ТЕПЛОСЕТЬ

Полезная модель относится к строительству, а именно теплоизоляционному блоку тепловых сетей.
Известна теплосеть (см. а.с. 1613785, МКИ F16L 59/00, Бюл. 46, 1990), включающая блок из теплоизоляционных плит с каналами для труб, причем трубопроводы установлены с опиранием на стенки каналов, выполненных треугольной или трапецеидальной формы поперечного сечения с уширениями, направленными вверх каналов, а на их стенках в отдельных местах по длине канала выполнены выступы с гранями, параллельными стенкам канала для опирания трубопроводов, в днище блока по всей длине выполнены выемки, в верхней части блока выполнены выступы, соответствующие форме верхней части канала.
Недостатком данной теплосети являются значительные теплопотери в окружающую среду из-за наличия контакта трубопроводов с наружной средой, через конструкцию каналов.
Известна теплосеть (см. патент РФ на полезную модель №39672 МПК F16L 59/00 Бюл. №22 опубликован 10.08.2004) включающая блок из теплоизоляционных плит с каналами для труб, причем трубопроводы установлены с опиранием на стенки каналов, выполненных треугольной или трапецеидальной формы поперечного сечения с уширениями, направленными вверх каналов, а на их стенках в отдельных местах по длине канала выполнены выступы с криволинейными винтообразными канавками и гранями, параллельными стенкам канала для опирания трубопроводов, в днище блока по всей длине выполнены выемки с циклоидальными направляющими, в верхней части блока выполнены выступы, а шов между верхней и нижней плитами герметизирован гибким трубопроводом, уложенным в пазах, образованных двумя полусферами, при этом криволинейные винтообразные канавки на выступах находящихся с правой стороны по ходу движения теплоносителя, выполнены с кривизной, имеющей направление движения по ходу часовой стрелки, а криволинейные винтообразные канавки на выступах, находящихся с левой стороны по ходу движения теплоносителя, выполнены с кривизной, имеющей направления движения против часовой стрелки.
Недостатком являются теплопотери от наружной поверхности трубопроводов к выступам на стенках каналов, особенно в изменяющихся температурно-влажностных условиях, а именно в осенне-зимний и весенне-летний периоды эксплуатации теплосети.
Технической задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является снижение теплопотерь при высокой влажности и перепадах температур наружного воздуха путем обеспечения более эффективной тепловой завесы за счет отделение мелкодисперсной и сконденсировавшей влаги из воздуха внутри теплосети, т.е. получается воздушного теплового потока омывающего трубопровод с необходимыми теплоизоляционными свойствами.
Технический результат достигается тем, что теплосеть, включающая блок из теплоизоляционных плит с каналами для труб, причем трубопроводы установлены с опиранием на стенки каналов, выполненных треугольной или трапециевидной формы поперечного сечения с уширениями, направленными вверх каналов, а на их стенках в отдельных местах по длине канала выполнены выступы с криволинейными винтообразными канавками и гранями, параллельными стенкам канала для опирания трубопроводов, в днище блока по всей длине выполнены выемки с циклоидальными направляющими, в верхней части блока выполнены выступы, а шов между верхней и нижней плитами герметизирован гибким трубопроводом, уложенном в пазах, оборудованных двумя полусферами, при этом, криволинейные винтообразные канавки на выступах находящихся с правой стороны по ходу движения теплоносителя, выполнены с кривизной, имеющей направление движения по ходу часовой стрелки, а криволинейные винтообразные канавки на выступах, находящихся с левой стороны по ходу движения теплоносителя, выполнены с кривизной, имеющей направления движения против часовой стрелки, при этом криволинейные винтообразные канавки выполнены с профилем в виде «ласточкина хвоста».
На фиг.1 изображена теплосеть, общий вид, на фиг.2 - теплосеть, продольный разрез в месте образования жестких опор, на фиг.З - циклоидальные направляющие, на фиг.4 - поверхности противоположно расположенных выступов с криволинейными винтообразными канавками, касательная которых имеет направление по ходу и против движения часовой стрелки, на фиг.5 - профиль криволинейной винтообразной канавки.
Теплосеть включает теплоизоляционный блок, состоящий из верхней 1 и нижней 2 плит с каналами 3. На стенках каналов 3 выполнены выступы 4 с гранями, параллельными стенкам каналов 3. В днище нижней плиты 2 теплоизоляционного блока имеются сквозные вертикальные отверстия 5 цилиндрической формы. Трубопроводы 6 установлены с опиранием на грани выступов 4 каналов 3. Нижняя плита 2 теплоизоляционного блока уложена на основание 7 из дренирующего материала. В днище нижней плиты 2 выполнены выемки 8 треугольной формы поперечного сечения, а на внутренней поверхности плиты 1 - выступы 9. По длине блока выполнены жесткие опоры 10 в виде замоноличенных участков канала 3. Выполнение каналов 3 с наклонными стенками, имеющими выступы 4, параллельные стенкам канала 3, позволяет снивелировать трубопроводы 6 и обеспечить прерывистое касание трубопровода по длине канала 3 и, следовательно, отвод влаги с верхней и нижней частей канала 3 и трубопровода 6. Выполнение каналов 3 треугольной или трапецеидальной формы поперечного сечения позволяет укладывать в один и тот же канал по длине теплосети трубопроводы разных диаметров с обеспечением их фиксации выступами 4 на наклонных стенках без применения специальных опор и изменения конструкции плит теплосети. На внутренней полости каналов 3 вокруг трубопровода 6 в пределах выемок 11 предусмотрены циклоидальные направляющие 12, а в пределах выступов 4 - криволинейные винтообразные канавки 13. Шов между верхней 1 и нижней 2 плитами герметизирован гибким трубопроводом 14, уложенным в пазах 15, образованных двумя полусферами 16 и 17. Гибкий трубопровод 14 соединен с каналом 3 и имеет возможность подключения к источнику давления через запорные устройства (не показано). Криволинейная винтообразная канавка 13 и 18 выполнена с профилем в виде «ласточкина хвоста», а касательная криволинейных винтообразных канавок 13 на выступе 4 имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а на противоположном выступе 19 касательная криволинейной винтообразной канавки 18 имеет направление движения против часовой стрелки. Профиль криволинейных винтообразных канавок 13 и 18 в виде «ласточкина хвоста» объемную полость 20 и узкое щелеобразное выходное отверстие 21.
Снижение теплопотерь в теплосети при изменяющейся температуре наружного воздуха с повышенным влагосодержанием, например в осенне-зимний и весенне-летний периоды осуществляется следующим образом.
Наличие парообразной и мелкодисперсной влаги в наружном воздухе при изменяющейся температуре приводит к диффузорному проникновению влаги в полости теплосети, что соответствует увеличению количества мелкодисперсной и парообразной во внутреннем воздухе, а это резко снижает его теплофизические свойства (коэффициент теплопроводности сухого воздуха 0,0244 Вт/м К, а воды 0,5513 Вт/м К, т.е. наличие влаги в сухом воздухе увеличивает теплопроводность не более чем в 20 раз; см., например, стр.319 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М: - 469 стр., ил.) и, соответственно ухудшается качественные параметры как таковой завесы.
В соответствии с предлагаемым техническим решением при перемещении в теплоизоляционном блоке внутреннего воздуха, насыщенного мелкодисперсной и парообразной влагой, по криволинейным винтообразным канавкам 13 выступа 4 образуется закрученный тепловой поток, движущийся по ходу часовой стрелки, при этом мелкодисперсная и сконденсировавшаяся влага не выбрасывается из объемной полости 20 через узкое щелеобразное выходное отверстие 21, а накапливается в нем, стекает под действием силы тяжести в днище нижней плиты 2 и далее в приямок для дальнейшего удаления из теплоизоляционного блока тепловой сети (известным способом, например насосом). Соотношение площадей объемной полости 20 щелевого выходного отверстия 21 приводит к тому, что закрученный воздушный поток, перемещающийся по криволинейным винтообразным канавкам 13 и 18, выхода из щелеобразного выходного отверстия 21 дросселируется эффектом Джоуля-Томсона (см. например, стр.199 там же), а это снижает температуру воздуха в объемной полости 20 и дополнительно конденсируется парообразную влагу, что конечном итоге осушает воздух, находящийся в каналах 3, поддерживая теплоизоляционные параметры в допустимых значениях независимо от температурно-влажностных воздействий окружающей теплосеть среды.
В этом случае циклоидальные направляющие ориентируют выделяемые трубопроводами тепловые потоки вдоль их длины, при этом, обтекая поверхность трубопроводов, тепловые потоки исключают поперечные течения в окружающую среду.
Криволинейные винтообразные канавки закручивают тепловые потоки во встречных направлениях вокруг трубопроводов и усиливают процесс их перемещения в канале, создавая тепловую завесу. Закрутка теплового потока вызывает выравнивание температурного перепада в канале. Циркуляция теплового потока в канале исключает коррозию трубопроводов за счет улучшения микроклимата в каналах вследствие уноса вредных газовых соединений при помощи инфильтрации и эксфильтрации воздуха через неплотности в блоке. Перемещение воздуха за счет этих явлений способствует возникновению аэродинамических сил, усиливающих циркуляцию тепловых потоков, омывающих трубопроводы, при этом циклоидальные направляющие и криволинейные винтообразные канавки интенсифицируют закрутку и циркуляцию тепловых потоков, уменьшая теплопотери в окружающую среду. В сложных погодно-климатических условиях теплопотери могут быть снижены еще путем перепуска теплового потока по гибкому трубопроводу, уложенному в пазах, образованных двумя полусферами из верхних и нижних плит блока теплосети.
Оригинальность предполагаемого технического решения заключается в уменьшении теплопотерь трубопроводов, особенно в условиях температурно-влажностного воздействия окружающей среды на теплосеть за счет дополнительной осушки воздуха внутри теплоизоляционного блока с использованием эффекта Джоуля-Томсона путем выполнения криволинейных винтообразных канавок в виде «ласточкина хвоста», что позволяет выделять, накапливать и в последующем удалять мелкодисперсную конденсирующаяся влагу закручивающегося воздуха, обеспечивающего тепловую завесу трубопроводов, с заданными теплоизоляционными свойствами.