Experimental research of performance characteristics for polypropylene pre-insulated pipes

Abstract

У сучасних умовах стрімкого розвитку технологій із різким зростанням енергопотреби необхідним фактором економічно ефективного функціонування промислових підприємств і об'єктів теплоенергетики є раціональне використання теплової енергії. Тоді як до 70 % тепла втрачається при її транспортуванні до споживача, завдання пошуку енергоощадних рішень є надзвичайно актуальним. Застосування сучасної якісної теплової ізоляції трубопроводів теплової мережі є ефективним та надзвичайно важливим методом, який дозволяє скоротити втрати теплоти на 30 %. Теплову ізоляцію передбачають для лінійних ділянок трубопроводів теплових мереж, арматури, фланцевих з'єднань, компенсаторів і опор труб для надземної, підземної канальної і безканальної прокладки. Найважливішим показником якості утеплювача є його теплопровідність. Проте, внаслідок складності та динамічності теплових процесів стандартизовані, відносно точні методи вимірювань теплопро- відності будівельних матеріалів потребують значних затрат часу на виготовлення спеціальних зразків досліджуваного матеріалу, проведення випробувань, а для їх реалізації – дорогого і громіздкого обладнання. Якість усіх теплоізоляційних матеріалів трубопроводів необхідно контролювати не тільки при початковій сертифікації, а й під час випуску на виробництві та за необхідності – і при постачанні на будівельні майданчики. Є достатньо багато варіантів утеплення мережевих трубопроводів: мінеральне та склово- локно, спінений каучук, полімербетон тощо. Одним з популярних утеплювачів є пінополіуретан. До переваг теплопроводів з ППУ-ізоляцією зараховують низький коефіцієнт теплопровідності ППУ (0,032–0,04 Вт/(м·К)), технологічність виготовлення і монтажу теплопроводів, довговічність за дотримання вимог монтажу та експлуатації. Ннаведено результати експериментальних досліджень щодо визначення тепло-технічних характеристик попередньо ізольованих труб. Згідно з даними, отриманими експериментальним шляхом, коефіцієнт теплопровідності гладкого зразка пінополіуретану із закритими порами становить 0,031 Вт/(м·К), що є високим показником та відповідає вимогам, встановленим до теплової ізоляції трубопроводів. Порівняно теплотехнічні характеристики популярних сьогодні теплоізоляційних матеріалів, які використовують для теплових мереж – мінеральної вати та пінополіуретану. З порівняння зрозуміло, що пінополіуретан має кращі теплотехнічні характеристики, а також є безпечним для людини та може використовуватися у житлових приміщеннях.

This paper highlights the main causes of heat losses in heat networks and methods, that can significantly reduce heat losses, which means to increase the efficiency of heat supply systems. The results of experimental research on determination of thermal and technical characteristics of pre-insulated pipes are presented in the paper. Experimentally, the data on the thermal conductivity of the closed-cell foam samples were obtained. The study was conducted in two popular ways using advanced equipment. As a result, the obtained data was compared and the error of the experiment was determined, which did not exceed the admissible values. In addition, the characteristics of popular thermal insulation materials for heat transfer network – mineral wool and polyurethane foam were compared. From the obtained comparison, it is clear that polyurethane foam is a modern material with high thermal performance, is safe for humans and retains its properties over a long period.