Расчетная толщина тепловой изоляции в зависимости от назначения теплоизоляционной конструкции



Назначение теплоизоляционной конструкции определяет толщину тепловой изоляции.
Наиболее распространена тепловая изоляция в целях соблюдения заданной плотности теплового потока. Плотность теплового потока может быть задана, исходя из условий технологического процесса, или определена по нормам, приведенным в СНиП 41-03-2003 или других нормативных документах.
Для объектов, расположенных в Свердловской области и Екатеринбурге, нормативное значение плотности теплового потока может приниматься по ТСН 23-337-2002 Свердловской области. Для объектов, расположенных на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, нормативное значение плотности теплового потока может приниматься по ТСН 41-309-2004 Ямало-Ненецкого автономного округа.
В некоторых случаях тепловой поток может быть задан, исходя из общего баланса тепла всего объекта, тогда необходимо определить суммарные допустимые потери.
Исходными данными для расчета являются:
а) местонахождение изолируемого объекта и температура окружающего воздуха;
б) температура теплоносителя;
в) геометрические размеры изолируемого объекта;
г) расчетный тепловой поток (тепловые потери) в зависимости от количества часов работы объекта.
Толщина тепловой изоляции из скорлуп марки ISOTEC KK-ALK, рассчитанная по нормам плотности теплового потока для европейского региона России, для трубопроводов, расположенных на открытом воздухе и в помещении, приведена в табл. 1 и 2 соответственно.


Если тепловой поток с поверхности изоляции не регламентирован, то тепловая изоляция необходима как средство, обеспечивающее нормальную температуру воздуха в рабочих помещениях, или предохраняющее обслуживающий персонал от ожогов.
Исходными данными для расчета толщины теплоизоляционного слоя являются:
– местонахождение изолируемого объекта и температура окружающего воздуха;
– температура теплоносителя;
– геометрические размеры изолируемого объекта;
– требуемая температура на поверхности изоляции.
Как правило, температура на поверхности изоляции принимается:
– 45 °С – в помещениях;
– 60 °С – на открытом воздухе при штукатурном или неметаллическом покровном слое;
– 50-55 °С – при металлическом покровном слое.
Толщина тепловой изоляции, рассчитанная по нормам плотности теплового потока, значительно отличается от толщины тепловой изоляции, выполненной в целях защиты персонала от ожогов. 
В табл. 3 приведена толщина тепловой изоляции для цилиндров URSA, отвечающая требованиям безопасной эксплуатации (заданной температуре на поверхности изоляции).

Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами теплоносителя может выполняться:
– в соответствии с технологическими требованиями;
– в целях предотвращения или ограничения испарения теплоносителя, предотвращения конденсации на поверхности изолированного объекта, расположенного в помещении, и предотвращения повышения температуры теплоносителя не выше заданного значения;
– по нормам плотности теплового потока (холодопотери).
Чаще всего для трубопроводов с температурой ниже окружающего воздуха, расположенных в помещении, изоляцию выполняют в целях предотвращения конденсации влаги на поверхности теплоизоляционной конструкции. На величину толщины теплоизоляционного слоя в этом случае влияют относительная влажность окружающего воздуха (f), температура воздуха в помещении (to) и вид защитного покрытия.
Тепловая изоляция должна обеспечить температуру на поверхности изоляции (tк) выше точки росы при температуре и относительной влажности окружающего воздуха (Φ) в помещении.
Допустимый перепад между температурой поверхности изоляции и температурой окружающего воздуха (to – tк) приведен в табл. 4.

Влияние относительной влажности на толщину тепловой изоляции проиллюстрировано в табл. 5, где приведена расчетная толщина изоляции из вспененного каучука марки K-Flex ЕС без покровного слоя при влажности окружающего воздуха 60 и 75 %.

На величину толщины теплоизоляционного слоя для предотвращения конденсации влаги из воздуха на поверхности теплоизоляционной конструкции влияет вид покрытия. При использовании покрытия с высоким коэффициентом излучения (неметаллическое) расчетная толщина изоляции ниже.
В табл. 6 приведена расчетная толщина изоляции из вспененного каучука для трубопроводов, расположенных в помещении с относительной влажностью воздуха 60 %, в конструкции без покрытия и с покрытием алюминиевой фольгой.

Тепловая изоляция трубопроводов холодной воды может выполняться в целях предотвращения:
– конденсации влаги на поверхности трубопровода, расположенного в помещении;
– замерзания воды при остановке ее движения в трубопроводе, расположенном на открытом воздухе. Как правило, это важно для трубопроводов малого диаметра, имеющих малый запас аккумулированного тепла.
Исходными данными для расчета толщины теплоизоляционного слоя для предотвращения замерзания воды при остановке ее движения являются:
а) температура окружающего воздуха;
б) температура вещества до остановки его движения;
в) внутренний и наружный диаметры трубопровода;
г) максимально возможная длительность перерыва в движении вещества;
д) материал стенки трубопровода (его плотность и удельная теплоемкость);
е) теплофизические параметры транспортируемого вещества (плотность, удельная теплоемкость, температура замерзания, скрытая теплота замерзания).
Чем больше диаметр трубопровода и выше температура жидкости, тем меньше вероятность замерзания.
В качестве примера в табл. 7 приведено время до начала замерзания воды в трубопроводах холодного водоснабжения температурой +5 °С, теплоизолированных скорлупами ISOTEC KK-ALK (в соответствии с их номенклатурой) при температуре наружного воздуха –20 и –30 °С.

Если температура окружающего воздуха ниже указанной, то вода в трубопроводе замерзнет быстрее.
Чем больше скорость ветра и ниже температура жидкости (холодной воды) и окружающего воздуха, меньше диаметр трубопровода, тем больше вероятность замерзания жидкости. Уменьшает вероятность замерзания холодной воды применение изолированных неметаллических трубопроводов.



Назад в раздел