Утепление и подогрев модульных резервуаров

Утепление и подогрев резервуаров для работы зимой

Зимой задача простая: не дать жидкости перемёрзнуть и максимально снизить тепловые потери при эксплуатации резервуара. Для этого ёмкость утепляют и при необходимости оборудуют системой подогрева. Нужны ли эти меры, какая толщина утеплителя и какая мощность нагрева — определяет тепловой расчёт для конкретного объекта.

От чего зависит решение

• Регион размещения и расчётные зимние температуры.
• Объём ёмкости: большой резервуар охлаждается значительно медленнее малого.
• Периодичность опорожнения — в «проточной» ёмкости вода обновляется и не успевает замёрзнуть.
• Температура поступающей жидкости.
• Назначение: противопожарный запас стоит неподвижно месяцами, техническая вода расходуется ежедневно.

В каждом конкретном случае применяют одну или несколько опций одновременно: частичное заглубление или обвалование ёмкости, утепление, подогрев, постоянная циркуляция воды.

Утепление стенок

Боковые стороны модульных резервуаров утепляют экструдированным пенополистиролом толщиной 50 мм, под заказ — 100 мм, а крышу — 100 мм. Вату наклеивают по оцинкованному каркасу ёмкости, а сверху закрывают слоем геотекстиля и вкладышем. То есть утеплитель оказывается внутри конструкции, между металлом и мембраной: он защищён от осадков, ветра и механических повреждений, и его не нужно отдельно зашивать фасадным материалом.

Экструдированный пенополистирол не впитывает влагу и хорошо работает в заглублённых и обвалованных ёмкостях; при необходимости утепляют и дно. Какой именно материал и какую толщину взять, решает тепловой расчёт.

Утепление крыши

Утеплять только стенки нет смысла: через открытую крышу идёт значительная часть теплопотерь, а на внутренней поверхности накапливается конденсат. Поэтому для круглогодичных уличных резервуаров утепляют и металлическую крышу. Люк обслуживания при этом оставляют доступным, а утепление выполняют так, чтобы не мешать осмотру ёмкости.

Система подогрева

Систему подогрева жидкости в баке образуют ТЭНы, температурные датчики и блок управления. Работает она автоматически: снижение температуры до критического показателя (около +1 °C) включает ТЭН, а после нагрева жидкости до заданной температуры датчики срабатывают и выключают его.

Мощность подогрева подбирают по тепловому расчёту — она должна компенсировать потери через стенки и крышу при расчётной зимней температуре. Именно поэтому утепление и подогрев проектируют вместе: чем качественнее утеплена ёмкость, тем меньше нужная мощность ТЭНов и ниже эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Заглубление и обвалование

Грунт — хороший утеплитель. Если ёмкость заглубить частично, примерно на 1,25 метра, дополнительных усилений каркаса не требуется, а нижняя часть резервуара оказывается в зоне стабильных температур. Обвалование — насыпь грунта по периметру ёмкости — работает по тому же принципу и часто обходится дешевле, чем утеплитель на всю высоту стенки.

Полностью подземные резервуары зимой практически не требуют подогрева: их комплектуют только утеплённой крышей, а стенку дополнительно гидроизолируют.

Циркуляция как альтернатива

Если технология позволяет, самый простой способ избежать замерзания — постоянная циркуляция воды. Движущаяся вода не замерзает даже при значительных минусах, а насос потребляет меньше энергии, чем ТЭНы такой же эффективности. Этот вариант применяют там, где резервуар и так работает в контуре с насосной станцией.

Примеры реализации

На газозаправочном комплексе в Борисполе два противопожарных резервуара по 549 м³ высотой 7,5 м смонтированы с утеплением и системой подогрева — пожарный запас должен оставаться жидким круглый год. Так же выполнены ёмкости по 521 м³ в Овруче и Переяславе. Два подземных резервуара по 225 м³ в селе Коржи Киевской области работают с утеплённой крышей и изоляцией стенки мастикой, без подогрева.

Сколько это добавляет к стоимости

Утепление и подогрев — это отдельные позиции в коммерческом предложении. На цену влияет площадь поверхности (а значит диаметр и высота ёмкости), толщина утеплителя, наличие утеплённой крыши и мощность нагревательного оборудования. Для ёмкостей в помещении эти опции обычно не нужны вообще — это одна из причин, почему «внутренние» резервуары дешевле «уличных».

Как работает утепление внутри конструкции

В обычном стальном резервуаре утеплитель монтируют снаружи и закрывают фасадным материалом: получается дополнительный слой, который нужно обслуживать и который со временем набирает влагу. В модульной ёмкости этого нет. Последовательность слоёв с улицы внутрь такая: оцинкованный каркас — утеплитель — геотекстиль — вкладыш — жидкость. Утеплитель закрыт с двух сторон, на него не попадает дождь и его не срывает ветер.

Когда утепление не нужно

Ёмкостям в помещениях — в подвалах, насосных, цехах — утепление и подогрев не нужны вообще. Не нужны они и сезонным резервуарам, которые на зиму опорожняют: для полива, сбора дождевой воды, выращивания рыбы в тёплый период. В этих случаях ёмкость комплектуют натяжной пластиковой крышей или оставляют открытой, и стоимость комплекта заметно снижается.

Частые вопросы

Когда утепление нужно, а когда нет

Ответ зависит не от региона, а от того, как часто в резервуаре обновляется вода. Практика даёт три чётких случая:

• Вода обновляется раз в два-три дня — часть сливается и заливается новая. Ни утепления, ни подогрева не нужно: вода просто не успевает замёрзнуть.
• Обновление не реже чем раз в 7–10 дней — резервуар нужно утеплить. Этого достаточно, чтобы предотвратить замерзание.
• Обновление реже чем раз в 10 дней — нужно не только утеплять, но и ставить систему подогрева.

Противопожарный резервуар почти всегда попадает в третью категорию: его запас стоит нетронутым месяцами.

Как утепляют

Стенки утепляют листовым пенополистиролом или минеральной ватой. Утеплитель наклеивают изнутри на оцинкованный каркас, а затем закрывают геотекстилем и вкладышем — то есть он оказывается между металлом и мембраной, защищённый от воды и от ультрафиолета.

Крышу изолируют экструдированным пенополистиролом высокой плотности: кровля утеплённого резервуара состоит из двух слоёв профнастила с утеплителем между ними.

Толщины: стенки 50 мм, под заказ 100 мм, крыша 100 мм, при необходимости утепляют и дно.

Как работает подогрев

Система состоит из ТЭНов или погружных тепловых кабелей, датчиков температуры и блока управления. Когда датчик показывает минимальную температуру — как правило, около +1 °C — ТЭН включается. После подъёма температуры на один-два градуса датчик его выключает.

Мощность подбирают по диаметру и высоте резервуара: ряд составляет 4, 8, 12, 20, 30 и 40 кВт. Расчёт ведут на температуру самой холодной пятидневки около −26 °C и уточняют под конкретные условия, размер и толщину утепления.

Вопрос, который задают чаще всего — сколько это намотает. Немного: в правильно утеплённом резервуаре ТЭНы суммарно работают не более месяца в год. Основные деньги экономит именно утепление, а не мощность нагревателя, поэтому брать ТЭН «с запасом» на неутеплённую ёмкость — худший из возможных вариантов.