تتيح التقنيات التقدمية زيادة متانة شبكات التدفئة وزيادة موثوقيتها وفي نفس الوقت زيادة كفاءة نقل الحرارة.

فيما يلي وصف موجز لهذه التقنيات.

1) وضع الأنابيب الحرارية بدون قنوات من نوع "الأنبوب في الأنبوب" مع عزل رغوة البولي يوريثان في غلاف بولي إيثيلين ونظام للتحكم في الرطوبة.

تتيح خطوط الأنابيب الحرارية هذه القضاء بنسبة 80 ٪ على احتمال تلف خطوط الأنابيب من التآكل الخارجي ، وتقليل فقد الحرارة من خلال العزل بمقدار 2-3 مرات ، وتقليل تكاليف التشغيل للحفاظ على أنابيب التدفئة ، وتقليل وقت البناء بمقدار 2-3 مرات ، وتقليل تكاليف رأس المال بمقدار 1.2 مرة مع وضع أنابيب التدفئة مقارنةً بتمديد القنوات. تم تصميم عازل رغوة البولي يوريثان للتعرض طويل المدى لدرجات حرارة المبرد حتى 130 درجة مئوية والتعرض الذروة قصير المدى لدرجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية. الشرط الضروري للتشغيل الموثوق به والخالي من المتاعب لخطوط أنابيب شبكات الحرارة هو وجود نظام تحكم عن بعد تشغيلي (ODC) للعزل. يتيح لك هذا النظام التحكم في جودة تركيب ولحام خطوط الأنابيب الفولاذية ، وعزل المصنع ، وعزل الوصلات التناكبية. يشتمل النظام على: موصلات نحاسية للإشارة مدمجة في جميع عناصر نظام التدفئة ؛ المحطات على طول الطريق وفي أماكن التحكم (CTP ، غرفة المرجل) ؛ أجهزة التحكم: محمولة للدوري وثابتة للتحكم المستمر. يعتمد النظام على قياس موصلية طبقة العزل الحراري ، والتي تتغير مع تغيرات الرطوبة. يتم التحكم في حالة UEC أثناء تشغيل خط الأنابيب باستخدام كاشف. يسمح لك كاشف واحد بالتحكم في أنبوبين يصل طول كل منهما إلى 5 كيلومترات في وقت واحد. يتم تحديد الموقع الدقيق للمنطقة المتضررة باستخدام محدد مواقع محمول. يسمح لك محدد موقع واحد بتحديد موقع الضرر على مسافة تصل إلى 2 كم من نقطة اتصاله. من المتوقع أن تبلغ مدة خدمة الشبكات الحرارية مع عزل رغوة البولي يوريثان 30 عامًا.

• 2) توفر معوضات الخوار ، على عكس صناديق التعبئة ، إحكامًا تامًا للأجهزة التعويضية ، وتقلل من تكاليف التشغيل. يتم إنتاج وصلات تمدد منفاخ موثوقة بواسطة شركة Metalcomp JSC لجميع أقطار خطوط الأنابيب مع وضع القنوات والقنوات والأرض وفوق الأرض. أدى استخدام أكثر من 2000 وصلة توسعة منفاخ في JSC Mosenergo المثبتة على خطوط الأنابيب الرئيسية بقطر 300 إلى 1400 مم إلى تقليل تسرب المياه المحدد من 3.52 لتر / م 3 ساعة في 1994 إلى 2.43 لتر / م 3 ساعات في 1999
• 3) يمكن للصمامات الكروية عالية الكثافة ، والصمامات الكروية بمحرك هيدروليكي ، والتي تُستخدم كصمامات "قطع" ، تحسين أداء الصمامات وتغيير المخططات الحالية بشكل أساسي لحماية أنظمة التسخين من زيادة الضغط.
• 4) إن إدخال مخططات جديدة لتنظيم أداء محطات الضخ باستخدام محركات متغيرة التردد ، واستخدام مخططات الحماية ضد زيادة الضغط في خط العودة عند توقف محطة الضخ يمكن أن يحسن بشكل كبير موثوقية تشغيل المعدات ويقلل من استهلاك الطاقة أثناء تشغيل هذه المحطات.
• 5) تهدف تهوية القنوات والغرف إلى تقليل الفاقد الحراري من خلال عزل خطوط الأنابيب الحرارية والتي تعد من أهم المهام في تشغيل الشبكات الحرارية. أحد أسباب فقدان الحرارة المتزايد من خلال عزل أنبوب الحرارة في وضع الأرض هو ترطيبه. لتقليل الرطوبة وتقليل فقد الحرارة ، من الضروري تهوية القنوات والغرف ، مما يسمح بالحفاظ على حالة الرطوبة للعزل الحراري عند مستوى يضمن الحد الأدنى من فقد الحرارة.
• 6) حوالي ثلث الأضرار التي لحقت بشبكات التدفئة ناتجة عن عمليات التآكل الداخلي. حتى الامتثال للقيمة المعيارية لتسربات شبكات الحرارة ، التي تساوي 0.25٪ من حجم جميع خطوط الأنابيب ، أي 30000 طن / ساعة ، يؤدي إلى الحاجة إلى رقابة صارمة على جودة مياه المكياج.

المعلمة الرئيسية التي يمكن أن تتأثر هي قيمة الرقم الهيدروجيني.

تعد زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الشبكة طريقة موثوقة لمكافحة التآكل الداخلي ، بشرط الحفاظ على محتوى الأكسجين الطبيعي في الماء. يتم تحديد درجة الحماية العالية لخطوط الأنابيب عند الرقم الهيدروجيني 9.25 من خلال التغيير في خصائص أغشية أكسيد الحديد.

يعتمد مستوى زيادة الأس الهيدروجيني ، الذي يوفر حماية موثوقة لخطوط الأنابيب من التآكل الداخلي ، بشكل كبير على محتوى الكبريتات والكلوريدات في مياه الشبكة.

كلما زاد تركيز الكبريتات والكلوريدات في الماء ، يجب أن تكون قيمة الأس الهيدروجيني أعلى.

تعتبر الطلاءات المضادة للتآكل إحدى الطرق القليلة لإطالة العمر التشغيلي للشبكات الحرارية الموضوعة بالطريقة القياسية ، باستثناء خطوط الأنابيب في عزل رغوة البولي يوريثان.

يتم استخدام العزل الحراري لخطوط الأنابيب ومعدات شبكات التدفئة لجميع أنواع التمديدات ، بغض النظر عن درجة حرارة المبرد. مواد العزل الحراري على اتصال مباشر بالبيئة الخارجية التي تتميز بالتقلبات المستمرة في درجات الحرارة والرطوبة والضغط. في ضوء ذلك ، يجب أن تفي مواد وهياكل العزل الحراري بعدد من المتطلبات. تتطلب اعتبارات الاقتصاد والمتانة أن يتم اختيار المواد العازلة للحرارة والبناء مع مراعاة طرق التمديد وظروف التشغيل التي يحددها الحمل الخارجي على العزل الحراري ، ومستوى المياه الجوفية ، ودرجة حرارة الناقل الحراري ، والوضع الهيدروليكي لتشغيل شبكة التدفئة.

يجب ألا يكون للأنواع الجديدة من الطلاءات العازلة للحرارة موصلية حرارية منخفضة فحسب ، بل أيضًا نفاذية منخفضة للهواء والماء ، فضلاً عن الموصلية الكهربائية المنخفضة ، مما يقلل من التآكل الكهروكيميائي لمواد الأنابيب.

النوع الأكثر اقتصادا لوضع خطوط الأنابيب الحرارية لشبكات التدفئة هو التمديد فوق سطح الأرض. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار المتطلبات المعمارية والتخطيطية ، والمتطلبات البيئية في المستوطنات ، فإن النوع الرئيسي من التمديد هو التمديد تحت الأرض من خلال قنوات شبه من خلال وقنوات غير سالكة. تُستخدم خطوط الأنابيب الحرارية الخالية من القنوات ، كونها أكثر اقتصادا بالمقارنة مع وضع القنوات من حيث التكاليف الرأسمالية لبناءها ، في الحالات التي لا تكون فيها أقل شأنا من خطوط الأنابيب الحرارية في قنوات غير سالكة من حيث الكفاءة الحرارية والمتانة.

يتم توفير العزل الحراري للمقاطع الخطية من خطوط الأنابيب لشبكات التدفئة والتجهيزات ووصلات الفلنجات والمعوضات ودعامات الأنابيب للتركيب فوق الأرض والقنوات الأرضية والقنوات.

يزداد فقد الحرارة من سطح خطوط الأنابيب عندما يتم ترطيب العزل الحراري. تأتي الرطوبة على سطح خطوط الأنابيب عندما تغمرها المياه الجوفية والسطحية. المصادر الأخرى لترطيب العزل الحراري هي الرطوبة الطبيعية الموجودة في التربة. إذا تم وضع خطوط الأنابيب في القنوات ، فعندئذٍ على سطح سقوف القنوات ، يكون تكثيف الرطوبة من الهواء ممكنًا ويمكن أن يدخل في شكل قطرات على سطح خطوط الأنابيب. لتقليل تأثير القطرات على العزل الحراري ، من الضروري تهوية قنوات شبكات التدفئة. علاوة على ذلك ، يساهم ترطيب العزل الحراري في تدمير الأنابيب بسبب تآكل سطحها الخارجي ، مما يؤدي إلى تقليل العمر التشغيلي لخطوط الأنابيب. لذلك ، يتم تطبيق الطلاءات المضادة للتآكل على السطح المعدني للأنبوب.

وبالتالي ، فإن التدابير الرئيسية لتوفير الطاقة التي تقلل من فقدان الحرارة من سطح خطوط الأنابيب هي:

• § عزل المناطق غير المعزولة واستعادة سلامة العزل الحراري الموجود ؛
• § استعادة سلامة العزل المائي الحالي ؛
• § تطبيق الطلاءات التي تتكون من مواد جديدة عازلة للحرارة ، أو استخدام خطوط الأنابيب بأنواع جديدة من الطلاءات العازلة للحرارة ؛
• § عزل الفلنجات والصمامات.

يعد عزل المقاطع غير المعزولة تدبيرًا أوليًا لتوفير الطاقة ، نظرًا لأن فقد الحرارة من سطح خطوط الأنابيب غير المعزولة كبير جدًا مقارنة بالخسائر من سطح خطوط الأنابيب المعزولة ، كما أن تكلفة تطبيق العزل الحراري منخفضة نسبيًا.

لنقارن فقد الحرارة بواسطة خطوط الأنابيب الحرارية غير المعزولة بشبكة حرارية بأنابيب معزولة مسبقًا باستخدام نظام الإمداد الحراري لمدينة شاتورة كمثال.

- رابعا. تحسين كفاءة أنظمة التزويد بالطاقة
------ 4.4. شبكة تدفئة

4.4.3. طرق تقليل الفاقد في شبكات الحرارة

الطرق الرئيسية هي:

• التشخيص الدوري ورصد حالة شبكات التدفئة ؛
• تصريف القنوات
• استبدال الأجزاء المتداعية والأكثر تضررًا من شبكات التدفئة (بشكل أساسي تلك المعرضة للفيضانات) بناءً على نتائج التشخيص الهندسي ، باستخدام الهياكل العازلة للحرارة الحديثة ؛
• تنظيف الصرف
• ترميم (تطبيق) الطلاء المقاوم للتآكل والحرارة والعزل المائي في الأماكن التي يمكن الوصول إليها ؛
• زيادة الرقم الهيدروجيني لمياه الشبكة ؛
• ضمان معالجة مياه عالية الجودة لمياه المكياج ؛
• تنظيم الحماية الكهروكيميائية لخطوط الأنابيب ؛
• ترميم العزل المائي لمفاصل ألواح الأرضيات ؛
• تهوية القنوات والغرف.
• تركيب وصلات التمدد منفاخ.
• استخدام مواسير فولاذية محسنة وخطوط أنابيب غير معدنية ؛
• تنظيم تحديد الخسائر الفعلية للطاقة الحرارية في شبكات الحرارة الرئيسية في الوقت الفعلي وفقًا للبيانات المأخوذة من عدادات الطاقة الحرارية في محطة توليد الطاقة الحرارية وعند المستهلكين من أجل اتخاذ قرارات فورية للقضاء على أسباب الخسائر المتزايدة ؛
• تعزيز الإشراف أثناء أعمال الإنعاش في حالات الطوارئ من خلال عمليات التفتيش الإدارية والفنية ؛
• نقل المستهلكين من الإمداد الحراري من نقاط الحرارة المركزية إلى نقاط الحرارة الفردية.

يجب وضع حوافز ومعايير للموظفين. مهمة خدمة الطوارئ اليوم: تعال ، احفر ، رقعة ، نام ، ارحل. إدخال معيار واحد فقط لتقييم النشاط - عدم وجود فتحات متكررة ، يغير الوضع بشكل جذري على الفور (تحدث الفواصل في أماكن أخطر مجموعة من عوامل التآكل ويجب فرض متطلبات متزايدة على الأقسام المحلية المستبدلة من نظام التدفئة في شروط الحماية من التآكل). ستظهر معدات التشخيص على الفور ، وسيكون هناك تفاهم على أنه في حالة غمر مفتاح التسخين هذا بالمياه ، يجب تصريفه ، وإذا كان الأنبوب فاسدًا ، فستكون خدمة الطوارئ هي أول من يثبت أن قسم الشبكة يحتاج إلى التغيير.

من الممكن إنشاء نظام يتم فيه اعتبار شبكة التدفئة ، التي حدث فيها تمزق ، كما لو كانت "مريضة" وسيتم إدخالها للعلاج في خدمة الإصلاح ، كما هو الحال في المستشفى. بعد "المعالجة" ، ستعود إلى الخدمة التشغيلية مع مورد مستعاد.

الحوافز الاقتصادية هي أيضا مهمة جدا لموظفي التشغيل. توفير 10-20٪ من الحد من فقدان التسرب (وفقًا لمعيار عسر مياه الشبكة) مدفوعة للأفراد الذين يعملون بشكل أفضل من أي استثمار خارجي. في الوقت نفسه ، نظرًا لانخفاض عدد الأقسام التي غمرتها المياه ، يتم تقليل الخسائر من خلال العزل وزيادة عمر خدمة الشبكات.

كان أول شيء تم القيام به في مؤسسات الإمداد الحراري لبلدان CMEA السابقة ودول البلطيق بعد الانتقال إلى علاقات السوق هو استنزاف قنوات شبكات التدفئة. من بين جميع التدابير التقنية الممكنة لخفض التكاليف ، ثبت أن هذا هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة.

من الضروري تحسين جودة استبدال شبكات الحرارة بشكل جذري من خلال:

• مسح أولي للقسم الذي تم نقله من أجل تحديد أسباب عدم الحفاظ على عمر الخدمة القياسي وإعداد مهمة فنية عالية الجودة للتصميم ؛
• التطوير الإلزامي لمشاريع الإصلاح الكبرى مع تبرير عمر الخدمة المتوقع ؛
• التحقق المستقل من جودة وضع شبكات التدفئة ؛
• إدخال المسؤولية الشخصية للمسؤولين عن جودة الحشية.

تم حل المشكلة الفنية المتمثلة في ضمان عمر الخدمة القياسي للشبكات الحرارية في الخمسينيات من القرن الماضي. بسبب استخدام الأنابيب ذات الجدران السميكة والجودة العالية لأعمال البناء ، وخاصة الحماية من التآكل. الآن مجموعة الوسائل التقنية أوسع بكثير.

في السابق ، كانت السياسة الفنية تحدد بأولوية تقليل الاستثمارات الرأسمالية. مع انخفاض التكاليف ، كان مطلوبًا ضمان أقصى زيادة في الإنتاج ، بحيث تعوض هذه الزيادة تكاليف الإصلاحات في المستقبل. في وضع اليوم ، هذا النهج غير مقبول. في ظل الظروف الاقتصادية العادية ، لا يستطيع المالك تحمل تكلفة مد شبكات بعمر خدمة يتراوح بين 10 و 12 عامًا ؛ وهذا أمر مدمر بالنسبة له. هذا أمر غير مقبول عندما يصبح سكان المدينة هم الدافع الرئيسي. في كل بلدية ، يجب ممارسة رقابة صارمة على جودة مد شبكات التدفئة.

يجب إعادة ترتيب أولويات الإنفاق ، والتي يتم إنفاق معظمها اليوم على استبدال أقسام شبكات التدفئة التي كانت بها فواصل في الأنابيب أثناء التشغيل أو اختبار الضغط الصيفي ، لمنع تكون الفواصل من خلال مراقبة معدل تآكل الأنابيب واتخاذ الإجراءات للحد منه .

يرجى ترك تعليقاتك واقتراحاتك على الاستراتيجية. لقراءة المستند ، حدد القسم الذي تهتم به.

تقنيات وطرق توفير الطاقة

تعتمد كمية الوقود التي يستهلكها نظام الطاقة إلى حد كبير على فقدان الحرارة والكهرباء. كلما زادت هذه الخسائر ، كلما زادت الحاجة إلى وقود ، مع تساوي جميع الأشياء الأخرى. تقليل الفاقد في الكهرباء بنسبة 1٪ سيوفر 2.5-4٪ من موارد الوقود. تتمثل إحدى طرق المساعدة في تقليل فقد الحرارة والكهرباء في إدخال APCS و ASKUE.

السبب الرئيسي لفقدان الطاقة الحرارية هو معامل الأداء المنخفض (COP) لمحطات الطاقة الحرارية. في الوقت الحالي ، يبلغ معدل استهلاك محطات الطاقة في محطات الطاقة البيلاروسية حوالي 60٪ ، كما أن وتيرة تجديد الأصول الثابتة في قطاع الطاقة متخلفة عن وتيرة تقادم القدرات التي تم تكليفها مسبقًا. لهذا السبب ، عمل جزء كبير من المعدات الرئيسية بالفعل على عمر الخدمة المتوقع. تتوافق معدات محطات الطاقة الحرارية الكبيرة ومحطات الطاقة في المقاطعات الحكومية في بيلاروسيا اليوم مع متوسط ​​المستوى الأجنبي في الثمانينيات. لا تزيد الكفاءة في محطات توليد الطاقة المكثفة الخاصة بنا عن 40٪ عند التحميل الكامل لوحدات الطاقة ، كما أنها أقل عند التحميل الجزئي. في محطات توليد الطاقة من النوع CHP خلال موسم التدفئة وعند التحميل الكامل لوحدات الطاقة ، تبلغ الكفاءة حوالي 80٪ خلال موسم عدم التسخين وعند التحميل الجزئي لوحدات الطاقة - حوالي 50٪. يتم فقد جزء كبير من الحرارة في الغلايات. تبلغ الكفاءة في الغلايات القديمة حوالي 75٪. عند استبدالها بوحدات غلاية جديدة أكثر تقدمًا ، تزداد كفاءة جزء الغلاية إلى 80-85٪. ومع ذلك ، فإن هذا لا يحل بشكل أساسي مشكلة تقليل فقد الطاقة الحرارية.

يتم أيضًا تحويل الغلايات إلى وحدات طاقة مجمعة صغيرة. في هذه الأعمال ، يتم استخدام التوربينات الغازية ومحركات الغاز المكبس وغلايات الحرارة المفقودة. يمكن أن يؤدي استخدام محرك كهربائي التردد إلى زيادة كبيرة في كفاءة محطات الطاقة الحرارية ومنازل الغلايات.

لتقليل فقد الحرارة في شبكات التدفئة ، بدأ استخدام الأنابيب المعزولة مسبقًا (أنابيب PI). بفضل استخدامها ، يتم تقليل فقد الحرارة بحوالي 10 مرات مقارنة باستخدام أنابيب الصلب التقليدية مع عزل حراري يبلغ 120 واط / م.

تتمثل إحدى طرق تقليل فقد الطاقة الحرارية أيضًا في الانتقال من نظام إمداد حراري مركزي إلى نظام لامركزي ، حيث لا يوجد استهلاك للحرارة من جهاز CHP أو من منزل مرجل مركزي عبر شبكات التدفئة.

"يترك" الكثير من الحرارة من خلال الجدران والأرضيات والأسقف والنوافذ والأبواب للمباني والهياكل القديمة. في المباني القديمة المبنية من الطوب ، تبلغ الخسائر حوالي 30٪ ، وفي المباني المصنوعة من ألواح خرسانية ذات مشعات مدمجة ، تصل إلى 40٪. يزداد فقد الحرارة في المباني أيضًا بسبب التوزيع غير المتكافئ للحرارة في المباني ، لذلك يُنصح بمعادلة فرق درجة الحرارة (الأرضية - السقف) باستخدام مراوح السقف. نتيجة لذلك ، يمكن تقليل فقد الحرارة بنسبة تصل إلى 30٪. لتقليل تسرب الحرارة من المبنى ، من المستحسن عمل ستارة هوائية.

يساعد تنظيم الحرارة أيضًا على تقليل فقد الطاقة الحرارية في المباني ، مع مراعاة اتجاه المنزل في أجزاء من العالم ، وهو ما لم نقم به بعد.

بمرور الوقت ، من المتوقع أن تدخل في قطاع الطاقة منشآت اقتصادية للغاية لتوربينات الديزل والغاز ذات طاقة متوسطة ومنخفضة ، ومولدات حرارية عالية الكثافة للكهرباء والتدفئة للمنازل الفردية والشركات الصغيرة. ومن المخطط أيضًا استخدام خلايا الوقود والمضخات الحرارية لتوليد الحرارة والبرودة والكهرباء.

فقدان الحرارة في المباني

بشكل مصطنع ، تنشأ ظروف جيدة لنقل الحرارة من أجهزة التدفئة إلى الهياكل المحيطة بالمبنى عند استخدام الطريقة الشائعة لربط بطاريات التدفئة بالحائط. نحن نتحدث عن قيادة الخطافات المعلقة أو استخدام براغي التثبيت المدمجة. إن وجود مثل هذا المعدن في الحائط يخلق طرقًا أسهل لانتقال الحرارة. حتى الموقع القريب من الناهضين لنظام التدفئة الداخلي للشقق على الحائط يساهم أيضًا في تحسين نقل الحرارة إلى الخارج (الشكل 4). اتضح أنه من المهم إجراء تقييم صارم للفجوة بين الناهض والجدار والتوصية بقيمته للبناة. أو ربما يكون من الممكن ربط الناهضين بالجدار الداخلي لجدار الشقة ، وليس الجدار الخارجي. على الرغم من أن مخططات قياس الحرارة لكل شقة على حدة تستبعد الناهضين في الشقق ، إلا أن ما يسمى بالممرات تظهر ، والتي يجب تجنب الموقف المذكور بها.

مخططات الأسلاك السفلية أو العلوية لمياه شبكة التدفئة داخل مبنى سكني معروفة جيدًا للبناة والمشغلين. يحدث هذا عندما تبرد مياه الشبكة في مبنى متعدد الطوابق من الأسفل إلى الأعلى (الشكل 5 ، أ) ومن الأعلى إلى الأسفل (الشكل 5 ، ب). مع الاضطراب الفعلي للشبكة الداخلية والفشل المتكرر في الحفاظ على درجة حرارة شبكة الإمداد بالمياه (tn) وفقًا لـيمكن أن يكون النمط "أ" ساخنًا في الطوابق السفلية وباردًا في الطوابق العليا. وفقًا للمخطط "ب" ، يكون كل شيء بالعكس عند نفس درجة حرارة مياه شبكة العودة (إلى).

مخطط مختلط معروف أيضًا. من المهم عدم استخدام هذا الأخير بشكل عام ، كما هو الحال اليوم ، ولكن بشكل هادف للحفاظ على درجات حرارة مريحة تستهدف ارتفاع المنزل بأكمله داخل شقق الزاوية ، والتي تتميز بزيادة انتقال الحرارة إلى الخارج. بشكل عام ، في مثل هذه الغرف والشقق وفقًا لمخطط مختلط ، سيكون هناك متوسط ​​درجة حرارة عالية إلى حد ما لمياه شبكة التدفئة في جميع طوابق المنزل ، تقترب من المستوى المحسوب (الشكل 5 ، ج) ، وليس نفس الشيء كما هو موضح أعلاه وفقًا للمخطط "أ" و "ب". يمكن أن يقلل هذا من عدم الراحة في الزاوية والشقق المحرومة ويقلل من الخسائر المحمومة في المساحات الأخرى الأكثر دفئًا.
وبالتالي ، فإن الحقائق المذكورة تقترح حلولًا لاستخدام أكثر كفاءة للحرارة. من ناحية أخرى ، فإن الخسائر المباشرة في الطاقة الحرارية تزيد بشكل مباشر من تأثير الاحتباس الحراري على كوكب الأرض وتسرع من الاحترار المناخي العالمي. هناك تشابك بين القضايا البيئية والاقتصادية ، مما يلزمنا بتوفير الطاقة من موقع مدني من أجل الحفاظ على الطبيعة من حولنا وتقليل الأمراض التي تصيب الإنسان.

1. رسم تخطيطي لدعم خط أنابيب ثابت.

2. مخطط حراري للدعم الانزلاقي الوسيط لخط أنابيب شبكة التدفئة.

3. رسم تخطيطي لدعامة متحركة بأقل تدفق للحرارة.

الشكل 4. مخططات لتبريد مياه شبكة التدفئة في مبنى مكون من 6 طوابق: أ - مع الأسلاك العلوية ، ب - مع الأسلاك السفلية ، ج - مع الأسلاك المختلطة.

يمكنك التعرف على تحليل سوق العزل الحراري الروسي في تقرير أكاديمية أبحاث السوق الصناعية "سوق مواد العزل الحراري في روسيا".

دكتوراه. ريابتسيف ، عضو مراسل. مان ، أستاذ مشارك ، جامعة كورسك التقنية ؛ دكتوراه. ماجستير ليتفينينكو ، مهندس ؛ A.N. Pletnev ، مهندس ؛ ريابتسيف ، مهندس ، شبكات تدفئة بلدية كورسك

وزارة التربية والتعليم في جمهورية بيلاروسيا

مؤسسة تعليمية

"الجامعة التقنية الوطنية البيلاروسية"

مقال

الانضباط "كفاءة الطاقة"

حول موضوع: "شبكات الحرارة. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. العزل الحراري."

أكمله: شريدر يو.

المجموعة 306325

مينسك ، 2006

1. شبكة تدفئة. 3

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. 6

2.1. مصادر الخسائر. 7

3. العزل الحراري. 12

3.1 مواد العزل الحراري. ثلاثة عشر

4. قائمة الأدب المستخدم. 17

1. الشبكات الحرارية.

شبكة الحرارة عبارة عن نظام من المشاركين المترابطين بإحكام في خطوط الأنابيب الحرارية والتي يتم من خلالها نقل الحرارة من المصادر إلى مستهلكي الحرارة باستخدام ناقلات الحرارة (البخار أو الماء الساخن).

العناصر الرئيسية للشبكات الحرارية عبارة عن خط أنابيب يتكون من أنابيب فولاذية مترابطة باللحام ، وهيكل عازل مصمم لحماية خط الأنابيب من التآكل الخارجي وفقدان الحرارة ، وهيكل داعم يدرك وزن خط الأنابيب والقوى التي تنشأ أثناءه. عملية.

العناصر الأكثر أهمية هي الأنابيب ، التي يجب أن تكون قوية بما فيه الكفاية وضيقة عند الضغط الأقصى ودرجات حرارة المبرد ، ولها معامل تشوه حراري منخفض ، وخشونة منخفضة للسطح الداخلي ، ومقاومة حرارية عالية للجدران ، مما يساهم في الحفاظ عليها من الحرارة ، وثبات خصائص المواد أثناء التعرض الطويل لدرجات حرارة وضغوط عالية.

يتكون توفير الحرارة للمستهلكين (التدفئة والتهوية وأنظمة إمداد الماء الساخن والعمليات التكنولوجية) من ثلاث عمليات مترابطة: توصيل الحرارة إلى الناقل الحراري ، ونقل الناقل الحراري واستخدام الإمكانات الحرارية للناقل الحراري. يتم تصنيف أنظمة الإمداد الحراري وفقًا للسمات الرئيسية التالية: الطاقة ونوع مصدر الحرارة ونوع المبرد.

من حيث الطاقة ، تتميز أنظمة الإمداد الحراري بنطاق انتقال الحرارة وعدد المستهلكين. يمكن أن تكون محلية أو مركزية. أنظمة التدفئة المحلية هي أنظمة يتم فيها دمج الروابط الرئيسية الثلاثة وتقع في نفس المبنى أو في المبنى المجاور. في الوقت نفسه ، يتم الجمع بين تلقي الحرارة ونقلها إلى هواء المبنى في جهاز واحد وتقع في أماكن ساخنة (أفران). أنظمة مركزية يتم فيها توفير الحرارة من مصدر حرارة واحد إلى العديد من الغرف.

وفقًا لنوع مصدر الحرارة ، يتم تقسيم أنظمة تدفئة المناطق إلى تدفئة مركزية وتدفئة منطقة. في نظام تدفئة المناطق ، مصدر الحرارة هو غلاية المنطقة ، تدفئة المنطقة- CHP.

وفقًا لنوع الناقل الحراري ، تنقسم أنظمة الإمداد الحراري إلى مجموعتين: الماء والبخار.

الناقل الحراري عبارة عن وسيط ينقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى أجهزة التدفئة وأنظمة التدفئة والتهوية وإمداد الماء الساخن.

يستقبل الناقل الحراري الحرارة في منزل مرجل المنطقة (أو CHPP) ومن خلال خطوط الأنابيب الخارجية ، والتي تسمى شبكات الحرارة ، تدخل أنظمة التدفئة والتهوية للمباني الصناعية والعامة والسكنية. في أجهزة التدفئة الموجودة داخل المباني ، يطلق المبرد جزءًا من الحرارة المتراكمة فيه ويتم تفريغه عبر خطوط أنابيب خاصة إلى مصدر الحرارة.

في أنظمة تسخين المياه ، يكون الناقل الحراري هو الماء ، وفي أنظمة البخار ، البخار. في بيلاروسيا ، تُستخدم أنظمة تسخين المياه للمدن والمناطق السكنية. يستخدم البخار في المواقع الصناعية للأغراض التكنولوجية.

يمكن أن تكون أنظمة أنابيب حرارة الماء ذات أنبوب واحد وأنبوبين (في بعض الحالات ، متعددة الأنابيب). الأكثر شيوعًا هو نظام إمداد حراري ثنائي الأنابيب (يتم توفير الماء الساخن للمستهلك من خلال أنبوب واحد ، ويتم إرجاع الماء المبرد إلى غرفة CHP أو غرفة الغلاية من خلال أنبوب الإرجاع الآخر). يميز بين أنظمة التدفئة المفتوحة والمغلقة. في النظام المفتوح ، يتم تنفيذ "السحب المباشر للمياه" ، أي يتم تفكيك الماء الساخن من شبكة الإمداد من قبل المستهلكين لتلبية الاحتياجات المنزلية والصحية والصحية. مع الاستخدام الكامل للماء الساخن ، يمكن استخدام نظام أحادي الأنابيب. يتميز النظام المغلق بالعودة شبه الكاملة لمياه الشبكة إلى CHP (أو بيت المرجل المحلي).

تُفرض المتطلبات التالية على ناقلات الحرارة لأنظمة التدفئة المركزية: صحية وصحية (يجب ألا يؤدي الناقل الحراري إلى تفاقم الظروف الصحية في الأماكن المغلقة - لا يمكن أن يتجاوز متوسط ​​درجة حرارة سطح أجهزة التدفئة 70-80) ، وتقنيًا واقتصاديًا (بحيث تكلفة خطوط أنابيب النقل هي الأدنى ، كتلة أجهزة التدفئة - منخفضة وتضمن الحد الأدنى من استهلاك الوقود لتدفئة المساحات) والتشغيل (إمكانية التعديل المركزي لأنظمة نقل الحرارة بسبب درجات الحرارة الخارجية المتغيرة).

يتم تحديد اتجاه خطوط الأنابيب الحرارية وفقًا لخريطة الحرارة للمنطقة ، مع مراعاة مواد المسح الجيوديسي ، وخطة الهياكل الموجودة والمخططة فوق الأرض وتحت الأرض ، والبيانات المتعلقة بخصائص التربة ، وما إلى ذلك. مسألة الاختيار يتم تحديد نوع خط الأنابيب الحراري (فوق الأرض أو تحت الأرض) مع مراعاة الظروف المحلية والمبررات التقنية والاقتصادية.

مع وجود مستوى عالٍ من المياه الجوفية والخارجية ، فإن كثافة الهياكل الموجودة تحت الأرض على مسار خط أنابيب الحرارة المصمم ، والذي يتم عبوره بشدة بواسطة الوديان والسكك الحديدية ، في معظم الحالات ، يتم إعطاء الأفضلية لخطوط الأنابيب الحرارية فوق الأرض. كما أنها تستخدم غالبًا في أراضي المؤسسات الصناعية في وضع مشترك للطاقة وخطوط الأنابيب التكنولوجية على الجسور المشتركة أو الدعامات العالية.

في المناطق السكنية ، ولأسباب معمارية ، عادة ما يتم استخدام مد شبكات التدفئة تحت الأرض. تجدر الإشارة إلى أن شبكات التوصيل الحراري فوق الأرض متينة وقابلة للصيانة ، مقارنةً بالشبكات الموجودة تحت الأرض. لذلك ، من المستحسن العثور على استخدام جزئي على الأقل لأنابيب الحرارة تحت الأرض.

عند اختيار مسار خط أنابيب حراري ، يجب أن يسترشد المرء في المقام الأول بشروط موثوقية الإمداد الحراري ، وسلامة عمل أفراد الصيانة والجمهور ، وإمكانية التخلص السريع من الأعطال والحوادث.

لأغراض سلامة وموثوقية الإمداد الحراري ، لا يتم وضع الشبكات في قنوات مشتركة مع خطوط أنابيب الأكسجين وخطوط أنابيب الغاز وأنابيب الهواء المضغوط بضغط يزيد عن 1.6 ميجا باسكال. عند تصميم خطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض من حيث تقليل التكاليف الأولية ، يجب اختيار الحد الأدنى لعدد الغرف ، وبناءها فقط عند نقاط تركيب التركيبات والأجهزة التي تحتاج إلى صيانة. يتم تقليل عدد الغرف المطلوبة عند استخدام منفاخ أو وصلات تمدد للعدسة ، وكذلك مفاصل تمدد محورية بضربة كبيرة (وصلات تمدد مزدوجة) ، وتعويض طبيعي لتشوهات درجة الحرارة.

في الطرق غير المعبدة ، يُسمح بسقوف الغرف وأعمدة التهوية البارزة على سطح الأرض بارتفاع 0.4 متر ، ولتسهيل تفريغ (تصريف) الأنابيب الحرارية ، يتم وضعها بمنحدر إلى الأفق. لحماية خط أنابيب البخار من دخول المكثفات من خط أنابيب التكثيف أثناء إغلاق خط أنابيب البخار أو انخفاض ضغط البخار ، يجب تركيب صمامات فحص أو بوابات بعد مصائد البخار.

يتم إنشاء ملف تعريف طولي على طول مسار شبكة التدفئة ، حيث يتم تطبيق التخطيط والعلامات الأرضية الحالية ، ومستوى المياه الجوفية الدائمة ، والمرافق الموجودة تحت الأرض والمخطط لها ، والهياكل الأخرى التي تتقاطع مع خط الأنابيب الحرارية ، مما يشير إلى العلامات الرأسية لهذه الهياكل.

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل.

لتقييم كفاءة أي نظام ، بما في ذلك الحرارة والطاقة ، عادة ما يتم استخدام مؤشر مادي عام - عامل الكفاءة (COP). المعنى المادي للكفاءة هو نسبة مقدار العمل المفيد (الطاقة) المتلقاة إلى المبلغ المنفق. الأخير ، بدوره ، هو مجموع العمل المفيد (الطاقة) المتلقاة والخسائر التي تحدث في عمليات النظام. وبالتالي ، لا يمكن تحقيق زيادة كفاءة النظام (وبالتالي زيادة كفاءته) إلا من خلال تقليل مقدار الخسائر غير المنتجة التي تحدث أثناء التشغيل. هذه هي المهمة الرئيسية لتوفير الطاقة.

المشكلة الرئيسية التي تنشأ في حل هذه المشكلة هي تحديد أكبر مكونات هذه الخسائر واختيار الحل التكنولوجي الأمثل الذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من تأثيرها على الكفاءة. علاوة على ذلك ، كل كائن محدد (هدف توفير الطاقة) له عدد من ميزات التصميم المميزة ومكونات فقد الحرارة تختلف في الحجم. وعندما يتعلق الأمر بتحسين كفاءة معدات التدفئة والطاقة (على سبيل المثال ، نظام التدفئة) ، قبل اتخاذ قرار لصالح استخدام أي ابتكار تكنولوجي ، من الضروري إجراء فحص مفصل للنظام نفسه وتحديد أكثر قنوات كبيرة لفقدان الطاقة. قد يكون القرار المعقول هو استخدام تلك التقنيات فقط التي من شأنها أن تقلل بشكل كبير من أكبر المكونات غير المنتجة للطاقة في النظام ، وبأقل تكلفة ، تزيد بشكل كبير من كفاءة تشغيله.

2.1 مصادر الخسائر.

يمكن تقسيم أي نظام حرارة وطاقة لغرض التحليل إلى ثلاثة أقسام رئيسية:

1. موقع لإنتاج الطاقة الحرارية (غرفة المرجل).

2. قسم لنقل الطاقة الحرارية للمستهلك (خطوط أنابيب شبكات التدفئة).

3. منطقة استهلاك الحرارة (منشأة ساخنة).

كل قسم من الأقسام المذكورة أعلاه له خسائر غير منتجة مميزة ، والحد منها هو الوظيفة الرئيسية لتوفير الطاقة. دعونا ننظر في كل قسم على حدة.

1- قطعة أرض لإنتاج الطاقة الحرارية. منزل المرجل الحالي.

الرابط الرئيسي في هذا القسم هو وحدة الغلاية ، وتتمثل وظائفها في تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية ونقل هذه الطاقة إلى المبرد. يتم إجراء عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية في وحدة الغلاية ، ولكل منها كفاءتها الخاصة. وأي وحدة غلاية ، مهما كانت مثالية ، تفقد بالضرورة جزءًا من طاقة الوقود في هذه العمليات. يظهر رسم تخطيطي مبسط لهذه العمليات في الشكل.

هناك دائمًا ثلاثة أنواع من الخسائر الرئيسية في موقع إنتاج الحرارة أثناء التشغيل العادي لوحدة الغلاية: مع الاحتراق السفلي للوقود وغازات العادم (عادة لا تزيد عن 18٪) ، وفقد الطاقة من خلال بطانة الغلاية (لا تزيد عن 4٪) وخسائر التفجير واحتياجات بيت المرجل (حوالي 3٪). أرقام فقد الحرارة المشار إليها قريبة تقريبًا من غلاية منزلية عادية وليست جديدة (بكفاءة تبلغ حوالي 75٪). تتمتع الغلايات الحديثة الأكثر تقدمًا بكفاءة حقيقية تبلغ حوالي 80-85 ٪ وهذه الخسائر القياسية أقل. ومع ذلك ، يمكنهم زيادة:

• إذا لم يتم تعديل نظام وحدة الغلاية مع جرد للانبعاثات الضارة في الوقت المناسب وبطريقة عالية الجودة ، يمكن أن تزيد الخسائر في احتراق الغاز بنسبة 6-8٪ ؛
• لا يتم عادةً إعادة حساب قطر فوهات الموقد المثبتة على غلاية متوسطة الحجم للحمل الفعلي للغلاية. ومع ذلك ، فإن الحمل المتصل بالغلاية يختلف عن الحمل المصمم من أجله. يؤدي هذا التناقض دائمًا إلى انخفاض في انتقال الحرارة من المشاعل إلى أسطح التدفئة وزيادة الخسائر بنسبة 2-5٪ بسبب الاحتراق الكيميائي للوقود وغازات العادم ؛
• إذا تم تنظيف أسطح وحدات الغلايات ، كقاعدة عامة ، مرة كل 2-3 سنوات ، فإن هذا يقلل من كفاءة المرجل مع الأسطح الملوثة بنسبة 4-5٪ بسبب زيادة الفاقد مع غازات المداخن بهذه الكمية. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي الكفاءة غير الكافية لنظام معالجة المياه الكيميائية (CWT) إلى ظهور رواسب كيميائية (مقياس) على الأسطح الداخلية للغلاية ، مما يقلل بشكل كبير من كفاءتها.
• إذا لم يكن المرجل مجهزًا بمجموعة كاملة من وسائل التحكم والتنظيم (عدادات البخار ، وعدادات الحرارة ، وعملية الاحتراق وأنظمة التحكم في الحمل الحراري) أو إذا لم يتم ضبط وسائل التحكم في وحدة الغلاية على النحو الأمثل ، فهذا ، في المتوسط ​​، يقلل بشكل أكبر كفاءتها بنسبة 5٪.
• في حالة انتهاك سلامة بطانة الغلاية ، يحدث شفط إضافي للهواء داخل الفرن ، مما يزيد الخسائر في الاحتراق السفلي وغازات العادم بنسبة 2-5٪
• يسمح استخدام معدات الضخ الحديثة في غرفة الغلاية بتقليل تكلفة الكهرباء مرتين إلى ثلاث مرات لاحتياجات بيت المرجل وتقليل تكلفة الإصلاح والصيانة.
• يتم إنفاق كمية كبيرة من الوقود في كل دورة "بدء - توقف" للغلاية. الخيار المثالي لتشغيل منزل المرجل هو تشغيله المستمر في نطاق الطاقة الذي تحدده خريطة النظام. يسمح استخدام صمامات الإغلاق الموثوقة ، وأجهزة التشغيل الآلي والتحكم عالية الجودة بتقليل الخسائر الناتجة عن تقلبات الطاقة وحالات الطوارئ في غرفة المرجل.

المصادر المذكورة أعلاه لفقد الطاقة الإضافي في بيت المرجل ليست واضحة وشفافة لتحديدها. على سبيل المثال ، لا يمكن تحديد أحد المكونات الرئيسية لهذه الخسائر - الخسائر مع الاحتراق السفلي ، إلا باستخدام التحليل الكيميائي لتكوين غازات العادم. في الوقت نفسه ، يمكن أن تكون الزيادة في هذا المكون ناتجة عن عدد من الأسباب: لم يتم ملاحظة النسبة الصحيحة لمزيج الوقود والهواء ، وهناك شفط هواء غير متحكم فيه في فرن الغلاية ، ويعمل الموقد في وضع غير مثالي ، إلخ.

وبالتالي ، فإن الخسائر الإضافية الضمنية الدائمة فقط أثناء إنتاج الحرارة في غرفة المرجل يمكن أن تصل إلى 20-25٪!

2. فقدان الحرارة في منطقة نقلها إلى المستهلك. أنابيب التدفئة الحالية.

عادة ، تدخل الطاقة الحرارية المنقولة إلى حامل الحرارة في غرفة المرجل في التدفئة الرئيسية وتتبع الأشياء الاستهلاكية. عادة ما يتم تحديد قيمة كفاءة هذا القسم من خلال ما يلي:

• كفاءة مضخات الشبكة التي تضمن حركة المبرد على طول أنبوب التسخين الرئيسي ؛
• خسائر الطاقة الحرارية على طول طول أنابيب التدفئة المرتبطة بطريقة مد خطوط الأنابيب وعزلها ؛
• فقدان الطاقة الحرارية المرتبط بالتوزيع الصحيح للحرارة بين الأشياء الاستهلاكية ، ما يسمى ب. التكوين الهيدروليكي للتدفئة الرئيسية ؛
• تسرب سائل التبريد الذي يحدث بشكل دوري أثناء حالات الطوارئ وحالات الطوارئ.

مع نظام تسخين مصمم بشكل معقول ومعدّل هيدروليكيًا ، نادرًا ما تكون مسافة المستخدم النهائي من موقع إنتاج الطاقة أكثر من 1.5-2 كم ولا تتجاوز الخسارة الإجمالية عادةً 5-7٪. لكن:

• يؤدي استخدام مضخات الشبكة المحلية القوية ذات الكفاءة المنخفضة دائمًا تقريبًا إلى تجاوزات كبيرة للطاقة غير المنتجة.
• مع وجود طول كبير من خطوط الأنابيب لأنابيب التدفئة ، فإن جودة العزل الحراري لأنابيب التدفئة تكتسب تأثيرًا كبيرًا على حجم فقد الحرارة.
• يعد الضبط الهيدروليكي لمفتاح التسخين عاملاً أساسيًا في تحديد كفاءة تشغيله. يجب أن تكون كائنات استهلاك الحرارة المتصلة بمفتاح التسخين متباعدة بشكل صحيح بحيث يتم توزيع الحرارة عليها بالتساوي. خلاف ذلك ، يتوقف استخدام الطاقة الحرارية بشكل فعال في مرافق الاستهلاك وينشأ موقف مع عودة جزء من الطاقة الحرارية من خلال خط أنابيب العودة إلى منزل المرجل. بالإضافة إلى تقليل كفاءة الغلايات ، يؤدي ذلك إلى تدهور جودة التدفئة في الأبنية النائية على طول شبكة التدفئة.
• إذا تم تسخين المياه لأنظمة إمداد الماء الساخن (DHW) على مسافة من جسم الاستهلاك ، فيجب أن يتم عمل خطوط أنابيب مسارات DHW وفقًا لمخطط الدوران. إن وجود دائرة DHW مسدودة يعني في الواقع أن حوالي 35-45 ٪ من الطاقة الحرارية المستخدمة لاحتياجات DHW تضيع.

عادة ، يجب ألا يتجاوز فقدان الطاقة الحرارية في أنابيب التدفئة الرئيسية 5-7٪. لكن في الواقع ، يمكن أن تصل إلى قيم 25٪ أو أكثر!

3. خسائر في أجسام مستهلكي الحرارة. أنظمة التدفئة والماء الساخن للمباني القائمة.

أهم مكونات فقدان الحرارة في أنظمة الحرارة والطاقة هي الخسائر في منشآت المستهلك. وجود مثل هذا غير شفاف ولا يمكن تحديده إلا بعد ظهور جهاز قياس الحرارة في المحطة الحرارية للمبنى ، ما يسمى. مقياس الحرارة. تتيح لنا الخبرة مع عدد كبير من الأنظمة الحرارية المحلية تحديد المصادر الرئيسية للخسائر غير المنتجة للطاقة الحرارية. في الحالة الأكثر شيوعًا ، هذه هي الخسائر:

• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتوزيع غير المتكافئ للحرارة على موضوع الاستهلاك وعدم عقلانية المخطط الحراري الداخلي للكائن (5-15 ٪) ؛
• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتباين بين طبيعة التدفئة والظروف الجوية الحالية (15-20٪) ؛
• في أنظمة المياه الساخنة ، بسبب نقص إعادة تدوير الماء الساخن ، يتم فقدان ما يصل إلى 25٪ من الطاقة الحرارية ؛
• في أنظمة المياه الساخنة بسبب غياب أو عدم تشغيل منظمات الماء الساخن في غلايات المياه الساخنة (حتى 15٪ من حمولة المياه الساخنة) ؛
• في الغلايات الأنبوبية (عالية السرعة) بسبب وجود تسربات داخلية ، وتلوث أسطح التبادل الحراري وصعوبة التنظيم (حتى 10-15٪ من حمولة المياه الساخنة).

يمكن أن يصل إجمالي الخسائر غير الإنتاجية الضمنية في موقع الاستهلاك إلى 35٪ من الحمل الحراري!

السبب الرئيسي غير المباشر لوجود وزيادة الخسائر المذكورة أعلاه هو عدم وجود أجهزة قياس الحرارة في منشآت استهلاك الحرارة. يؤدي عدم وجود صورة شفافة لاستهلاك الحرارة من قبل المنشأة إلى سوء الفهم الناتج عن أهمية اتخاذ تدابير توفير الطاقة عليها.

3. العزل الحراري

العزل الحراري والعزل الحراري والعزل الحراري وحماية المباني والمنشآت الصناعية الحرارية (أو وحداتها الفردية) والثلاجات وخطوط الأنابيب وأشياء أخرى من التبادل الحراري غير المرغوب فيه مع البيئة. لذلك ، على سبيل المثال ، في البناء وهندسة الطاقة الحرارية ، يعد العزل الحراري ضروريًا لتقليل فقد الحرارة في البيئة ، في تقنية التبريد والتبريد - لحماية المعدات من تدفق الحرارة من الخارج. يتم توفير العزل الحراري بواسطة جهاز أسوار خاصة مصنوعة من مواد عازلة للحرارة (على شكل قذائف ، وطلاءات ، وما إلى ذلك) وتعوق نقل الحرارة ؛ هذه الحماية الحرارية تعني نفسها تسمى أيضًا العزل الحراري. مع التبادل الحراري السائد للعزل الحراري ، يتم استخدام الأسوار التي تحتوي على طبقات من المواد غير منفذة للهواء ؛ مع نقل الحرارة المشعة - هياكل مصنوعة من مواد تعكس الإشعاع الحراري (على سبيل المثال ، من رقائق معدنية ، فيلم lavsan الممعدن) ؛ مع التوصيل الحراري (الآلية الرئيسية لنقل الحرارة) - مواد ذات هيكل مسامي متطور.

يتم تحديد فعالية العزل الحراري في نقل الحرارة بالتوصيل الحراري من خلال المقاومة الحرارية (R) للهيكل العازل. بالنسبة للهيكل أحادي الطبقة ، R = d / l ، حيث d هي سماكة طبقة المادة العازلة ، l هي الموصلية الحرارية لها. يتم تحقيق زيادة في كفاءة العزل الحراري من خلال استخدام مواد عالية المسامية وتركيب هياكل متعددة الطبقات بها فجوات هوائية.

تتمثل مهمة العزل الحراري للمباني في تقليل فقد الحرارة خلال موسم البرد وضمان الثبات النسبي لدرجة الحرارة في المباني أثناء النهار مع التقلبات في درجة الحرارة الخارجية. من خلال استخدام مواد عزل حراري فعالة للعزل الحراري ، من الممكن تقليل سمك ووزن مظاريف المبنى بشكل كبير وبالتالي تقليل استهلاك مواد البناء الأساسية (الطوب والأسمنت والصلب وما إلى ذلك) وزيادة الأبعاد المسموح بها للعناصر الجاهزة .

في المنشآت الصناعية الحرارية (الأفران الصناعية ، الغلايات ، الأوتوكلاف ، إلخ) ، يوفر العزل الحراري وفورات كبيرة في الوقود ، ويزيد من قوة الوحدات الحرارية ويزيد من كفاءتها ، ويكثف العمليات التكنولوجية ، ويقلل من استهلاك المواد الأساسية. غالبًا ما يتم تقدير الكفاءة الاقتصادية للعزل الحراري في الصناعة بواسطة معامل توفير الحرارة h = (Q 1 - Q 2) / Q 1 (حيث Q 1 هو فقد الحرارة للتركيب بدون عزل حراري ، و Q 2 - بالعزل الحراري ). يساهم العزل الحراري للمنشآت الصناعية التي تعمل في درجات حرارة عالية أيضًا في خلق ظروف عمل صحية وصحية طبيعية لموظفي الصيانة في المحلات الساخنة والوقاية من الإصابات الصناعية.

3.1 مواد العزل الحراري

المجالات الرئيسية لتطبيق مواد العزل الحراري هي عزل مظاريف المبنى ومعدات المعالجة (الأفران الصناعية والوحدات الحرارية والثلاجات وما إلى ذلك) وخطوط الأنابيب.

ليس فقط فقدان الحرارة ، ولكن أيضًا متانته تعتمد على جودة الهيكل العازل لأنبوب الحرارة. مع الجودة المناسبة للمواد وتكنولوجيا التصنيع ، يمكن للعزل الحراري أن يلعب دور الحماية ضد التآكل للسطح الخارجي لخط الأنابيب الفولاذي في نفس الوقت. تشمل هذه المواد البولي يوريثين والمشتقات التي تعتمد عليها - الخرسانة البوليمرية والبيون.

المتطلبات الرئيسية لهياكل العزل الحراري هي كما يلي:

الموصلية الحرارية المنخفضة في كل من الحالة الجافة وفي حالة الرطوبة الطبيعية ؛

· امتصاص الماء الصغير والارتفاع الصغير للرطوبة السائلة في الشعيرات الدموية ؛

نشاط تآكل منخفض

مقاومة كهربائية عالية

تفاعل قلوي للوسط (pH> 8.5) ؛

قوة ميكانيكية كافية.

المتطلبات الرئيسية لمواد العزل الحراري لأنابيب البخار لمحطات الطاقة ومنازل الغلايات هي الموصلية الحرارية المنخفضة والاستقرار الحراري العالي. تتميز هذه المواد عادةً بمحتوى عالٍ من مسام الهواء وكثافة كتلة منخفضة. تحدد الجودة الأخيرة لهذه المواد مسبقًا زيادة الرطوبة وامتصاص الماء.

أحد المتطلبات الرئيسية لمواد العزل الحراري لأنابيب الحرارة تحت الأرض هو انخفاض امتصاص الماء. لذلك ، فإن المواد العازلة للحرارة عالية الأداء ذات المحتوى العالي من مسام الهواء ، والتي تمتص الرطوبة بسهولة من التربة المحيطة ، تكون بشكل عام غير مناسبة لأنابيب الحرارة تحت الأرض.

هناك مواد صلبة (ألواح ، كتل ، طوب ، قذائف ، شرائح ، إلخ) ، مرنة (حصائر ، مراتب ، حزم ، حبال ، إلخ) ، فضفاضة (حبيبية ، مساحيق) أو مواد عازلة للحرارة ليفية. وفقًا لنوع المواد الخام الرئيسية ، يتم تقسيمها إلى مواد عضوية وغير عضوية ومختلطة.

العضوية ، بدورها ، تنقسم إلى عضوية طبيعية وعضوية اصطناعية. تشمل المواد الطبيعية العضوية المواد التي تم الحصول عليها عن طريق معالجة نفايات الخشب والنجارة غير التجارية (الألواح الليفية والرقائق الخشبية) ، والنفايات الزراعية (القش ، والقصب ، وما إلى ذلك) ، والجفت (ألواح الخث) ، وغيرها من المواد الخام العضوية المحلية. تتميز مواد العزل الحراري هذه ، كقاعدة عامة ، بانخفاض مستوى المياه والمقاومة الحيوية. هذه العيوب محرومة من المواد الاصطناعية العضوية. المواد الواعدة جدًا من هذه المجموعة الفرعية هي الرغاوي التي يتم الحصول عليها عن طريق الرغوة الراتنجات الاصطناعية. تحتوي اللدائن الرغوية على مسام صغيرة مغلقة وهذا يختلف عن اللدائن الرغوية - البلاستيك الرغوي أيضًا ، ولكن مع مسام متصلة وبالتالي لا تستخدم كمواد عازلة للحرارة. اعتمادًا على الوصفة وطبيعة عملية التصنيع ، يمكن أن تكون الرغوات صلبة وشبه صلبة ومرنة مع وجود مسام بالحجم المطلوب ؛ يمكن نقل الخصائص المرغوبة إلى المنتجات (على سبيل المثال ، يتم تقليل قابلية الاحتراق). السمة المميزة لمعظم المواد العضوية العازلة للحرارة هي المقاومة المنخفضة للحريق ، لذلك تستخدم عادة في درجات حرارة لا تتجاوز 150 درجة مئوية.

تم الحصول على مواد أكثر مقاومة للحريق ذات تركيبة مختلطة (فيبروليت ، وخرسانة خشبية ، وما إلى ذلك) من خليط من مادة رابطة معدنية وحشو عضوي (رقائق الخشب ، ونشارة الخشب ، وما إلى ذلك).

مواد غير عضوية. ممثل هذه المجموعة الفرعية هو رقائق الألومنيوم (الفول). يتم استخدامه على شكل صفائح مموجة مع تشكيل فجوات هوائية. ميزة هذه المادة هي انعكاسية عالية ، مما يقلل من انتقال الحرارة الإشعاعية ، والتي يمكن ملاحظتها بشكل خاص في درجات الحرارة العالية. الممثلون الآخرون للمجموعة الفرعية للمواد غير العضوية هم ألياف اصطناعية: المعادن والخبث والصوف الزجاجي. متوسط ​​سماكة الصوف المعدني 6-7 ميكرون ، متوسط ​​معامل التوصيل الحراري λ = 0.045 واط / (م * كلفن). هذه المواد غير قابلة للاحتراق ، ولا يمكن تمريرها للقوارض. لديهم استرطابية منخفضة (لا تزيد عن 2٪) ، لكن امتصاص الماء مرتفع (حتى 600٪).

الخرسانة الخلوية وخفيفة الوزن (الخرسانة الخلوية والرغوة بشكل أساسي) ، والزجاج الرغوي ، والألياف الزجاجية ، ومنتجات البيرلايت الموسعة ، إلخ.

تصنع المواد غير العضوية المستخدمة كمواد تجميع على أساس الأسبستوس (ورق مقوى من الأسبستوس ، ورق ، لباد) ، ومخاليط من الأسبستوس والمواد اللاصقة المعدنية (الأسبستوس - الدياتوم ، والأسبستوس - الجير - السيليكا ، ومنتجات الأسمنت الأسبستي) وعلى أساس المنتجات الموسعة الصخور (الفيرميكيولايت ، البيرلايت).

لعزل المعدات والمنشآت الصناعية التي تعمل في درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية (على سبيل المثال ، المعادن والتدفئة والأفران الأخرى والأفران والمراجل وما إلى ذلك) ، يتم استخدام ما يسمى بالحراريات خفيفة الوزن ، المصنوعة من الطين الحراري أو أكاسيد عالية المقاومة للحرارة في منتجات قطعة الشكل (طوب ، كتل من مختلف التشكيلات). ومن الواعد أيضًا استخدام مواد العزل الحراري الليفية المصنوعة من الألياف المقاومة للصهر والمواد الرابطة المعدنية (معامل التوصيل الحراري لها في درجات الحرارة العالية أقل بمقدار 1.5-2 مرة من تلك التقليدية).

وبالتالي ، هناك عدد كبير من مواد العزل الحراري التي يمكن الاختيار من بينها اعتمادًا على المعلمات وظروف التشغيل للمنشآت المختلفة التي تحتاج إلى حماية حرارية.

4. قائمة الأدب المستخدم.

1. Andryushenko A.I.، Aminov R.Z.، Khlebalin Yu.M. "تدفئة المنشآت واستخداماتها". م: فيسش. المدرسة 1983.

2. Isachenko V.P.، Osipova V.A.، Sukomel A.S. "انتقال الحرارة". م: دار نشر الطاقة ، 1981.

3. R.P. Grushman "ما يحتاج عازل الحرارة إلى معرفته." لينينغراد. ستروييزدات ، 1987.

4. سوكولوف ف. يا "شبكات التدفئة والتدفئة" دار النشر م: الطاقة ، 1982.

5. المعدات الحرارية وشبكات التدفئة. ج. Arseniev and others .M: Energoatomizdat، 1988.

6. "نقل الحرارة" V.P. Isachenko ، V.A. أوسيبوفا ، أ. سوكوميل. موسكو. Energoizdat ، 1981.