Обогрев баков с водой зимой

Обогрев емкостей и резервуаров с помощью греющего кабеля

В домашнем хозяйстве или промышленном производстве использование емкостей и резервуаров распространено повсеместно. При этом емкости применяются самые разные. Они отличаются по форме – кубические, цилиндрические, сферические; размерам – от малогабаритных до крупнотоннажных; материалам изготовления – металлические или пластиковые. В резервуарах и емкостях хранят технические и пищевые жидкости, нефтепродукты, топливо, сыпучие материалы.

Нередко использование емкостей сопряжено с эксплуатацией под открытым небом, что в зимних условиях имеет свои определенные недостатки:

• повышается вязкость жидкости вплоть до 100% замерзания, что вызывает некоторые проблемы при последующей перекачке до полной остановки трубопровода;
• замерзание ряда технических жидкостей внутри цистерны может привести к потере их эксплуатационных свойств;
• пищевые продукты, подвергнутые воздействию низких температур, могут потерять вкусовые качества.

Во избежание подобных проблем следует заранее позаботиться об организации обогрева емкостей. Для этого могут использоваться разные системы отопления. Но как показывает практический опыт — оправданными с финансовой точки зрения, а также с учетом особенностей монтажа и обслуживания, выглядят кабельные системы обогрева. В качестве нагревательного элемента в этих системах применяется греющий кабель – резистивный и саморегулирующийся. Последний тип предпочтителен, поскольку удобен и практичен.

Конструкция саморегулирующегося кабеля и особенности обогрева емкостей

Для передачи электрического тока внутри кабеля проходят две металлические жилы, которые расположены параллельно. Чаще всего, номинальное напряжение эксплуатации составляет 220 В. Этих параметров, как правило, хватает и для подогрева небольших баков на несколько литров, и для резервуаров на тысячи тонн.

Оба проводника заключены в специальную пластмассу и не содержат никакой другой изоляции. С изменением температуры меняется сопротивление пластмассы, что позволяет кабелю самостоятельно регулировать объем тепловыделения.

• мощность 1 погонного метра при температуре +10 градусов Цельсия;
• мощность кабеля в воде или во льду.

Саморегулирующиеся провода надежны, экономичны, при установке систем обогрева их можно нарезать на куски расчетной длины.

Обогрев емкости с помощью кабельной системы происходит по следующему принципу:

• кабель прилегает максимально плотно к стенкам резервуара;
• при понижении окружающей температуры охлаждается емкость и полимерная матрица кабеля;
• понижение температуры матрицы приводит к снижению сопротивления, и кабель начинает нагреваться сам и греть емкость с содержимым;
• температура возрастает, возрастает сопротивление полимерной матрицы, энергопотребление сводится к минимуму.

Особенности установки кабельной системы

Изначально, перед непосредственной укладкой кабеля, следует набросать на бумаге проект системы обогрева. В частности, необходимо определиться со схемой укладки греющего элемента. Как правило, кабель укладывается змейкой, или используется спиралевидная навивка.

При монтаже системы подогрева старайтесь излишне не подвергать кабель механическим воздействиям, во избежание его повреждения. Уложенный провод необходимо жестко закрепить на стенках резервуара с помощью монтажной ленты, кладочной сетки, хомутов или скоб.

После фиксации нагревательный элемент следует накрыть тепло- и гидроизоляционными материалами. Особенно тщательно это условие нужно соблюдать для резервуаров, которые стоят под открытым небом.

Источник

Возможно ли утеплить стальной резервуар, чтобы вода в нем не замерзла при отрицательных температурах?

Страница 1 из 2

1

2

>

Имеется небольшой стальной резервуар, находящийся на улице при отрицательных температурах. В резервуар попадает вода в результате технологического процесса. Как правило вода заполняет объем максимум на 60%.

Вопрос: Возможно ли утеплить стальной резервуар, чтобы вода в нем не замерзла при отрицательных температурах? Если да, то как подобрать толщину утеплителя?

07.02.2019, 19:38 #2

07.02.2019, 20:49 #3

07.02.2019, 21:10 #4

Нужна ещё длительность действия отрицательной температуры. Рано или поздно всё замерзает при минусе.

07.02.2019, 21:41 #5

В смысле длительность, ну резервуар будет постоянно на улице.

—— добавлено через 38 сек. ——

07.02.2019, 22:02 #6

08.02.2019, 04:25 #7

08.02.2019, 05:07 #8

08.02.2019, 09:54 #9

нефть и газ (промысловая подготовка, магистральный транспорт)

08.02.2019, 09:54 #10

08.02.2019, 10:08 #11

08.02.2019, 20:09 #12

dt (T — T0) A / R = c m dT

t — время, T — температура воды, T0 — температура воздуха, A — площадь поверхности резервуара, R — сопротивление теплопередаче, c — удельная теплоёмкость жидкости, m — масса жидкости.

08.02.2019, 20:40 #13

08.02.2019, 21:30 #14

Спасибо.
Будет ли корректно подставить вместо dt и Т продолжительность и среднюю температуру холодного периода?

Может кто-нибудь поделится — у кого есть опыт подобного утепления (без спутников) пож. резервуаров типа ж. д. цистерн?

09.02.2019, 07:01 #15

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Не надо ставить слишком широкую задачу «вода не замерзла». Может образоваться лед на поверхности — и это не страшно. Для пожарного резервуара, например. Могут начать обмерзать изнутри стенки — и это не страшно. Для пожарного резервуара, например. Здесь важно назначение резервуара, порядок его использования. Есть ли хоть какой-нибудь проток воды.

Здесь так же, как в естественных водоемах — при достаточном объеме они не промерзают «до дна».

Если есть проток, то полностью не замерзают даже вообще неизолированные водопроводы, проложенные по поверхности. И в любом резервуаре, если есть «технологический» приток, должен быть и сток.

Пожарные резервуары раньше делали ЖБ и полузаглубленные, просто с обваловкой. Теперь заводами изготавливаются и стальные и пластиковые резервуары разных емкостей. Можно заглубленно и полузаглубленно устанавливать, можно и надземно, но с «обычной» изоляцией до 150 мм толщиной. На Северах так и делают, но предусматривают циркуляцию воды.

09.02.2019, 08:29 #16

09.02.2019, 21:32 #17

Вложения

Пожрезервуар на Валааме.pdf (84.7 Кб, 92 просмотров)

09.02.2019, 22:22 #18

Так он у вас, судя по чертежу (разрезу), не надземный, а обвалованный. С такими действительно особых проблем нет, под землёй он не промёрзнет.

А вот если резервуар надземный и вода в нём залита один раз и стоит, то никакое утепление само по себе (без обогрева) не поможет.

Автор, как вам уже указали — не хватает исходных данных. Какой температуры поступает технологическая вода в резервуар? В каком количестве? Какой объём резервуара? Есть ли слив и куда (если есть приток, значит, должен быть и слив)? Какое назначение резервуара — просто промежуточный отстойник для воды? Может, возможно и вообще без него обойтись — сливать напрямую в очистные сооружения или в канаву, если позволяют показатели загрязнения? Если он предполагается для использования в системе оборотного водоснабжения, то при определённой интенсивности водообмена решение с утеплением без подогрева действительно возможно.

Впрочем, все эти вопросы уже и без меня задали )

09.02.2019, 23:38 #19

11.02.2019, 20:39 #20

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Автор, как вам уже указали — не хватает исходных данных. Какой температуры поступает технологическая вода в резервуар? В каком количестве? Какой объём резервуара? Есть ли слив и куда (если есть приток, значит, должен быть и слив)? Какое назначение резервуара — просто промежуточный отстойник для воды? Может, возможно и вообще без него обойтись — сливать напрямую в очистные сооружения или в канаву, если позволяют показатели загрязнения? Если он предполагается для использования в системе оборотного водоснабжения, то при определённой интенсивности водообмена решение с утеплением без подогрева действительно возможно.

Впрочем, все эти вопросы уже и без меня задали )

Источник

Обогрев резервуаров и емкостей

При открытом расположении металлических емкостей для жидкости в зимнее время может возникнуть необходимость их подогрева. Защита от замерзания жидкостей в надземных емкостях, прежде всего, осуществляется теплоизоляцией, однако она не всегда обеспечивает температуру достаточную для свободного протока и это может привести к застоям, коагуляции мелких частиц с выпадением осадка и прочим нежелательным последствиям. Тогда на помощь приходит кабельная система обогрева резервуаров.

Обогрев резервуаров греющим кабелем решает несколько задач:

• Поддержание заданной температуры — обеспечение минимальной требуемой температуры в случае если стоит задача защита от замерзания, при этом система подогрева должна лишь компенсировать тепловые потери, нагрев самой жидкости целью не является;
• Разогрев жидкости до определенной температуры, где в основном применяются средне- и высокотемпературные нагревательные ленты, чтобы обеспечить нагрев за короткий срок. Такой способ требует не мало затрат на электроэнергию, но все равно остается эффективно выгодным по сравнению с другими способами разогрева жидкости.

Кабельная система обогрева оптимальна для цистерн, бочек, перегонных насосных станциях и прочих резервуаров находящихся вне помещений, благодаря тому, что ее монтаж не требует врезки в емкость и технологических изменений конструкции. А наличие автоматизированной системы управления дает гарантии, что температура жидкости всегда будет соответствовать заданным параметрам.

Для определения теплопотерь и необходимой мощности нагревательного кабеля проводится математический расчет. Исходными данными для него являются:

• Разница температур внутри (в ) резервуара и снаружи (н ) ( Δt). Δt=tв-tн
• Диаметр емкости, м (D );
• Длина емкости, м (L )
• Длина окружности круга, м (L круга). L круга=π*D, где π=3,14;
• Площадь поверхности дна резервуара, м 2 (S круга). S круга=π*D² /4, где π=3,14;
• Площадь поверхности стенки резервуара, м 2 (S стенки ёмкости). S стенки=L круга*L
• Площадь поверхности резервуара, м 2 (S ). S=S стенки+S круга*2
• Толщина изоляции, м (d );
• Теплопроводность изоляции, Вт/м°С ( λ).
• Тепловое сопротивление изоляции ® . R=λ/d

P=S*R*Δt*k, где k=1,25 – коэффициент запаса.

Пример расчета

Исходные данные: tв=15°С, tн=-25°С, S=12 м², d=0,1м, λ=0,05 Вт/м°С.
Тогда: Δt=15- ( -25)=40 ( °С), R=0,05/0,1=0,5 (Вт / м² °С).

Необходимая мощность кабеля составит: P=12*40*0,5*1,25=240 (Вт ).

*При установке емкости на фундаментах следует дополнительно учитывать потери тепла через дно.

Заполните опросный лист для расчета необходимой мощности нашими специалистами. Это сэкономит время и позволит получить точное коммерческое предложение на обогрев резервуаров со всеми комплектующими и расходниками

Выбор кабеля

Для обогрева емкостей применяют резистивный и саморегулирующиеся кабели. Чтобы правильно подобрать погонную мощность кабеля необходимо определить общую мощность и шаг укладки кабеля. Оптимальное расстояние между витками 13-15 см.

Резистивные кабели выбирают в пределах 17-25 Вт/м. Они имеют постоянные показатели сопротивления. Для обеспечения режима работы система дополнительно оборудуется датчиком температуры и терморегулятором.

Саморегулирующие кабели благодаря встроенной полупроводниковой матрице способны самостоятельно выдавать необходимую мощность и регулировать ее при понижении или повышении температуры воздуха. Чаще всего применяется кабель мощностью 30 Вт/м

Монтаж системы

Нагревательный кабель распределяют равномерно от низа вверх по площади бака равной ⅔ от общей площади стенок резервуара с шагом укладки 13-15 см., а в случае, если это сделать затруднительно, то в его нижней части. При изгибе кабеля допускается радиус закругления не менее 3,5 его внешнего диаметра. В зависимости от сложности конструкции резервуара используется крепеж разного назначения и разные способы монтажа, например: крепление монтажным алюминиевым скотчем, обвязка оцинкованной лентой, припой крепежа к стенке резервуара и др…, а зачастую приходиться применять смекалку и использовать нетривиальные решения по обогреву.

Источник