Введение

Среди факторов низкой энергоэффективности тепловых сетей один из основных — несовершенство и износ тепловой изоляции из-за периодического либо постоянного воздействия воды природного и техногенного характеров [1]. Кроме того, металлическая стенка трубопроводов бесканальной прокладки в пенополиуретановой (ППУ) изоляции при нарушении целостности гидроизоляции сама страдает от коррозии, усугубляемой внутренними напряжениями в металле, воздействием внешних постоянных и переменных электрических токов [2].

В одном лишь городе Омске таким способом уже проложено порядка 6,9 % от общей протяжённости магистральных тепловых сетей, то есть 17,96 км в двухтрубном исчислении [3]. Представленная ниже информация о более широком применении уже существующих технологий направлена на усовершенствование процесса транспортировки горячей воды посредством трубопроводов в пенополиуретановой изоляции с целью снижения расхода первичных топливно-энергетических ресурсов.

Повышение энергоэффективности тепловых сетей в пенополиуретановой изоляции. 6/2017. Фото 1

 

Результаты

Автором выделено два момента, приводящих к дополнительным теплопотерям, как вместе с утечкой теплоносителя при возникновении аварийных ситуаций, так и в штатном режиме работы через теплои гидроизоляционные конструкции:

1. Принудительный демонтаж канальной прокладки с целью перехода на бесканальную. Тип прокладки должен определяться условиями участка, причём вовсе необязательно это должны быть трубопроводы бесканальной прокладки в пенополиуретановой изоляции.

Использование существующих каналов предохраняет трубопровод от перенапряжений и повреждений при раскопках других коммуникаций и предотвращает выброс теплоносителя на поверхность земли при разрыве трубопроводов. Там, где можно доступными средствами обеспечить отсутствие в каналах влаги, нет смысла от них отказываться [4].

2. Повреждаемость муфтовых соединений. Из статистических данных [5] видно, что более 60 % дефектов — это дефекты стыковых соединений и системы оперативного дистанционного контроля (СОДК). Посторонние повреждения, то есть повреждения, нанесённые третьей стороной, составляют лишь около 15–20 % [6]. В первой группе дефектов наряду с дефектами сварных соединений на стройплощадке (14 %) 45 % повреждений вызвано именно негерметичностью муфтовых соединений. Один лишь традиционный П-образный компенсатор требует устройства до 16 муфт (рис. 2).

Повышение энергоэффективности тепловых сетей в пенополиуретановой изоляции. 6/2017. Фото 2

Различают два типа муфт:

А. Муфты термоусаживающиеся полиэтиленовые (PE-shrink, рис. 3). Это так называемые «дутые муфты», изготовленные путём раздувания обычной полиэтиленовой оболочки. Для бóльшей надёжности муфты дополнительно укрываются самодельными защитными конструкциями из листовой оцинкованной стали (рис. 4) или рубероида (рис. 5).

Повышение энергоэффективности тепловых сетей в пенополиуретановой изоляции. 6/2017. Фото 3Б. Муфты термоусаживающиеся полиэтиленовые радиационно-модифицированные (PE-X-shrink). Для предотвращения коробления при воздействии температуры и для придания особой механической прочности муфта проходит процесс радиационно-химической модификации (сшивки). Этот тип муфт имеет ряд преимуществ [7]:

- полное отсутствие самопроизвольной усадки на трубе под действием солнечных лучей;

- значительная экономия газа при монтаже за счёт быстрой усадки сшитого полиэтилена;

- возможность последующей дополнительной усадки муфты после её остывания в случаях обнаружения ошибок монтажа (непрохождение опрессовки);

- отсутствие необходимости применения бандажных манжет для дополнительной гидроизоляции краёв;

- возможность многократного «доусаживания» сшитой муфты без нарушения структуры модифицированного полиэтилена.

Заключение
На основании вышеизложенного предлагаются следующие технологические разработки по энергоресурсосбережению и энергоэффективности в областях энергетики, жилищно-коммунального хозяйства и строительства, связанные с применением предварительно изолированных труб в ППУ-теплоизоляции:

1. Максимально сохранять существующую канальную прокладку. В числе достоинств — лучшие условия с точки зрения сохранения металлом трубопровода своих механических свойств, упрощение организации пересечений с иными объектами инфраструктуры населённого пункта и т.д. Применение канала в ряде случаев является нормативным требованием [8].

2. Использовать более совершенные радиационно-модифицированные муфты, что позволит отказаться от применения дополнительных самодельных защитных конструкций.

Очевидно, что повышения надёжности и энергоэффективности можно добиться другими способами, в частности, взаимным резервированием теплоисточников или снижением среднегодовой температуры теплоносителя [9], однако устранение самой причины — увлажнения — является первоочередной задачей.