На территории нашей страны наиболее распространены централизованные системы теплоснабжения (ЦСТ). ЦСТ обеспечивает подачу тепла большому количеству различных потребителей, расположенных вне места выработки тепла. При этом имеют место значительные экономические затраты, связанные с потерями тепловой энергии при транспортировке и распределении [1, с. 99].
Общая протяженность тепловых сетей (ТС) в Российской Федерации составляет около 260 000 км. ТС делятся на подземные (с канальной и бесканальной прокладкой) и надземные. Более 85 % общей протяженности составляют ТС подземной прокладки в непроходных и проходных каналах [2, с. 210]. Учитывая климатические условия нашей страны, широкое применение нашла канальная прокладка ТС.
На данный момент актуальной проблемой является выбор современной тепловой изоляции для трубопроводов ТС, так как от качества изоляции зависят тепловые потери и срок эксплуатации теплопровода. По некоторым оценкам потери составляют до 30 % отпускаемого тепла на изношенных сетях, что эквивалентно 60–80 млн тонн у. т. в год [2, с. 211].
Главными видами тепловых потерь являются потери через изолированные поверхности оборудования и теплоизоляционные материалы трубопроводов.
В ТС используются различные виды тепловой изоляции: армопенобетон автоклавного твердения, битумоперлит, асфальтокерамзитобетон, газосиликат, фенольные пенопласты и другие, но чаще всего применяются более эффективные виды теплоизоляции, такие как пенополиуретан (ППУ), минеральная вата и монолитный пенобетон. У каждого теплоизоляционного изделия есть ряд основных свойств, которые нужно учитывать при выборе; например, допустимая температура применения, допустимые нагрузки на изоляционную поверхность, температурные деформации изолируемых поверхностей, условия монтажа и другие.
Эффективным теплоизоляционным материалом для канальной прокладки теплопроводов являются цилиндры из минеральной ваты. К классу минеральных ват, согласно ГОСТ 52953-2008, относят волокно из шлаков, стекловолокно и каменную вату [3, с. 175]. Такой вид тепловой изоляции (табл. 1) чаще применяется для труб большого диаметра. Минеральная вата имеет низкий коэффициент теплопроводности и широкий температурный диапазон применения, относится к классу негорючих материалов. Одним из главных недостатков минеральной ваты является потеря теплоизоляционных качеств при нарушении целостности слоя изоляции, а также спрессовывание ее под воздействием факторов окружающей среды [3, с. 175]. Из-за низкого качества минерального волокна в ТС происходят значительные теплопотери, которые приводят к большому перерасходу энергетических ресурсов.