышенная влажность и сквозняки. Резкий перепад температуры чреват появлением мостиков холода, чего важно не допускать. Лучше всего в этом случае использовать базальтовую вату или напыляемый пенопласт, а чердак покрыть качественной пароизоляцией.

Алюминиевая фольга

• обычно используется только в качестве дополнительного слоя или обмотки. Таким образом достигается оптимизация температурного режима внутри трубопровода. Что касается раздельного использования фольги, то этому препятствует ее высокая теплопроводность.
• Легкие загородные постройки, построенные на неустойчивых грунтах, требуют применения как можно более легких строительных материалов. Это касается и теплоизоляции для труб: самый оптимальный вариант в данном случае – пенопласт.
• Теплоизоляцию проще всего проводить самостоятельно на предварительно изолированных трубах, используя самоклеящиеся материалы, армированные алюминиевой лентой.
• При использовании жестких полуцилиндрических нагревателей важно точно подобрать диаметр материала, так как при несовпадении с одним и тем же параметром трубы могут возникнуть проблемы с установкой обечайки.
• Если необходимо утеплить прилегающую территорию (зазор между системой отопления, водопроводом и/или дымоходом), оптимальным вариантом будет минеральная вата. Форма выпуска должна выбираться произвольно, исходя из специфики коммуникаций.

Сама работа по утеплению труб не представляет особой сложности. Главное правильно подобрать материал и качественно провести его укладку.

Оценка изоляции труб для внедрения низкотемпературного централизованного теплоснабжения в Южной Корее

Введение

Сокращение источников ископаемого топлива и экстремальные погодные изменения из-за глобального потепления ускорили поиск будущих устойчивых энергетических систем, в том числе систем на 100% возобновляемых источников (Alberg Østergaard et al., 2010; Mathiesen et al., 2014; Gatt et al. др., 2020). Потреблению энергии в таких областях, как производство, строительство, транспорт и сельское хозяйство, в последнее время уделяется значительное внимание из-за высокого уровня тепловых потерь, связанных с ними. Строительный сектор, потребляющий 20% всей мировой энергии, с ожидаемым ежегодным ростом на 1,4% в период с 2012 по 2040 год (Управление энергетической информации США (EIA) 9).0412 1 ) возглавляет этот список. Значительная часть энергопотребления зданий приходится на отопление помещений, что примерно в два раза больше, чем на другие источники потребления, такие как приготовление пищи, нагрев воды и охлаждение (Кайнакли, 2008).

Природный газ является одним из лучших источников для сокращения выбросов углерода и перехода к концепции «зеленого» строительства (Abánades, 2018; Mohammad et al., 2021). Централизованные производственные объекты в основном обеспечивают отопление помещений в зданиях через сеть теплопередачи, называемую централизованным теплоснабжением (ЦТ). Тепловая энергия распределяется по сети трубопроводов, которая соединяет объект тепловой генерации с различными узлами потребления здания, интегрированными в систему (Werner, 2013). Большинство мировых систем ЦО в настоящее время основано на технологически продвинутой системе централизованного теплоснабжения четвертого поколения (4GDH), также называемой низкотемпературным централизованным теплоснабжением, где температура подачи составляет 60°C и ниже (Lund et al. , 2014; Lund et al., 2014; Lund et al., 2014; др., 2018). Основным топливом для таких систем является природный газ. Снижение температуры подачи снижает уровень потерь тепла из системы, что впоследствии повышает эффективность подачи и распределения и объединяет низкотемпературные возобновляемые источники энергии и источники отработанного тепла (Alberg Østergaard et al., 2010; Brocklebank et al., 2018).

Многие страны мира продвигают проекты систем 4GDH для повышения энергоэффективности и сокращения выбросов парниковых газов (примеры низкотемпературных систем централизованного теплоснабжения, 2020 г.). Потери тепла в сети при передаче и распределении являются ключевыми факторами при проектировании экономичных низкоэнергетических систем ЦТ. Потери тепла в ЦТ происходят из ограждающих конструкций жилых помещений или при передаче горячей воды. Таким образом, надлежащая изоляция зданий и систем трубопроводов важна для экономии энергии и снижения нежелательных выбросов при сжигании ископаемого топлива. В литературе было много исследований по теплоизоляции (Lund and Mohammadi, 2016). В настоящее время в сетях ЦО используются различные теплоизоляционные материалы, в том числе полиэтилен (PEX), этилен-пропилен-диеновый мономерный каучук (EPDM) и полиуретан (PU). Милад и др. выполнил расчетный анализ теплогидравлических характеристик для различных будущих схем ЦО с использованием полиуретана в качестве изоляционного материала (Хосрави и Арабкохсар, 2019 г.).). Али и др. предложил оптимальную толщину изоляции труб, используемых в трубопроводных сетях ЦО, с минеральной ватой в качестве изоляционного материала (Keçebaş et al., 2011), а Zukowski определил потери тепла из трубопроводов (Zukowski, 2020). Danielewicz представил численную модель тепловых потерь из предварительно изолированных труб ЦТ, закопанных в землю (Danielewicz et al., 2016).

В Южной Корее отопление в основном осуществляется с помощью традиционных котлов, работающих на жидком топливе или природном газе, и только в нескольких недавно развитых городах были внедрены системы ЦТ третьего поколения. Предстоящая государственная политика направлена ​​на внедрение низкотемпературного централизованного теплоснабжения. По этой причине несколько авторов в последнее время изучали изоляционные материалы и связанные с ними потери тепла при использовании в низкотемпературных трубах централизованного теплоснабжения. Ким и др. выполнили моделирование для оценки изменения температуры поверхности в зависимости от толщины изоляции (Kim et al., 2020). В другом исследовании сравнивались температура поверхности изоляции и потери энергии (Kim et al., 2021). Однако исследования, посвященные внедрению низкотемпературного централизованного теплоснабжения (LTDH) и связанным с ним проблемам, найти не удалось.

В настоящем исследовании изучается возможность использования изоляционных материалов PEX, EPDM и пенополиуретана для реализации LTDH на демонстрационной площадке, обеспечивающей тепловую нагрузку зданий от гибридной интеллектуальной энергетической системы. Для оценки потерь тепла в каждом изоляционном материале различной толщины был проведен CFD-анализ, а при оценке затрат были оценены затраты на материалы и земляные работы. Объединенные результаты показывают, что оптимальная толщина изоляции 32 мм с использованием пенополиуретана может снизить потери тепла до уровня ниже 20 Вт/м.

Микросистема централизованного теплоснабжения в Южной Корее

Гибридные энергетические системы привлекают внимание из-за разницы в потребности зданий в тепле в зимний и летний периоды (Sharafi et al., 2015; Ali and Jang, 2020). Было проведено множество исследований и демонстраций таких систем (Ataei et al., 2015; Mokhtara et al., 2021). Правительство Кореи стимулирует внедрение гибридных энергетических систем и LTDH для поощрения систем отопления с использованием возобновляемых источников энергии и сокращения потерь тепла в сети (Baek et al., 2015; Kim, 2017; Южная Корея поддерживает Инициативу централизованного энергоснабжения в городах, 2019 г.).). Корейский институт гражданского строительства и строительных технологий (KICT) запустил проект по разработке интегрированной системы для удовлетворения потребностей в отоплении на строительной площадке. На рисунке 1 представлена ​​предлагаемая гибридная энергетическая система, включающая 470 солнечных панелей, топливные элементы мощностью 10 кВт и геотермальные тепловые насосы мощностью 84 кВт для управления тепловой нагрузкой на объекте. Солнечная система будет установлена ​​на парковочном месте рядом с KICT. Одной из целей установки Солнечной системы на парковочном месте является оценка работы низкотемпературных труб отопления, т. е. тепловых потерь из труб, когда горячая вода проходит на большое расстояние от целевого здания. Дополнительной целью этого является создание тени для припаркованных автомобилей сотрудников. Производственная мощность Солнечной системы оценивается в 261 500 кВт·ч. Тепло, производимое Солнечной системой, передается в систему хранения тепла (4а) через систему первичной сети. Вместимость системы хранения тепла (4а) составляет 40 тонн. Откуда произведенная горячая вода будет подаваться в здание 5(а) через вторичную сеть. Системы топливных элементов и тепловых насосов будут установлены в подвале здания (5b). Топливный элемент работает на природном газе, а основным выходом топливного элемента является электричество. Сточная вода, производимая топливным элементом, имеющая температуру около 60–70°C, используется для обеспечения потребности здания в отоплении (5b). Тепловой насос работает по принципу термодинамического теплового цикла. Горячий воздух, произведенный тепловым насосом, будет передаваться для нагрева воды из системы накопления тепла (4b) через теплообменник через первичную сеть. В зимний период, когда потребность здания 5(b) в отоплении возрастает, избыточная горячая вода, полученная от солнечной тепловой системы и хранящаяся в теплоаккумуляторе 4(b), подается в тепловое здание 5(b). Протяженность распределительной сети горячего водоснабжения составляет около 500 м, для подачи этого тепла установлена ​​сеть низкотемпературного теплоснабжения. Конечная цель этого проекта — продемонстрировать, что LTDH в Южной Корее имеет потери тепла в сети ниже 17% в соответствии с рекомендациями 4GDH. Поскольку текущее исследование предназначено для демонстрационных целей, длина сети не такая большая, как в реальной системе. Таким образом, цель текущего исследования состояла в том, чтобы удержать тепловые потери на уровне ниже 20 Вт/м, что при модернизации до более крупных систем (приблизительно 10 км длины сети) может удерживать тепловые потери на уровне ниже 17%.

РИСУНОК 1 . Демонстрационный участок системы микрорайонального теплоснабжения, предложенный KICT (1) Солнечные тепловые коллекторы (2) Подающая труба (3) Возвратная труба (4a,b) Аккумулятор тепла (5a,b) Целевое здание для подачи тепла (6) Низкотемпературная труба (7) Топливный элемент (8) Геотермальный тепловой насос.

Для данного исследования рассматривалась типичная изоляционная труба. В таблице 1 перечислены размеры компонентов трубы, смоделированных в этом исследовании, а характеристики теплонесущей трубы и теплоносителя приведены в таблице 2. В таблице 3 показаны тепловые и физические свойства трех изоляционных материалов, оцененных в этом исследовании.

ТАБЛИЦА 1 . Размеры несущей и кожуховой труб.

ТАБЛИЦА 2 . Характеристики теплоносителя и трубы.

ТАБЛИЦА 3 . Теплофизические свойства трех изоляционных материалов и грунта.

Численная модель и граничные условия

Численная модель трубопровода с теплоизоляцией была разработана с использованием ANSYS версии 17.2. В этом исследовании были приняты следующие допущения: несжимаемый поток, турбулентная модель (k-эпсилон), отсутствие вязкого нагрева, отсутствие внутреннего тепловыделения и те же тепловые свойства во время течения. Формулировка абсолютной скорости использовалась вместе с решателем на основе давления. Поскольку число Рейнольдса было выше 20 000, предполагался турбулентный поток, и для моделирования характеристик среднего потока использовалась стандартная модель турбулентности K-эпсилон (k-ε). Связь скорости и давления контролировалась полунеявным методом уравнений, связанных с давлением (SIMPLE). Для давления использовалась схема пространственной дискретизации второго Одера, в то время как для турбулентной скорости диссипации, турбулентной кинетической энергии и для дискретизации импульса использовалась вторая схема Одера против ветра. На выходе было нулевое манометрическое давление. На рис. 2 представлена ​​численная модель и граничные условия, а также размеры, рассматриваемые в данном исследовании. Часть модели ANSYS также представлена ​​для проработки стен с учетом тепловых потерь и без них на рис. 2.

РИСУНОК 2 . Схема и модель ANSYS моделируемой расчетной области вместе с граничными условиями.

Основные уравнения

Следующие основные уравнения использовались для сохранения энергии, массы и импульса (Ahmad et al., 2013).

∂ui∂xi=0(1)

∂∂xi(uiuj)=1ρ∂∂xi[(µ+µt)∂ui∂xj],j=1,2,3(2)

∂∂ xi(uiT)=1ρ∂∂xi[(λcp+µtσt)∂T∂xi](3)

∂∂xi(kui)=1ρ∂∂xi[(µ+µtσk)∂k∂xi]+Gk− ρϵ(4)

∂∂xi(ϵui)=1ρ∂∂xi[(µ+µtσϵ)∂ϵ∂xi]+1ρϵk(c1Gk−c2ρϵ)(5)

Где «k» — кинетическая энергия турбулентности, «∈» — скорость рассеивания турбулентности, а «Gk» — генерация кинетической энергии турбулентности.

Для упрощения модели предполагалось, что трубопровод не имеет изгибов. Кроме того, входная и выходная стороны области были объявлены стенами с нулевым тепловым потоком, чтобы надлежащим образом сравнить различные типы изоляционных материалов.

Проверка и анализ чувствительности сетки

Расчетная область дискретизируется восьмиугольными трехмерными элементами в неравномерной сетке. Принимая во внимание важность распределения тепла по радиусу трубы, сетка была сделана с очень маленькими элементами. В таблице 4 представлена ​​информация о трех различных сетках, рассмотренных при моделировании.

ТАБЛИЦА 4 . Размеры ячеек сетки в различных сетках сетки.

На рис. 3 сравниваются значения, полученные при моделировании с различными сетчатыми структурами (A, B, C) для скорости теплопередачи от труб, и значения, заявленные производителем труб. Таким образом, на этом рисунке представлены не только результаты анализа чувствительности на ячеистых сетках, но и ссылка на достоверность результатов моделирования. Было обнаружено очень хорошее соответствие между результатами, полученными при моделировании (для всех размеров сетки) и результатами, представленными Polytherm (Домашняя страница 9).0412 2 ). Для всего исследования рассматривалась сетка типа C, поскольку результаты были ближе к данным, предоставленным производителем.

РИСУНОК 3 . Анализ чувствительности сетки сетки и проверка результатов CFD.

Результаты и обсуждение

Сезонное влияние изоляционных материалов на температуру на выходе (Tout)

Вода поступает в трубу при температуре 60 °C и проходит расстояние 500 м. На рис. 4 показано падение температуры воды при движении по трубопроводу. Представленные данные относятся к четырем временам года в Южной Корее с использованием различных изоляционных материалов. Средняя температура в каждый из четырех сезонов показана в таблице 5.

РИСУНОК 4 . Среднее падение температуры по длине трубы во время.

ТАБЛИЦА 5 . Средняя сезонная температура в Южной Корее.

Падение температуры зимой составляет 0,52, 0,7 и 0,84°С, а весной – 0,43, 0,6 и 0,72°С для изоляционных материалов из пенополиуретана, этилен-пропилен-диен-каучука и РЕХ соответственно. Падение температуры летом и осенью было относительно меньше, чем зимой и весной из-за более высоких температур наружного воздуха. Падение температуры летом составляет 0,28, 0,44 и 0,54 °С, а весной – 0,37, 0,51 и 0,6 °С для изоляционных материалов из пенополиуретана, СКЭПТ и пенополиэтилена соответственно. При том же массовом расходе более низкая температура окружающей среды вызывает большее падение температуры на выходе из трубы, что приводит к меньшему падению температуры в летние сезоны.

На рис. 5 представлены контуры распределения температуры в радиальном направлении на выходе из трубы, включая область грунта, для трех изоляционных материалов. Часть домена грунта показана на рисунке отдельно, чтобы лучше понять, как домен грунта выглядит на выходе из трубы. Поскольку максимальное падение температуры приходится на зимний период, контуры проведены только для этого периода, когда средняя температура наружного воздуха составляет 1°С.

РИСУНОК 5 . Контуры радиального распределения температуры на выходе трубы через изоляцию, включая область грунта, зимой с (A) Пенополиуретан (B) Вспененный каучук EPDM (C) Пенопласт PEX.

Годовые потери тепла

На рис. 6 показаны ежемесячные потери тепла для различных изоляционных материалов за весь год. Температура наружного воздуха также составляется для каждого месяца. Как и ожидалось, потери тепла уменьшаются летом и увеличиваются зимой. Процентные потери тепла ниже у пенополиуретана и выше у изоляции из пенополиэтилена. Максимальные потери тепла приходятся на февраль и имеют значения 1,49., 1,23 и 0,92% в PEX, резине EPDM и изоляции из пенополиуретана. Средняя минимальная температура в феврале составляет -1°C. Потери тепла максимальны в начале года (зима в Южной Корее). Кривая тепловых потерь уменьшается с повышением температуры наружного воздуха, когда погода смещается к весне и лету, и снова увеличивается, когда температура наружного воздуха падает осенью. Потери тепла максимальны в изоляции из пенополистирола и минимальны в изоляции из пенополиуретана. Резиновая пена EPDM находится между пенами PU и PEX.

РИСУНОК 6 . Месячные потери тепла для различных изоляционных материалов и среднемесячные температуры.

На Рисунке 7 приведены общие годовые потери тепла в трех изоляционных материалах для распределительной сети на Рисунке 1. Максимальные потери тепла наблюдались для пены PEX, затем каучука EPDM и PU со значениями примерно 1,1, 0,9 и PU. 0,7% соответственно.

РИСУНОК 7 . Годовые потери тепла в различных теплоизоляционных материалах.

Влияние толщины изоляции на теплопотери трубы

В этом разделе анализируется влияние изменения толщины изоляции на снижение теплопотерь в изоляционных материалах с различной теплопроводностью. На рис. 8 показано влияние толщины изоляции на общие годовые потери тепла в трех изоляционных материалах. Потери тепла уменьшаются с увеличением толщины изоляции во всех случаях. При увеличении толщины изоляции с 20 до 30 мм потери тепла уменьшаются примерно на 28, 27 и 29% в пене PEX, пене каучука EPDM и пене PU соответственно. Точно так же увеличение толщины изоляции с 30 до 40 мм снижает тепловые потери до 18, 19 и 20% в пене PEX, резиновой пене EPDM и пене PU соответственно. Значительное снижение теплопотерь наблюдается в более высоких диапазонах толщины изоляции, но с меньшей скоростью. Изоляция из пенополиуретана показывает максимальную степень снижения тепловых потерь в различных диапазонах толщины изоляции, рассматриваемых в этом анализе.

РИСУНОК 8 . Влияние толщины изоляции на общие годовые потери тепла для различных изоляционных материалов.

Оценка стоимости

Основная цель снижения рабочей температуры в системах ЦО состоит в том, чтобы снизить уровень потерь тепла, что в конечном итоге снижает стоимость ЦТ. Однако усиление изоляции магистральных трубопроводов может оказаться экономически выгодным по сравнению с существующими стандартными трубами. Это требует оптимизации на основе технико-экономических соображений для анализа стоимости армирования на метр трубы и получаемых выгод.

В этом разделе обсуждается экономическая целесообразность использования различных изоляционных материалов. Был проведен обзор затрат для оценки материалов и стоимости копания для трех различных типов и размеров труб ЦО (한국물가정보 ³ ). В Таблице 6 приведены стоимость материала на метр и стоимость земляных работ для трех изоляционных материалов различной толщины. Рассматриваются два вида затрат на копание: копание грунта и копание бетона. Рытье бетона стоит примерно в четыре раза больше, чем копание почвы, из-за необходимости использования тяжелой техники и квалифицированного труда.

ТАБЛИЦА 6 . Ориентировочная стоимость материалов и копания для различных изоляционных материалов различной толщины.

Одной из основных целей данного исследования является обеспечение экономической целесообразности системы за счет сохранения потерь тепла в трубе на уровне ниже 20 Вт/м. Поскольку на демонстрационном участке требуется только копание почвы, анализ проводился с учетом только затрат на копание почвы. Результаты показаны на рисунке 9.

РИСУНОК 9 . Влияние толщины изоляции на материал и стоимость земляных работ по сравнению с потерями тепла.

Потери тепла уменьшаются с увеличением толщины изоляции, а общая стоимость увеличивается с увеличением толщины изоляции для всех материалов. Теплопотери 20 Вт/м достигаются при утеплении пенополиуретаном толщиной 32 мм и выше. Вспененный каучук EPDM с изоляцией толщиной 55 мм также демонстрирует потери тепла ниже 20 Вт/м, в то время как вспененный PEX требует толщины изоляции 70 мм или выше для достижения таких же теплопотерь. Общая стоимость метра пены PEX с изоляцией толщиной 70 мм составляет примерно 1010 долларов США, тогда как стоимость пенополиуретана с изоляцией толщиной 32 мм составляет примерно 9 долларов США. 90. Самая высокая стоимость была обнаружена для вспененного каучука EPDM, то есть 1035 долларов США. Разница в стоимости становится относительно выше, поскольку необходимая длина трубы составляет 500 м. Поэтому предлагается форма из полиуретана с толщиной изоляции 32 мм с учетом оптимальной стоимости.

Заключение

В этом исследовании представлен анализ потерь тепла в обычной трубе ЦТ, используемой на демонстрационном участке микросистемы ЦТ для внедрения LTDH в Южной Корее. Сначала представлены анализы тепловых потерь таких труб для трех изоляционных материалов: пены PEX, пены EPDM и пенополиуретана. Впоследствии было исследовано влияние толщины изоляции на потери тепла и затраты на материалы и земляные работы.

Результаты показывают, что, как и ожидалось, изоляция из пенополиуретана демонстрирует меньшие потери тепла и падение температуры вдоль трубы, тогда как изоляция из пенополистирола имеет самые высокие потери тепла и падение температуры при температуре подачи 60°C. Изоляция из полиуретана также продемонстрировала более высокий уровень снижения тепловых потерь, чем изоляционные материалы из каучука EPDM и пенополиэтилена.

Анализ материалов и оценки стоимости земляных работ с различной толщиной изоляции также подтверждает, что пенополиуретан с толщиной изоляции 32 мм является идеальным материалом для систем LTDH, обеспечивающим теплопотери ниже 20 Вт/м.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.

Вклад авторов

Методология, моделирование, проверка, написание — подготовка исходного проекта, МУ; написание — рецензирование и редактирование, надзор, Ю.К. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке Корейского института оценки и планирования энергетических технологий (KETEP) и Министерства торговли, промышленности и энергетики (MOTIE) Республики Корея (№ 20173010140840).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Сокращения

LTDH, низкотемпературное централизованное теплоснабжение; РЕХ, полиэтилен; EPDM, этиленпропилендиеновый мономер; ПУ, полиуретан; CFD, вычислительная гидродинамика; 4GDH, централизованное теплоснабжение четвертого поколения; KICT, Корейский институт гражданского строительства и строительных технологий; ПРОСТОЙ, полунеявный метод для уравнений, связанных с давлением; UDF, определяемая пользователем функция.

Сноски

¹ https://www.eia.gov/index.php (по состоянию на 9 августа 2021 г.).

² https://www.polytherm.ie/ (по состоянию на 14 ноября 2021 г.).

³ http://www.kpi.or.kr (по состоянию на 14 ноября 2021 г.).

Ссылки

Абанадес, А. (2018). Декарбонизация природного газа как инструмент контроля выбросов парниковых газов. Перед. Энерг. Рез. 6, 47. doi:10.3389/fenrg.2018.00047

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ахмад Т., Плее С. Л. и Майерс Дж. П. (2013). Беглое руководство по теории . Канонсбург: ANSYS, 814.

Google Scholar

Alberg Østergaard, P., Mathiesen, B.V., Möller, B., and Lund, H. (2010). Сценарий использования возобновляемых источников энергии для муниципалитета Ольборга на основе низкотемпературного геотермального тепла, энергии ветра и биомассы. Энергия 35, 4892–4901. doi:10.1016/j.energy.2010.08.041

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Али С. и Джанг К.-М. (2020). Оптимальный дизайн гибридной системы возобновляемой энергии для устойчивого энергоснабжения удаленного острова. Устойчивое развитие 12, 1280. doi:10.3390/su12031280

CrossRef Full Text | Google Scholar

Атаеи А., Недаи М., Рашиди Р. и Ю К. (2015). Оптимальный дизайн автономной гибридной системы возобновляемой энергии для офисного здания. Дж. Обновить. Поддерживать. Энерг. 7, 053123. doi:10.1063/1.4934659

CrossRef Full Text | Google Scholar

Бэк С., Ким Х. и Чанг Х. (2015). Оптимальная гибридная система возобновляемых источников энергии для развивающегося острова Южной Кореи: пример острова Йонджонг. Устойчивое развитие 7, 13985–14001. doi:10.3390/su71013985

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Броклебанк, И., Бек, С.Б.М., и Стайринг, П. (2018). Простой подход к моделированию городского и сельского централизованного теплоснабжения. Перед. Энерг. Рез. 6, 103. doi:10.3389/fenrg. 2018.00103

CrossRef Full Text | Google Scholar

Тематические исследования низкотемпературных систем централизованного теплоснабжения (2020 г.). Инициатива Цельсия. Доступно по адресу: https://celsiuscity.eu/case-studies-low-temperature-district-heating-systems/ (по состоянию на 9 августа)., 2021).

Google Scholar

Danielewicz, J., Śniechowska, B., Sayegh, M.A., Fidorow, N., and Jouhara, H. (2016). Трехмерная численная модель тепловых потерь из предизолированных труб сети централизованного теплоснабжения, заглубленных в землю. Энергия 108, 172–184. doi:10.1016/j.energy.2015.07.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гатт Д., Каруана К. и Юсиф К. (2020). Энергетическая реконструкция здания и разумная интеграция возобновляемых источников энергии в социальном жилом квартале для достижения статуса почти нулевого энергопотребления. Фронт. Энерг. Рез. 8, 243. doi:10.3389/fenrg.2020.560892

CrossRef Full Text | Google Scholar

Кайнакли, О. (2008). Исследование потребности жилых домов в энергии отопления и оптимальной толщины изоляции. Продлить. Энерг. 33, 1164–1172. doi:10.1016/j.renene.2007.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кечебаш, А., Али Алкан, М., и Байхан, М. (2011). Термоэкономический анализ изоляции труб для систем централизованного теплоснабжения. заявл. Терм. англ. 31, 3929–3937. doi:10.1016/j.applthermaleng.2011.07.042

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хосрави, М., и Арабкохсар, А. (2019). Анализ теплогидравлических характеристик сдвоенных труб для различных будущих схем централизованного теплоснабжения. Energies 12, 1299. doi:10.3390/en12071299

CrossRef Full Text | Google Scholar

Kim, H., and 김희태, (2017). Оптимальная гибридная система возобновляемых источников энергии в Южной Корее: Экономическая и техническая технико -экономическая технико -экономическая эффективность микросетей = 한국 최적 화 신재생 에너지 하이브리드 시스템 연구 연구: 마이크로그리드 의 경제/기술 적 분석 을 중심 으로. Доступно по ссылке: https://koasas.kaist.ac.kr/handle/10203/241729(По состоянию на 5 октября 2021 г.).

Google Scholar

Ким С. Э., Пак Дж. К. и Рю Х.-К. (2020). Моделирование изменения температуры поверхности по толщине изоляции трубы горячего водоснабжения в здании. КЯКР 32, 21–26. doi:10.6110/KJACR.2020.32.1.021

CrossRef Full Text | Google Scholar

Kim, SE, Song, YW, and Park, JC (2021). Сравнение температуры поверхности изоляции и потерь энергии в зависимости от расположения трубы горячего водоснабжения. КЯКР 33, 25–30. doi:10.6110/KJACR.2021.33.1.025

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лунд Х., Дуик Н., Остергаард П. А. и Матисен Б. В. (2018). Будущие системы и технологии централизованного теплоснабжения: о роли интеллектуальных энергетических систем и централизованного теплоснабжения 4-го поколения. Энергия 165, 614–619. doi:10.1016/j.energy.2018.09.115

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лунд Х. , Вернер С., Уилтшир Р., Свендсен С., Торсен Дж. Э., Хвелплунд Ф. и др. (2014). Централизованное теплоснабжение 4-го поколения (4GDH). Энергетика 68, 1–11. doi:10.1016/j.energy.2014.02.089

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лунд Р. и Мохаммади С. (2016). Выбор стандарта изоляции для трубопроводных сетей в системах централизованного теплоснабжения 4-го поколения. Заяв. Терм. англ. 98, 256–264. doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.12.015

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Матисен Б.В., Коннолли Д., Лунд Х., Нильсен М.П., ​​Шальц Э., Венцель Х. и др. (2014). CEESA 100% Сценарии транспорта возобновляемой энергии до 2050 года. Технический справочный отчет, часть 2. Департамент развития и планирования. Ольборгский университет. Доступно по адресу: https://vbn.aau.dk/en/publications/ceesa-100-renewable-energy-transport-scenarios-towards-2050-techn (по состоянию на 9 августа)., 2021).

Google Scholar

Мохаммад Н., Мохамад Исхак В. В., Мустапа С. И. и Айоделе Б. В. (2021). Природный газ как ключевой альтернативный источник энергии при переходе к устойчивым возобновляемым источникам энергии: мини-обзор. Перед. Энерг. Рез. 9, 237. doi:10.3389/fenrg.2021.625023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мохтара К., Негроу Б., Сетту Н., Сетту Б. и Сэми М. М. (2021). Оптимизация проектирования автономных гибридных систем возобновляемой энергии с учетом влияния энергоэффективности зданий и изменения климата: пример Алжира. Energy 219, 119605. doi:10.1016/j.energy.2020.119605

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шарафи М., ЭльМеккави Т. Ю. и Бибо Э. Л. (2015). Оптимальный дизайн гибридных систем возобновляемой энергии в зданиях с низким и высоким коэффициентом возобновляемой энергии. Продлить. Энерг. 83, 1026–1042. doi:10.1016/j.renene.2015.05.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Южная Корея поддерживает инициативу централизованного энергоснабжения в городах (2019 г. ). Солнечный термальный мир. Доступно по адресу: https://www.solarthermalworld.org/news/south-korea-supports-district-energy-cities-initiative (по состоянию на 5 октября 2021 г.).

Google Scholar

Вернер, С. (2013). «Центральное отопление и охлаждение», в справочном модуле по системам Земли и наукам об окружающей среде (Elsevier), 841–848. doi:10.1016/B978-0-12-409548-9.01094-0

CrossRef Full Text | Google Scholar

Жуковский, М. (2020). Определение теплопотерь из трубопровода в системе СДГВС при непрерывном изменении температуры подачи. Energies 14, 90. doi:10.3390/en14010090

CrossRef Full Text | Академия Google

Теплица и цветоводство: Изоляция труб: мера энергосбережения

При проведении энергетического аудита теплиц я часто наблюдал неизолированные трубопроводы системы горячего водоснабжения в местах, где тепло не требуется или где можно было бы обеспечить лучший контроль, если бы они были изолированы. .

Удивительно, сколько тепла выделяет неизолированная труба. Один фермер с двумя большими котлами, которые обогревают плиту, подключенную к желобу, сказал мне, что перед тем, как изолировать подающие и обратные трубы в своей котельной, ему часто приходилось оставлять окна и двери открытыми, чтобы там мог работать обслуживающий персонал. После того, как трубы были изолированы, они должны были добавить дополнительное тепло, чтобы сделать их комфортными.

Потери тепла из труб зависят от нескольких факторов, в том числе от диаметра и длины трубы, температуры воды внутри трубы, температуры воздуха вокруг трубы и времени, в течение которого по трубе проходит горячая вода. Добавление изоляции замедляет эти потери и снижает расходы на топливо.

Оценка экономии
В таблице 1 приведена приблизительная годовая экономия от изоляции погонного фута трубы разного диаметра 1-дюймовым стекловолокном или пеной. Предполагается 2000 часов ежегодного использования, что типично для системы отопления в северном климате.

Чтобы использовать таблицу, выберите диаметр трубы и умножьте длину трубы на экономию из таблицы. Например, производитель может сэкономить 372 доллара в год, изолируя 100 футов трубы системы отопления диаметром 2 дюйма, по которой течет вода с температурой 180 ° F, если котел работает на природном газе стоимостью 1,05 доллара за тепло. Экономия = 100 футов x 3,72 доллара за погонный фут = 372 доллара.

Таблица 1. Приблизительная годовая экономия топлива с изоляцией труб (на погонный фут)*

* Предполагается, что стальная труба, температура воды 180°F, температура воздуха в помещении 70°F, 2000 часов в год, пенопластовая изоляция 1 дюйм, КПД системы отопления 70%

Выбор изоляционного материала
Изоляционные материалы для труб выбираются в зависимости от расположения труб, максимальной температуры воды и изоляционных свойств материала. Большинство материалов доступны с формованными деталями, подходящими для отводов и тройников.

Все материалы для изоляции труб являются гибкими или полужесткими, за исключением тех, которые заключены в защитную оболочку. Это облегчает их установку в труднодоступных местах. В зависимости от материала длина отдельных частей может составлять от 2 до 6 футов. Их можно отрезать канцелярским ножом до нужной длины. Все материалы могут быть либо разрезаны, чтобы соответствовать существующей трубе, либо состоять из двух частей.

Из-за низкой рабочей температуры полиэтиленовые материалы подходят для использования в бытовых системах горячего водоснабжения, но не должны использоваться там, где температура котловой воды превышает 200°F. Все остальные материалы могут выдерживать более высокие температуры.

В таблице 2 приведены коэффициенты изоляции для различных материалов. Чем ниже значение «k», тем лучше значение изоляции и тем больше экономия. За исключением труб для горячей воды для бытовых нужд, которые могут содержать воду с температурой 140°F, все трубы должны иметь изоляцию толщиной не менее 1 дюйма.

Время установки зависит от материала и доступа к нему. Среднее время варьируется от 250 футов в день для меньших размеров до 80 футов в день для больших размеров. В некоторых теплицах могут потребоваться леса или подъемник. Если подрядчик по отоплению устанавливает изоляцию, вы можете рассчитывать на оплату труда в размере от 2,50 долларов США за погонный фут для небольших размеров до примерно 4 долларов США для больших размеров. Если делать это собственными силами в периоды простоя, это может стоить значительно меньше.

Окупаемость большинства закладок труб составит менее 2 лет. Деньги USDA или государственного гранта могут быть доступны, чтобы компенсировать часть затрат. См.: www.dsireusa.org для получения информации о программах грантов.

Таблица 2 Выбор изоляции труб

*k — проводимость в БТЕ-дюйм/ч-кв. фут — F при 75F

Джон В. Барток-младший, почетный профессор и инженер по сельскому хозяйству
Департамент природных ресурсов и окружающей среды Коннектикутского университета, Сторрс, Коннектикут, 2015 г. до доисторических времен, когда люди собирали природные материалы для утепления своих жилищ и одежды. Только во время промышленной революции начала 20 века искусственные теплоизоляционные материалы, такие как изоляция труб, были разработаны благодаря их высокой прочности, огнестойкости и водонепроницаемости.

Термин «изоляция» означает предотвращение прохождения тепла, электричества или звука путем окружения проблемной области непроводящим материалом. Теплоизоляция препятствует передаче тепла, поскольку она не является хорошим проводником (непроводящим).

Существует много других технических аспектов, касающихся эксплуатационных характеристик теплоизоляции, однако в этом посте основное внимание будет уделено назначению, причинам изоляции труб и выбору изоляционного материала.

Цель изоляции труб:

• Экономия энергии
• Повышение производительности процесса
• Устройство контроля конденсации
• Защита от замерзания
• Защита персонала
• Подавление шума
• Уменьшить выбросы
• Максимизируйте рентабельность инвестиций (ROI) 

Теплоизоляция подразделяется на типы: ячеистая, волокнистая, зернистая и отражающая. Материалы для изоляции труб могут состоять из силиката кальция, пеностекла, эластомерного поролона, стекловолокна, минеральной ваты, перлита, полиизоцианурата, полистирола и др.

Каждый тип изоляции трубы сохраняет различные физические характеристики и рабочие свойства, такие как структура (закрытая или открытая ячейка), жесткая или гибкая, теплопроводность (значение k), температурный рабочий диапазон (верхний и нижний температурные пороги), паропроницаемость ( WVP) и показатели пожарной безопасности (25/50), и это лишь некоторые из них.

Производство механической изоляции также должно соответствовать ключевым отраслевым стандартам, принятым местными юрисдикциями в качестве строительных норм и правил:

• Американское общество испытаний и материалов (ASTM International)
• Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE)
• Международный кодекс энергосбережения® (IECC®)
• Лаборатории андеррайтеров (UL)

Соответствие стандартам и кодам обычно указывается в технических описаниях на веб-сайте производителя изоляции труб.

Поскольку нет двух одинаковых типов изоляции тепловых труб, важно понимать их рабочие характеристики (сильные и слабые стороны) при выборе или спецификации, чтобы максимизировать долгосрочные характеристики и, в конечном итоге, рентабельность инвестиций для владельца здания.

Двумя наиболее распространенными причинами изоляции труб являются повышение эффективности использования энергии и контроль образования конденсата.

Если основным фактором успеха является экономия энергии (минимизация притока или потери тепла), выбор теплоизоляционных материалов для труб (чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше, т. е. 0,25 против 0,29), рассчитан на рабочую температуру трубы диапазон и установленные с правильной толщиной изоляции должны быть приняты во внимание. Более низкое значение k также приводит к уменьшению толщины изоляции.

Контроль конденсации применяется всякий раз, когда рабочая (эксплуатационная) температура трубы падает ниже температуры окружающей среды в любой момент времени в течение года. Это также известно как система «ниже окружающей среды». Естественно, на поверхности изоляции трубы будет образовываться конденсат, если толщина изоляции не соответствует требуемой.

Конденсат, если его не контролировать, будет медленно разрушать изоляцию трубы, вызывать поверхностные повреждения под трубой, потенциально проникать под изоляцию в металлическую трубу (медную или стальную) и вызывать коррозию под изоляцией (CUI). CUI можно предотвратить и дорого обходится!

Правильный расчет толщины изоляции для вашего применения является ключом к предотвращению проблем с производительностью, сбоев системы и долгосрочной производительности. Такие факторы, как тип трубы (медь, сталь, нержавеющая сталь, ПВХ), размер трубы, рабочая температура жидкости/газа, температура окружающей среды, относительная влажность, скорость ветра (внешнее применение) и тип кожуха, могут быть подключены к двум различным отраслевым калькуляторам для обеспечить успешные результаты (см. ссылки на источники в конце этого поста).

Например, ASHRAE рекомендует изоляцию труб с закрытыми порами для систем трубопроводов хладагента из-за ее структуры с закрытыми порами и присущей ей способности эффективно управлять конденсацией. Изоляция труб с закрытыми порами может быть жесткой или гибкой, различаться по тепловому значению k, различаться по паропроницаемости и требовать (или не требовать) защитной оболочки.

При выборе наилучшей изоляции труб для вашего проекта изоляция из эластомерной пены с закрытыми порами может решить все задачи изоляции труб при правильном выборе и установке.

• Экономит энергию: термически эффективен: низкое значение k (0,245 при 75°F)
• Управление технологическим процессом: стабильное и надежное
• Защита от конденсата: конструкция с закрытыми порами и встроенным замедлителем пара
• Защита от замерзания: низкое тепловое значение k, с обогревателем или без него
• Защита персонала: может быть установлена ​​толщиной для снижения температуры наружной поверхности
• Шумоподавление: ослабляет звук на более низких частотах (например, шум прорыва)
• Сокращение выбросов: экономит энергию и снижает расход ископаемого топлива
• Максимальная окупаемость инвестиций: как и многие другие виды изоляции труб, механическая изоляция обеспечивает более быструю окупаемость инвестиций, чем большинство строительных материалов

Aeroflex Марка эластомерной изоляции для труб с закрытыми порами Aerocel®, производимая в США, отличается от широко известных продуктов, изготовленных из NBR (нитрил-бутадиенового каучука)/ПВХ, тем, что Aerocel изготавливается из каучука EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер). EPDM известен и часто предпочтительнее каучука NBR/PVC по следующим причинам:

• Неполярный: гидрофобный, не индуцирует влагу и не реагирует с ней
• Химическая структура: стабильная и долговечная
• Более высокий порог постоянной температуры 257°F [125°C]
• Повышенная устойчивость к ультрафиолетовому излучению
• Стойкий к микроорганизмам
• Некоррозионный поверх нержавеющей стали
• Сверхнизкое содержание ПВХ: < 1%

На самом деле, в вашем автомобиле вы найдете резиновые детали из EPDM. Такие компоненты, как шланги под капотом, уплотнители на окнах и дверях, щетки стеклоочистителей и многое другое выбираются производителями из-за устойчивости EPDM к воздействию тепла, влаги и ультрафиолетового излучения.

Чтобы узнать больше о решениях Aeroflex USA в области систем изоляции труб, посетите сайт https://aeroflexusa.