Details

Цель работы – научное обоснование и количественная оценка повышения эффективности эксплуатации тепловых сетей за счет применения аэрогелевой теплоизоляции. В работе решены задачи: анализ состояния тепловых сетей, сравнительная оценка свойств инновационных и традиционных изоляционных материалов, обоснование критерия минимума приведённых затрат, разработка методики энергоэкономической эффективности, моделирование тепловых процессов, расчёт экономической эффективности и анализ рисков. Объект исследования – участки тепловых сетей в разных условиях прокладки; предмет – процессы теплопереноса в изоляционных конструкциях и характеристики материалов на основе аэрогеля. Методы исследования – анализ статистики и нормативной документации, сравнительный анализ свойств, теплофизическое моделирование, технико-экономический анализ, анализ чувствительности и моделирование рисков. В результате работы определены приоритетные регионы для внедрения. Замена минеральной ваты на аэрогель на участке теплосети экономически эффективна. Замена пенополиуретана при текущей цене аэрогеля нецелесообразна. Вероятность успеха проекта замены минваты – высокая. Область применения результатов – проектное обоснование выбора теплоизоляции, региональные программы энергосбережения, учебный процесс. Вывод: применение аэрогеля экономически эффективно при замене минераловатной изоляции в холодных регионах с высокими тарифами; снижение цены аэрогеля до 60–80 тыс. руб./м³ сделает его конкурентоспособным и для замены пенополиуретана.

Thesis objective: scientific substantiation and quantitative assessment of the operational efficiency improvement of heating networks through the application of aerogel thermal insulation. The work solves the following tasks: analysis of the current state of heating networks, comparative assessment of innovative and traditional insulation materials, justification of the minimum reduced cost criterion, development of a methodology for energy-economic efficiency, modeling of thermal processes, calculation of economic efficiency, and risk analysis. Object of research: sections of heating networks under different laying conditions. Subject of research: heat transfer processes in insulation structures and the characteristics of aerogel-based materials. Research methods: statistical and regulatory document analysis, comparative property analysis, thermophysical modeling, technical and economic analysis, sensitivity analysis, and risk modeling. Results: priority regions for implementation were identified. Replacing mineral wool with aerogel on a heating network section is economically efficient. Replacing polyurethane foam at the current aerogel price is impractical. The probability of success for the mineral wool replacement project is high. Application area: design justification for insulation selection, regional energy saving programs, and educational processes. Conclusion: the use of aerogel is economically efficient when replacing mineral wool insulation in cold regions with high tariffs; reducing the price of aerogel to 60-80 thousand rubles/m³ would also make it competitive for replacing polyurethane foam.