The method of determining the optimal thickness of thermal insulation from the condition of minimizing the unit annual costs is considered
optimization, thermal insulation, thermal resistance, heat loss
Значительным экономическим фактором при проектировании технологического оборудования в химической промышленности является снижение тепловых потерь посредством применения тепловой изоляции. В некоторых случаях использование теплоизоляции также способствует защите оборудования от коррозии (за счет предотвращения образования конденсата) и проведению специфических химико-технологических процессов – адиабатных, изотермических, процессов, сопровождающихся тепловым эффектом и других. Не менее важным предназначением изоляции является обеспечение безопасных условий труда для рабочего персонала. В соответствии с данными [1], температура наружной поверхности тепловой изоляции для аппаратов, расположенных в рабочей или обслуживаемой зонах помещений, не должна превышать 35-55 °С. Температура наружной поверхности тепловой изоляции оборудования, расположенного на открытом воздухе в рабочей или обслуживаемой зоне, должна быть не выше 60 °С. Для трубопроводов, расположенных за пределами рабочей или обслуживаемой зоны, температура наружной поверхности тепловой изоляции не должна превышать температурных пределов применения материалов покровного слоя, и не должна быть выше 75 °С.
Теплоизоляционный материал должен обладать высокой пористостью и, соответственно, плотностью, низкой гигроскопичностью, высокой удельной теплоемкостью, термостойкостью, механической прочностью и долговечностью. Для обоснованного выбора материала можно использовать условие [2]:
|
|
(1) |
где 
– коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции, Вт/(м·К); 
– коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности тепловой изоляции к окружающей среде, Вт/(м2∙К); 
– наружный диаметр изолируемой поверхности, м.
|
|
(2) |
где 
– капитальные затраты, руб/м2; 
– коэффициент эффективности капиталовложений, год-1; 
– эксплуатационные затраты, руб/(м2∙год).
Капитальные затраты в наибольшей степени определяются стоимостью материала тепловой изоляции, а эксплуатационные затраты зависят от стоимости тепловой энергии.
В результате оптимизации было получено выражение [3] для определения оптимальной толщины слоя тепловой изоляции 
:
|
|
(3) |
где 
и 
– температуры горячей среды и окружающей среды, оC;
– продолжительность работы оборудования за год, ч/год; 
– удельная стоимость тепловой энергии, руб/(Вт∙ч); – коэффициент эффективности капиталовложений, год-1; 
– стоимость материала изоляции, руб/м3; 
– сумма термических сопротивлений теплоотдачи и теплопроводности всех слоев стенки, кроме слоя теплоизоляции, м2К/Вт.
Выражения (1) и (3) позволяют обоснованно выбрать материал и толщину слоя тепловой изоляции.
1. SP 61.13330.2012. Svod pravil. Teplovaya izolyaciya oborudovaniya i truboprovodov. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 41-03-2003. M.: Minregion Rossii, 2012.
2. Scherbin S.A., Glotov V.A. Podbor materiala dlya ustroystva teplovoy izolyacii // Sovremennye tehnologii i nauchno-tehnicheskiy progress. 2021. T. 1. № 8. S. 103-104.
3. Scherbin S.A., Glotov V.A., Glotov A.A. Podbor materiala i tolschiny teplovoy izolyacii // Sbornik nauchnyh trudov AnGTU. 2021. S. 95-98.
