Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнение тепловых потерь предварительно теплоизолированных труб различной конструкции в соответствии с требованиями нового стандарта

А.В. Максименко

При подготовке статьи использованы материалы 12-го Международного симпозиума по вопросам централизованного тепло- и холодоснабжения, прошедшего в г. Таллинн (Эстония) 5-7 сентября 2010 г.)

Измерение и сравнение тепловых потерь различных теплоизолированных труб

полимерный труба тепловой изоляция

В августе 2010 г. вступил в силу новый европейский стандарт EN 15632, который устанавливает единые требования измерения и сравнения реальных (а не расчетных) тепловых потерь гибких предварительно теплоизолированных полимерных трубопроводов, а также стальных труб в пенополиуретановой (ППУ) изоляции. Компания Thermaflex (Нидерланды) совместно с проектно-экспертной компанией Liandon (Нидерланды) разработали лабораторную установку, соответствующую всем требованиям EN 15632, для измерения и сравнения реальных тепловых потерь теплоизолированных трубопроводов. Сравнительные результаты тестов были представлены на 12-м Международном симпозиуме по вопросам централизованного тепло- и холодоснабжения, прошедшего в г. Таллинн (Эстония) 57 сентября 2010 г. Лабораторная установка была создана с целью проверки энергоэффективности теплоизолированных полимерных и стальных труб различных производителей.

Для объективности проводимых испытаний были взяты стандартные, серийно-производимые трубы одинаковой пропускной способности. Полимерные трубы различных производителей в своей производственной линейке имеют трубы одинаковой пропускной способности, но с разной толщиной теплоизоляции. Поэтому для получения корректных сравнительных данных сравнивались трубы одинакового диаметра с соответствующей толщиной теплоизоляции, произведенные не ранее марта 2010 г.

Были измерены тепловые потери теплоизолированных полимерных и стальных труб (диаметром до 110 мм) четырех производителей (рис. 1):

Производитель № 1. Трубопроводы Flexalen. Трубы из полибутена (полибутилена) PB. Предизолированные трубы имеют однородный теплоизоляционный слой из физически вспененного (газонаполненного) полиэтилена PE, внешний гофрированный защитный кожух выполнен из полиэтилена низкого давления (ПНД).

Производитель № 2. Трубы из сшитого полиэтилена PEX-a одного из ведущих европейских производителей. Эти трубы имеют неоднородную теплоизоляцию (многослойная из химически вспененного полиэтилена), внешний гофрированный защитный кожух двойной из ПНД синего цвета.

Производитель № 3. Трубы из сшитого полиэтилена PEX-a (другого ведущего европейского производителя). Теплоизоляция этих предизолированных труб неоднородная (многослойная из химически вспененного полиэтилена), внешний гофрированный защитный кожух из ПНД.

Производитель № 4. Стальные трубы в ППУ изоляции, внешний защитный кожух из ПНД.

Все результаты тестов были подтверждены соответствующими испытаниями, проведенные двумя ведущими европейскими профильными институтами, которые расположены в Германии: Институтом теплотехники Ганновера FFI (Fernwi^rme Forschungsinstitut Hannover) и Институтом тепловой изоляции FIW (Thermal Protection Research Institute).

Время испытаний на разработанной лабораторной установке составляло не более двух часов: для труб диаметром 25 мм - 30 мин.; для труб диаметром 110 мм - 120 мин. Для сравнения: время проведения одного испытания указанными институтами может занять от 5 часов до 8 дней!

В табл. 1, 2 и на рис. 2 представлены результаты проведенных испытаний на новой лабораторной установке.

Из полученных результатов следует следующее.

1.Сравнивая полимерные трубы в тепловой изоляции из вспененного полиэтилена co стальными трубами в ППУ изоляции, на небольших диаметрах трубы производителя № 1 имеют наименьшие тепловые потери, с переходом на большие диаметры наиболее энергоэффективными становятся стальные трубы в ППУ изоляции. Однако, стальные трубы в ППУ изоляции в процессе эксплуатации подвергаются интенсивной коррозии, особенно при их использовании на ГВС, что приводит к их быстрому выходу из строя (что подтверждено опытом ряда российских теплоснабжающих организаций). Полимерные предизолированные трубы лишены этого недостатка и имеют срок службы, в 3 раза превышающий расчетный срок службы стальных труб. На основании результатов испытаний производитель № 1 провел работу по улучшению свойств тепловой изоляции труб Flexalen, чтобы выйти на более низкий уровень тепловых потерь всей системы в целом по сравнению со стальными трубопроводами в ППУ изоляции. Эта задача была успешно решена: разработана и протестирована новая система труб Flexalen с усовершенствованной структурой тепловой изоляции.

2.Среди всех полимерных труб в тепловой изоляции из вспененного пол иэтилена, представленных на испытания, трубы производителя № 1 имеют наименьшие теплопотери.

3.Результаты испытаний показали, что наибольшие тепловые потери имеют трубы производителя № 2.

Конструктивные особенности испытуемых предизолированных труб

Целесообразно акцентировать внимание на конструкции труб из полибутена (полибутилена) PB с теплоизоляцией из физически вспененного (газонаполненного) полиэтилена PE (не путать со вспененным каучуком!), которые сравнительно недавно стали использоваться в российских инженерных системах (хотя, в Европе они существуют достаточно давно). Поочередно рассмотрим все элементы (рис. 3) этого типа пре- дизолированных труб (система Flexalen) и сравним их конструктивные особенности с трубами из сшитого полиэтилена PEX-а и трубами в ППУ изоляции.

1.Труба из полибутена (полибутилена) PB. Материал этих труб по большинству показателей превосходит широко распространенные трубы из сшитого полиэтилена PEX-a (табл. 3). Так, коэффициент теплопроводности у полибутена почти в 2 раза ниже, чем у труб из сшитого полиэтилена (0, 22 Вт/м.К у полибутена и 0, 38 Вт/м.К у сшитого полиэтилена), коэффициент линейного температурного расширения также существенно ниже, а эластичность полибутена самая высокая, т.е. трубы данного типа наиболее гибкие. При одинаковой рабочей температуре и толщине стенки труб из полибутена и сшитого полиэтилена, первые выдерживают более высокое рабочее давление (T_max=95 ^ОС; P_max=8 атм). Одно из главных преимуществ полибутена по сравнению с трубами из сшитого полиэтилена является возможность обеспечения высококачественного гомогенного (т.е. однородного) сварного соединения труб и фитингов при монтаже трубопроводов.

2.Тепловая изоляция из физически вспененного (газонаполненного) полиэтилена PE. Данный тип тепловой изоляции (производства фирмы Thermaflex) имеет закрытую ячеистую структуру (рис. 4), которая не подвержена воздействию влаги (влагопоглощение не превышает 2%). Технология предварительной теплоизоляции гибких полимерных труб запатентована: только в системе Flexalen трубы заключены в однородный теплоизоляционный слой из вспененного полиэтилена. Здесь стоит отметить, что компания Thermaflex с 1976 г специализируется именно на производстве тепловой изоляции из вспененного полиэтилена, и за почти 35-летний период накопила огромный опыт в производстве теплоизоляционных материалов, а наличие собственных научно-конструкторских разработок послужило надежным фундаментом для создания энергоэффективных решений.

3.Внешний кожух. В процессе производства трубы внешний гофрированный кожух из ПНД экструдируется непосредственно на теплоизоляцию, т.е. приваривается к ней. Тем самым обеспечивается высоконадежное соединение кожуха и тепловой изоляции.

Заключение

Полученные в ходе испытаний ряда образцов предизолированных полимерных и стальных труб данные послужили основанием для принятия решения о выборе типа труб для реализации муниципального проекта реконструкции тепловых сетей г. Пармеренда в Нидерландах. Таким образом, в проект были заложены трубы из полибутена (полибутилена) PB с теплоизоляцией из физически вспененного (газонаполненного) полиэтилена PE (система Flexalen).

Размещено на Allbest.ru