Тэг: жидка теплоизоляция

Снижение тепловых потерь

Для наглядного подтверждения свойств "Жидкой теплоизоляции" был проведен прикладной эксперимент. Использовались две идентичные металлические ёмкости с водой, в которые были встроены нагревательные элементы с датчиком температуры (ТЭНы (Ariston), мощностью1,5 кВт каждый) подключенные соответственно к двум электрическим счетчикам (ТАЙПИТ НЕВА 103 1SO). ТЭНы греют воду в баках и автоматически отключаются при температуре воды +85 С при остывании до +75 ?С ТЭНы включаются вновь. Одна емкость остается неокрашенной, на другую нанесена "Жидкой теплоизоляция" толщиной около 1 мм (рис. 1). Температура поверхности измерялась с помощью прибора DT838 (Digatal multimeter) c подключенной термопарой. Опыт проводился 24 часа.

Показания электросчетчика ТАЙПИТ НЕВА 103 1SO и термопары мультиметра DT838 приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты измерений
РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Показания электрического счетчика, (кВт/час)
ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ БАКОВ

Показания DT 838, (С)
 
Время,


Час

 
Без изоляции С RE-THERM Без изоляции С RE-THERM
0 0 +27,5 +26,5 11:00
1,4 1,4 +52 +42,5 12:00
2,1 2 +67 +51 13:00
2,3 2,1 +66 +54 13:30
2,4 2,15 +64,5 +52,5 14:00
2,6 2,3 +66 +52 14:30
2,65 2,45 +62 +52 15:00
2,8 2,6 +63 +52 15:30
3 2,8 +65 +52 16:00
3,15 2,95 +63 +52 16:30
3,5 3,1 +66 +52 17:30
8,75 7,2 +63 +52 10:00
9,3 7,3 +65 +52 11:00


                                                

Замер температуры внутри бака    Замер температуры поверхности бака,      Замер температуры поверхности
                                                                         покрытого слоем "Жидкой теплоизоляции"                                  бака без изоляции



 

Вид электрических счетчиков ТАЙПИТ модель НЕВА 103 1SO в едином корпусе ЩРН-П-12

Проверка:

Для проверки полученных результатов проведем расчет толщины теплоизоляционного слоя, обеспечивающего заданную температуру на поверхности изоляции по СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Толщина изоляции расчитывается по формуле:

где:

- толщина теплоизоляционного слоя;

- теплопроводность теплоизоляционного слоя;

- теплоотдача теплоизоляционного слоя;

- температура поверхности изоляции, C;

- средняя температура воздуха в помещении.

Расчетное значение имеет хорошую сходимость с результатами практических измерений температуры поверхности. Разница составляет 16 %, что в данном случае можно рассматривать как погрешность, которую можно не учитывать во-первых из-за малой размерности, а во-вторых из-за того, что мы так же не учитывали, что средняя температура воздуха в помещении и в приграничных слоях воздуха могла повышаться вследствие передачи тепла от ёмкостей.

Сводная таблица результатов эксперимента (табл.2):
Ёмкость без изоляции Ёмкость покрытая "Жидкой теплоизоляцией"
Объём, л
25 25
Начальная температура поверхности, С
+26…+27 +26…+27
Расход электроэнергии за одно включение ТЭНа, кВт/час
0,15 0,15
Время нагревания ёмкости, час
0,13 ( 8 минут) 0,13 ( 8 минут)
Время остывания ёмкости, час
0,38 (23 минуты) 0,58 (35 минут)
Время одного цикла (нагрев/охлаждение), час
0,51 (31 минута) 0,71 (43 минуты)
Количество включений нагревательного элемента в сутки, раз
47 33


График 1 – Динамика роста разницы в расходе электроэнергии

 

График 2 – Температурный режим поверхностей ёмкостей


Исходя из полученных результатов следует, что применение "Жидкой теплоизоляции" позволяется снизить энергопотребление нагревательно элемента в нашем случае на 2 кВт в сутки (60 кВт в месяц) с площади 0,5м.кв.. Если учесть, что стоимость электроэнергии составляет приблизительно 3 рубля за кВт, получается, что экономия в месяц составит 360 рублей с каждого 1 м.кв. поверхности с теплоносителем +85С (как например во внутридомовой разводке системы отопления).

Подводя итог стоит отметить, что при проведении эксперимента, из-за условий в которых проводился опыт, не учитывался ряд факторов, которые в большей мере повысят скорость остывания бака без изоляции и не столь сильно отразятся на баке с "Жидкой теплоизоляцией".

Первый из этих факторов – это местонахождение испытательной установки в лабораторных условиях, где на тепловые потери практически не влияет радиационный теплообмен.


Второй фактор заключается в том, что эксперимент проводился при температуре окружающего воздуха +26С…+27С и разница между температурой поверхности и воздуха была не столь велика как в зимнее время года. С понижением температуры, теплообмен с поверхности непокрытого бака будет происходить активнее, а следовательно он станет остывать еще быстрее.


Фото № 5. Внешний вид всей экспериментальной установки.

 

Измерение плотности теплового потока

В качестве экспериментальной установки в данном эксперименте использовался участок трубы оборудованный тепловым электро-нагревателем с терморегулятором, который позволял поддерживать температуру внутри данной трубы на уровне +80С.

На треть длины трубы был намотан «классический» рулонный утеплитель, который поверх был закрыт покровным слоем в виде оцинкованного железа. Вторая треть длины трубы была окрашена двумя слоями "Жидкой теплоизоляция" общей толщиной слоя 1-1,2(мм.), остальная часть трубы была оставлена без изоляции. Внешний вид испытательной установки приведен ниже на фотографиях.

  

После того, как прибор стал работать в стационарном режиме, температура внутри трубы установилась на уровне +80С стали проводиться замеры.

Во время проведения измерений температура воздуха в помещении была равна +21,5 С

 I. Измерения с помощью контактного термометра ТК-5:

  


    

Результаты замеров приведены ниже:


  1. Температура на поверхности неизолированной трубы составила +74С.
  2. Температура на поверхности «классической изоляции» составила + 36С.
  3. Температура на поверхности покрытия "Жидкой теплоизоляции" составила +63С.



II. Термографический способ исследования установки с использованием тепловизора. Термограммы приведена ниже:

  

 Результаты тепловизионных измерений говорят о том, что температура на поверхности "Жидкой теплоизоляции" равна, а в некоторых случаях даже превышает, температуру неизолированной поверхности. При этом температура на поверхности оцинкованного железа почти равна температуре окружающей среды.


III. Пирометрический способ измерения температуры поверхностей. Измерения проводились с помощью пирометра Testo 830-T2:

Измерение температуры поверхности RE-THERM

Измерение температуры поверхности «классической» теплоизоляции

Измерение температуры поверхности неизолированного участка

Результаты измерений:

  1. Температура на поверхности "Жидкой теплоизоляции" составила +64С.
  2. Температура на поверхности «классической теплоизоляции» составила +31С.
  3. Температура на неизолированном участке составила +63С.


IV. В качестве последнего опыта с поверхности "Жидкой теплоизоляции" были сняты показания плотности теплового потока. Для этого был использован измеритель плотности теплового потока ИПП-2 и зонд для измерения плотности теплового потока с максимально допустимым показателем измерений 9999 Вт/м.кв.

Внешний вид ИПП-2 и зонда:

  

 

Процесс измерения плотности теплового потока:

 

Измерение плотности теплового потока с неизолированной поверхности трубы

 

Измерение плотности теплового потока с участка трубы изолированного «классическим» способом

 

Измерение плотности теплового потока с поверхности "Жидкой теплоизоляции".


Результаты измерений приведены ниже:


  1. Плотность теплового потока исходящего с поверхности неизолированной трубы равна 2686 Вт/м.кв.
  2. Плотность теплового потока исходящего с поверхности «классической теплоизоляции» равна 1168 Вт/м.кв.
  3. Плотность теплового потока исходящего с поверхности "Жидкой теплоизоляции" равна 833 Вт/м.кв.



Общий вывод:

Исходя из полученных данных и сенсорных ощущений можно сделать вывод о том, что наиболее достоверные данные о тепловых потерях исходящих с поверхности сверхтонких жидких теплоизоляторов можно получить используя измерители плотности теплового потока. Остальные приборы показывают лишь общую тенденцию к снижению тепловых потерь, основываясь лишь на измерении температуры поверхности. При этом следует учитывать, что данные, полученные с их помощью (в частности с помощью контактного термометра), необходимо обрабатывать в соответствии с выведенной погрешностью. Спектральные же способы замера эффективности данного рода покрытий наименее полно отображают картину их энергосберегающих свойств, а в некоторых случаях и вовсе вводят в заблуждение.