Определение теплопотерь через теплоизоляцию трубопроводов теплоснабжения при подземной прокладке в непроходных каналах

• Выбор оптимального теплового режима работы теплопроводов и разработка эффективных теплоизоляционных конструкций проводится на основе теплового расчёта.
• В задачу теплового расчета входит ре­шение следующих вопросов:
• 1) определение тепловых потерь тепло­провода;

2) расчет температурного поля вокруг теплопровода, т.е.
определение температур изоляции, воздуха в канале, стен канала, грунта;

1. 3) расчет падения температуры теплоно­сителя вдоль теплопровода;
2. 4) выбор толщины тепловой изоляции теплопровода.
3. Для определения теплопотерь теплопроводов необходимо рассчитать общее сопротивление теплопередачи
   от стенки неизолированного трубопровода через слой теплоизоляции к наружному воздуху.
4. Рассмотрим тепловой расчёт теплопровода теплотрассы, проложенного в непроходном канале.

При наличии воздушной прослойки ме­жду изолированным трубопроводом и стен­кой канала термическое сопротивление теп­лопровода определяется как сумма после­довательно соединенных сопротивлений (рис. 9.2):

R = Rи + Rн + Rп.к + Rк + Rгр

, (9.4)

где Rи, Rн, Rп.к, Rк, Rгр

– сопротивление со­ответственно слоя изоляции, наружной по­верхности изоляции, внутренней поверхно­сти канала, стенок канала, грунта.

Рис. 9.2. Схема однотрубного теплопровода в канале

Величины термических сопротивлений определяют в соответствии с основными положениями курса «Тепломасообмен».

Задача теплового расчета многотрубно­го теплопровода в канале сводится в первую очередь к нахождению температуры возду­ха в канале.

Зная температуру воздуха в ка­нале, можно определить теплопотерю каж­дого трубопровода по общим правилам теп­лового расчета трубопроводов, окружен­ных воздухом.

Температура воздуха в канале определя­ется по уравнению теплового баланса.

При установившемся тепловом состоянии коли­чество теплоты, подводимой от трубопро­водов к воздушной прослойке канала, равно количеству теплоты, отводимой от воздуш­ной прослойки через стенки канала и массив грунта в окружающую среду.

В результате решения уравнения теплового баланса получаем выражение для температуры воздуха в канале:

здесь и — температуры теплоносителя в подающей и обратной магистралях; — температура грунта.

Удельные тепловые потери, Вт/м

, изолированного трубопровода равны:

Рассчитанные по уравнению (9.6) величины теплопотерь сравнивают с нормативными теплопотерями ( прил 8). Если расчетные теплопотери не превышают нормативные, значит, разработанная конструкция теплоизоляции является эффективной.

Снижение температуры теплоносителя вдоль теплопровода определяют из уравнения теплового баланса:

где — расход теплоносителя, кг/с

; — теплоемкость теплоносителя, ; и — температуры теплоносителя в начале и конце участка, ; — длина трассы,
м
; — удельные линейные тепловые потери,
Вт/м
.

Из уравнения (9.7) находим:

. (9.8)

Задание 7. Рассчитать теплопотери двух теплопроводов, проложенных в непроходном канале.

Заданы: диаметры трубопроводов , толщины изоляции и , температуры теплоносителей и .

Внутренние размеры канала: ширина Н

, высота
h,
толщина стенок
b,
основания и перекрытия .

Глубина заложения оси трубопроводов ; коэффициент теплоотдачи внутри канала ; коэффициенты теплопроводности: изоляции ; грунта ; стенок канала ; температура грунта на оси канала ; .

Исходные данные для теплового расчета теплопроводов приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.1.

Численные данные к заданию 7

Пример решения задания 7

Исходные данные. Заданы: 2 изолированных теплопровода

проложенные в непроходном канале (рис. 9.3).

• 100 мм; 60 мм; ; ; 700 ; ; ; ; .
• Определить: и .

Рис. 9.3. Схема двухтрубного теплопровода в канале

1. Порядок расчета
2. I. Подающий теплопровод
3. 1. Определяем термические сопротивления:
4. — изоляции
5. ;
6. — теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала:
7. ;
8. — теплоотдачи от воздуха канала к его стенке:
9. ,
10. где внутренний эквивалентный диаметр канала равен:
11. — стенок канала:
12. где наружный эквивалентный диаметр канала:
13. — грунта:
14. ,
15. где эквивалентный диаметр грунта
16. (здесь коэффициент теплоотдачи от грунта к наружному воздуху).
17. II. Обратный теплопровод
18. 1. Определяем термические сопротивления:
19. ;
20. .
21. III. Находим термические сопротивления теплоотдачи:
22. — подающего трубопровода
23. — обратного трубопровода
24. -канала

IV. Определяем температуру воздуха в канале по формуле (9.5):

.

V. Находим теплопотери трубопроводов по формуле (9.6):

• — подающего:
• — обратного:
• Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте основные задачи теплового расчета теплопроводов.

2. Приведите зависимость термического сопротивления от наружного диаметра теплоизоляционной оболочки теплопровода.

3. Изложите методику расчета температуры воздуха в непроходном канале теплотрассы с двумя теплопроводами.

4. В чем состоит метод расчета теплопотерь двухтрубного теплопровода, проложенного в непроходном канале?

10. ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Как и водяные паровые системы теплоснабжения бывают однотруб­ными, двухтрубными и многотрубными

(рис.10.1).

Наибольшее распространение получили двухтрубные

паровые системы с возвратом конденсата к источнику тепла (рис.10.1,
б
). Конденсат от отдельных местных систем теплопотребления собирается в общий бак, расположенный в тепловом пункте, а затем насосом пе­рекачивается к источнику тепла.

Конденсат пара является ценным про­дуктом: он не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов и позволяет сохранить до 15 % содержащегося в паре тепла. Приготовление новых порций питательной воды для паровых котлов обычно требует значительных затрат, превышающих затраты на воз­врат конденсата.

Запрос о целесообразности возврата конденсата к источнику тепла решается в каждом, конкретном случае на основании технико-экономических расчетов.

Многотрубные

паровые системы (рис.10.1,
в
) применяются на про­мышленных площадках при получении пара от ТЭЦ и в случае, если технология производства требует пара разных давлений.

Затраты на сооружение отдельных паропроводов для пара разных давлений ока­зываются меньше, чем стоимость перерасхода топлива на ТЭЦ при от­пуске пара только одного, наиболее высокого давления и последующе­го редуцирования его у абонентов, нуждающихся в паре более низкого давления.

Возврат конденсата в трехтрубных системах производится по одному общему конденсатопроводу.

1. На крупных промышленных узлах, объединяющих несколько пред­приятий, сооружаются комплексные водяные и паровые системы с по­дачей пара на технологию и воды на нужды отопления и вентиляции.
2. На абонентских вводах систем кроме устройств, обеспечивающих передачу тепла в местные системы теплопотребления, большое значе­ние имеет также система сбора конденсата и возврата его к источнику тепла.
3. Поступающий на абонентский ввод пар обычно попадает в распре­делительную гребенку, откуда непосредственно или через редукцион­ный клапан (автомат давления «после себя») направляется к теплоиспользующим аппаратам.

Схемы сбора конденсата бывают открытыми

и
закрытыми.
Наибо­лее простая
открытая
схема сбора конденсата представлена на рис.10.2. По этой схеме конденсат от теплоиспользующего аппарата 2 проходит конденсатоотводчик 3, т. е.

прибор, пропускающий жид­кость и не пропускающий пара, и попадает в бак сбора конденсата 4, который через особую трубу 1 сообщается с атмосферой.

Из бака конденсат насосом 5 перекачивается к источнику тепла или в случае однотрубной системы направляется на использование потребителем.

Рис.10.1. Принципиальные схемы паровых систем теплоснабжения

• а — однотрубной без возврата конденсата; б — двухтрубной с возвратом конденсата; в — трехтруб­ной е возвратом конденсата; 1 — источник тепла; 2 — паропровод; 3 — абонентский ввод; 4 — кало­рифер вентиляции; 5 — теплообменник местной системы отопления; 6 — теплообменник местной системы горячего водоснабжения; 7 — технологический аппарат; 8 — конденсатоотводчик; 9 — дренаж; 10 — бак сбора конденсата; 11—конденсатный насос; 12 — обратный клапан; 13 — конденсатопровод
• Недостатками открытой схемы сбора конденсата являются:
• а) опасность поглощения конденсатом кислорода воздуха, что вы­зывает коррозию конденсатопроводов;
• б) потери в атмосферу пара вторичного вскипания и уходящего с паром тепла.

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях — Лучшее отопление

Расчёт потерь тепла с трубопроводов тепловых сетей выполнен на основе методики приведенной в СНиП 2.04.14 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

Методика расчёта тепловых потерь пригодна для всех трубопроводов, на которые распространяется действие данных норм, за исключением систем с отрицательной температурой рабочей среды.

Расчёт величины тепловых потерь выполнен по нормативной плотности теплового потока через изолированную поверхность трубопровода. В методике использованы табличные данные удельных тепловых потерь с одного метра трубы, приведенные в СНиП. Потери тепла для диаметров труб и температур теплоносителя, не приведенных в таблицах — определены методами интерполяции и экстраполяции.

Расчётные потери тепла трубопроводами тепловой сети определяется по формуле:

q

– удельная нормативная величина тепловых потерь с одного метра трубы, Вт/м, при средней температуре теплоносителя и заданном количестве часов работы в год, определяется для каждого из диаметров по табличным данным СНиП 2.04.14;

k

– коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла с опор трубопровода и арматуры, принимается по табличным данным;

b

– коэффициент, учитывающий изменение плотности теплового потока через теплоизоляционный слой из пенополиуретана (ППУ), определяется по СНиП 2.04.14;

l

– длина участка трубопровода, м.

Температуру теплоносителя

для расчёта потерь тепла в тепловых сетях следует принимать:

• среднюю температуру теплоносителя за год — для непрерывно работающих сетей;
• среднюю температуру теплоносителя за период со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже 8°С — для тепловых сетей работающих только в отопительный период.

Расчётные температуры в двухтрубных водяных тепловых сетях при качественном регулировании в зависимости от температурного графика отпуска тепла применяют:

Расчёт потерь тепла с трубопроводов — Тепловых сетей Программа расчёта потерь тепла трубопроводами Тепловой сети основана на методике приведенной в СНиП 2.04.14 Тепловая изоляция …

Источник: www.ktto.com.ua

Рассмотрим пример расчета теплопотерь.

Потери в тепловых сетях Qтc за отчетный период определяются как сумма теплопотерь с непродуктивной утечкой воды из сети Qут, с продуктивной Qут.пр, и потерь тепла через изоляцию в трубопроводах тепловой сети от границы раздела до узла учета тепловой энергии Qиз.

Значение продуктивной утечки определяется согласно соответствующим актам.

Согласно «Схемы балансового разграничения» у «Потребителя» на балансе находится участок теплосети от места присоединения — тепловой камеры ТК- 2 до дома № 4 условным диаметром Ду65, длина — 118,2 п.м.

Тип прокладки — проходной канал.

Определим по формуле нормативные значения среднегодовых тепловых потерь для этой тепловой сети:

• β — коэффициент, учитывающий местные тепловые потери, потери опор, арматуры, компенсаторов. Определяется согласно СНиП 2.04.07 — 86. Для нашего случая β = 1,2;
• L — длина трубопровода (участка тепловой сети);
• qн = qп + qз — нормативные значения удельных тепловых потерь двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в проходном канале и количестве часов работы за год меньше 5000;
• 1 ккал / ч = 1,163 Вт.

Согласно графику температур в тепловых сетях 105°С — 70°С среднегодовые температуры теплоносителя (воды) в водяных тепловых сетях принимаем:

Среднегодовая температура воды в системе трубопроводов:

Потери тепловой энергии через изоляцию трубопроводов

Данный расчет отображает нормативные значения потерь, которые не должны превышаться, если изоляция трубопроводов подбиралась в соответствии со СНиП. Реальные значения могут отличаться от нормативных.

Если выполнить утепление трубопроводов IZOVOL или другими современными изоляционными материалами теплопотери через изоляцию будут очень низкими.

Для точного расчета потерь необходимо использовать метод основанный на алгоритме расчета прохождения тепла через цилиндрическую стенку.

Для участка Ду65 длиной 118,2 п.м.:

qн=(29+17)/1,163=39,66 Ккал /м ч (СНиП 2.04.14–88, приложение 4, табл. 4);

Нормированные значения месячных тепловых потерь через изоляцию трубопроводов для тепловой сети вычисляем:

• n — продолжительность работы сети в данном месяце, час;
• Qн ср.р — Гкал/ч.

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях при транспортировке тепловой энергии Потери тепловой энергии через изоляцию трубопроводов.Данный расчет отображает нормативные значения потерь, которые не должны превышаться, если изоляция трубопроводов подбиралась в соответствии со СНиП.

Источник: teplokom.com.ua

Здравствуйте, друзья! Расчет тепловых потерь трубопроводами отопления является важным и нужным расчетом, так как позволяет в цифрах определить количество тепла, теряемого в трубах отопления.

Также этот расчет важен по той причине, что теплоснабжающие организации включают потери тепла через трубопроводы в оплату теплоэнергии, в том случае если прибор учета тепловой энергии не находится на границе балансовой принадлежности, а от границы раздела до прибора учета тепла есть участки теплотрассы на балансе потребителя тепла.

Вообще, надо сказать, что расчет этот довольно трудоемкий. Ниже приведен пример расчета тепловых потерь трубопроводами отопления. Расчет производится согласно Приказа Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г.

N 325 «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя» и методических указаний по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «тепловые потери» СО 153-34.20.523-2003, Часть 3.

Изоляционный материал: скорлупы минераловатные оштукатуренные,

δ- толщина изоляции = 0,05 м,

α – коэффициент теплоотдачи от изоляции трубопровода к воздуху канала, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),

При надземной прокладке

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ

НЕИЗОЛИРОВАННЫМИ ТРУБОПРОВОДАМИ

ПРИ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Содержание

Введение

В настоящем документе рассмотрены особенности расчета тепловых потерь неизолированными трубопроводами тепловых сетей при надземной прокладке и предложена практическая методика выполнения расчета.

Расчет тепловых потерь изолированными трубопроводами должен выполняться в соответствии с методиками, изложенными в действующих нормативных документах /1, 2/. Характерным для данной ситуации является то, что тепловой поток в основном определяется термическим сопротивлением тепловой изоляции. При этом коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности покровного слоя мало влияет на величину тепловых потерь и поэтому может быть принят по средним значениям.

Работа трубопровода тепловой сети без тепловой изоляции является нетиповой ситуацией, так как, согласно нормам, все теплопроводы должны иметь тепловую изоляцию во избежание значительных тепловых потерь. Именно поэтому ни в каких нормативных документах не приводятся методики расчета теплопотерь трубопроводов для данного случая.

Тем не менее, при эксплуатации тепловых сетей могут возникать и возникают ситуации, когда отдельные участки трубопроводов лишены тепловой изоляции. Для обеспечения возможности расчета потерь тепла такими трубопроводами и разработано настоящая методика. Она базируется на наиболее общих теоретических зависимостях по теплоотдаче трубопровода в условиях вынужденной конвекции, которые приводятся в учебной и справочной литературе.

В соответствии с требованием заказчика все формулы и расчетные величины приводятся не в международной системе единиц, а применительно к измерению теплопотерь в ккал/час.

Теоретические основы расчета тепловых потерь

Неизолированными трубопроводами

при надземной прокладке

Трубопровод тепловой сети представляет из себя горизонтально расположенную нагретую трубу, обдуваемую ветром или находящуюся в спокойном воздухе. Поэтому теплоотдачу такого трубопровода можно определять по известным зависимостям с использованием коэффициента теплопередачи через стенку трубы:

Q = Fп· ( Tп – Tв ) / К , (1.1)

К = 1 / (1/αп + δм/λм + 1/αw), (1.2)

В качестве расчетных температур следует брать средние температуры за рассматриваемый период. При этом, температуру поверхности трубопровода можно принимать равной температуре воды в трубопроводе, так как термическое сопротивление стенки трубы δм/λм и сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности 1/αw для чистой трубы во много раз меньше, чем сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности 1/αп. Такое допущение позволяет значительно упростить расчет и уменьшить число необходимых исходных данных, так как тогда не требуется знать скорость воды в трубе, толщину стенки трубы, степень загрязнения стенки на внутренней поверхности. Погрешность расчета, связанная с таким упрощением, невелика и значительно меньше погрешностей, связанных с неопределенностью других расчетных величин.

Площадь наружной поверхности трубопровода определяется его длиной и диаметром:

Fп = π Dп L, (1.3)

С учетом выше изложенного выражение (1) можно преобразовать к виду:

Q = αп π Dп L ( Tп – Tв ), (1.4)

Наиболее важным при расчете тепловых потерь является правильное определение коэффициентов теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода. Вопрос теплоотдачи от одиночной трубы хорошо изучен, и расчетные зависимости приводятся в учебных пособиях и справочниках по теплообмену. Согласно теории, общий коэффициент теплоотдачи определяется как сумма коэффициентов конвективной и лучистой теплоотдачи:

αп = αк + αл(1.5)

Коэффициент конвективной теплоотдачи зависит от скорости воздуха и направления потока по отношению к оси трубопровода, диаметра трубопровода, теплофизических характеристик воздуха. В общем случае выражение для определения коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода при поперечном обдувании потоком воздуха будет:

при ламинарном режиме движения воздуха (критерий Рейнольдса Re меньше 1000)

αк = 0,43 βφ Re0,5 λв / Dn (1.6)

При переходном и турбулентном режиме движения воздуха (критерий Рейнольдса Re равен или больше 1000)

αк = 0,216 βφ Re0,6 λв / Dn, (1.7)

Re = U βuDn / vв , (1.8)

Выбор расчетной скорости ветра U является ответственной задачей, так как этот параметр в существенной степени влияет на значение коэффициента конвективной теплоотдачи. Сложность выбора заключается в том, что скорость ветра является сильно переменной и трудно предсказуемой величиной, поэтому в расчете неизбежно приходится ориентироваться на некоторые средние значения скорости. Среднее значение расчетной скорости ветра U можно определять по фактическим данным скоростей ветра за рассматриваемый период на основании метеорологических наблюдений или по среднемесячным значениям по данным /6, 7/. При этом первый вариант явно предпочтительнее, так как данные СНиП и климатологических справочников являются результатом осреднения за очень большой период многолетних наблюдений и не могут учитывать особенностей климата в конкретный расчетный год.

Значение поправочного коэффициента βu может быть определено на основании данных по поправкам на ветровое давление, приводимым в /4/.

Соотношение между поправочным коэффициентом на скорость воздуха и поправкой на ветровое давление достаточно простое:

βu = βp, (1.9)

Высота расположения трубопровода над землей обычно не превышает 5 м, поэтому значения поправочного коэффициента на скорость ветра определены только для такой ситуации и приведены в таблице 1.

Таблица 1— Поправочные коэффициенты на ветровое давление и скорость воздуха

Данные по зависимости коэффициента кинематической вязкости vв и коэффициента теплопроводности λв от температуры для воздуха с интервалом в 10 градусов приведены в /1, 2, 3/. В приложении 1 приводятся результаты интерполяции этих данных с шагом 1 градус для непосредственного использования при расчете.

В /1/ приводится зависимость поправочного коэффициента βφ от угла обдувания трубопровода. Эти данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Поправочные коэффициенты на от угол обдувания

Учитывая, что направление движения воздуха по отношению к ориентации трубопровода обычно неизвестно, поправочный коэффициент на угол обдувания βφ следует принимать как среднее значение в диапазоне изменения угла направления потока от 90 градусов (перпендикулярно оси трубопровода) до 0 (параллельно оси трубопровода). Согласно данным таблицы 2, среднее значение равно 0,821.

Коэффициент лучистой теплоотдачи зависит от температуры воздуха и температуры поверхности трубопровода, а так же от степени черноты поверхности трубопровода εп .

αл = εп С0 ((( Tп + 273)/100)4 – (( Tв + 273)/100) 4 ) / ( Tп – Tв ) (1.10)

Оголенная стальная труба теплопровода, находящаяся в атмосферных условиях, имеет окисленную или сильно окисленную поверхность, для которых степень черноты εп ,согласно данным /1/, лежит в пределах от 0,8 до 0,98. Поэтому, рекомендуется принимать среднее значение εп

= 0,9
.

Расчет тепловых потерь трубопровода

Для эффективного отопления жилых и коммерческих зданий, а также помещений другого назначения необходимо обеспечить достаточное количество тепловой энергии, а для этого нужно обязательно учитывать потери тепла в трубопроводе

. Для реализации данной задачи специалисты регулярно проводят расчёты потерь тепловой энергии. За основу расчётов берутся различные формулы, но наиболее часто учитывается методика, приведённая в СНиП 2.04.14 (касается тепловой изоляции трубопроводов). Формулу, описанная в указанном нормативном документе, можно использовать для любых видов трубопроводов (исключением являются сети по транспортировке жидкостей и газов с температурой ниже 0 °С).

Как осуществляется расчёт тепловых потерь

Расчёты потерь тепловой энергии выполняются с учётом плотности исходящего теплового потока через изолированные поверхности трубопроводов.

Для определения нужного параметра мы будем пользоваться табличными данными из методического пособия СНиП в расчёте на один метр трубы.

Расчёт тепловых потерь для труб иного диаметра и теплоносителей с иной температурой, которые не приведены в таблице, осуществляется при помощи методов интер- и экстраполяции.

Расчётные потери тепловой энергии трубопроводом определяются по формуле:

Q = q · L · K · B,

• где q – значение удельной нормативной тепловой потери трубы длиной 1 метр, Вт/м (учитывается средняя температура теплоносителей и заданное количество годовой эксплуатации трубопровода – параметр определяют для каждого диаметра на основе табличных данных СНиП 2.04.14);
• K – коэффициент, указывающий на степень дополнительных потерь тепла с опорных частей трубопроводов и запорной арматуры (берутся табличные данные);
• B – коэффициент, указывающий на изменения плотности тепловых потоков через пенополиуретановую теплоизоляцию (для определения используются табличные значения СНиП 2.04.14);
• L – общая длина трубопроводной сети, м.

Для выполнения расчётов необходимо определить температуру теплоносителей:

• среднее значение температуры транспортируемой жидкости или газа за календарный год (для непрерывно работающей тепловой сети);
• среднее значение за период, когда среднесуточная температура окружающей среды опускается ниже +8 °С (для тепловой сети, работающей в период отопительного сезона).

В случае с двухтрубной водяной тепловой сети берут такие расчётные значения температуры:

• при температурном графике 180-70 по ДБН В.2.5-39 (трубы) / СНиП 2.04.14 (изоляция трубопроводов
  ): +100 градусов на подачу, +50 на обрат;
• 150-70: +90, +50;
• 130-70: +65, +50;
• 95-70: +55/+65, +50;
• 80-50: +45 подача, +50 обрат.

Подобные расчёты не отображают фактические потери тепловой энергии, а только предназначены для определения нормативной величины, которую нельзя превышать согласно СНиП.

Способы снижения тепловых потерь

Помимо расчётов, также важно спланировать и принимать меры по снижению потерь тепла в трубопроводах

. Для этих целей можно выполнять такие задачи:

• периодически проверять состояние трубопроводов;
• периодически осушать каналы;
• менять ветхие и часто повреждаемые участки труб;
• прочищать дренажи;
• наносить / восстанавливать антикоррозионное, тепло- и гидроизоляционное покрытие;
• повышать pH транспортируемой воды;
• обеспечить качественную водоподготовку подпиточной жидкости;
• организовать электрохимзащиту трубопровода;
• восстанавливать гидроизоляцию на стыках между плитами перекрытия;
• обеспечить вентиляцию каналов;
• устанавливать сильфонные компенсаторы;
• применять улучшенную трубную сталь и неметаллические трубопроводы;
• в реальном времени определять фактические потери тепла с помощью устройств учёта тепловой энергии;
• усилить надзор при аварийно-восстановительных работах;
• использовать для теплоснабжения потребителей не центральные, а индивидуальные тепловые точки.

Информация по назначению калькулятора

Калькулятор теплопотерь предназначен для расчета примерного количества тепла, теряемого помещением через ограждающие конструкции в единицу времени в самую холодную пятидневку выбранного населенного пункта (по актуализированной редакции СП 131.13330.2012).

Информация актуальна на 2022 год.

Данные расчеты являются достаточно приблизительными, так как невозможно учесть абсолютно все факторы, влияющие на тепловые потери, а полученные результаты необходимо проверять экспериментально, для подтверждения расчетов. Ошибки в конструкции стен так же могут значительным образом повлиять на фактические теплопотери. Например, образование конденсата внутри стеновой конструкции может значительно увеличить теплопроводность теплоизолирующего материала в зимний период.

Также на общие теплопотери влияют разность наружной и внутренней температур, солнечная радиация, атмосферные осадки, ветра и другие факторы. Моделирование процессов тепловых потерь целого здания является актуальной проблемой. Зная теплопотери здания, можно переходить к выбору мощности и вариантов системы отопления.

Для снижения тепловых потерь здания необходимо использовать максимально эффективные теплоизоляционные материалы. Особенно стоит уделить внимание кровле, так как именно через нее наружу уходит наибольшее количество тепла из помещения. Для поддержания комфортного внутреннего микроклимата, а так же снижения финансовых затрат на отопление, необходимо соблюдать правильный баланс утепления всех ограждающих конструкций.

Примерное минимальное качество утепления наружных стен

• Хорошее:

~ 300 мм Дерево + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 500 мм Газо- и пенобетон

~ 300 мм Газо- и пенобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 400 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 250 мм Кирпич + 200 мм Полистирол/Каменная Вата

• Среднее:

~ 300 мм Дерево + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 400 мм Газо- и пенобетон

~ 300 мм Газо- и пенобетон + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 200 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

~ 250 мм Кирпич + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

• Плохое:

~ 200 мм Дерево

~ 200 мм Газо- и пенобетон

~ 100 мм Газо- и пенобетон + 120 мм Кирпич

~ 300 мм Керамзитобетон

~ 250 мм Кирпич

Как произвести расчет тепловых потерь трубопроводов

Определение потерь тепла при транспортировке теплоносителя является задачей, результаты которой влияют на правильный выбор источника теплоэнергии. Определение действительных потерь тепловой энергии трубопроводами и сравнение их со стандартными величинами позволяет своевременно произвести ремонт теплотрассы с заменой труб или их теплоизоляции.

Факторы, влияющие на потери тепла трубопроводом

По существующим методикам в расчетах нормативных потерь тепла учитываются длина и диаметр трубопровода, температура носителя, температура окружающей среды.

Значения относительных потерь тепла приводятся к величинам, кратным пяти.

Данная методика мало соответствует действительности, поскольку не берет в расчет реальное состояние изоляции трубопроводов и утечки самого теплоносителя. (См. также: Монтаж твердотопливных котлов своими руками)

Однако, даже получив уточненные благодаря учету всех величин данные на всей протяженности значительной по длине трассы, нельзя говорить о достоверности этих данных для конкретного участка трубопровода.

Помимо основных параметров: протяженности и диаметра трубопровода, температуры носителя, воздуха и грунта, состояния изоляционного покрытия, на величину тепловых потерь существенное влияние оказывают скорость движения теплоносителя по трубе и количество и мощность потребителей, которые подсоединены к трассе. В случае наличия в системе мелких, находящихся на значительных расстояниях потребителей, потери тепла ощутимо возрастают. А компактная с несколькими крупными потребителями система практически не имеет теплопотерь.

Поэтому, если произведенный расчет тепловых потерь трубопроводов показывает значительные теплопотери для удаленных мелких потребителей, то целесообразной становится задача перевода таких сооружений на индивидуальное отопление. Эта методика также дает возможность определить участки наибольших потерь и показать экономический эффект от замены данного участка трубы. (См. также: Суммарные теплопотери на нагревание)

Установка теплосчетчиков – обеспечение точности расчетов

Подобное обследование теплопотерь точнее и удобнее всего производить при наличии у потребителей, хотя бы у большинства из них, теплосчетчиков. Самым приемлемым вариантом является теплосчетчик с почасовым сохранением данных в архиве.

Полученная благодаря счетчикам информация позволяет легко определить температуру теплоносителя в различных точках сети и его расход.

Проведенные обследования и сравнение полученных данных показывают, что трубопроводы, проложенные в непроходных каналах и находящиеся в эксплуатации более 15 лет, имеют теплопотери, в 1,5 – 2 раза превышающие нормативные величины.

Эти результаты действительны для труб, на которых нет видимых повреждений. А трубопроводы с видимыми повреждениями имеют теплопотери, в 4 – 6 раз превосходяшие величины, заложенные нормами.

Формула расчета величины теплопотерь

В качестве расчетной можно предложить формулу, учитывающую наличие теплоизоляции, ее толщину и физические свойства. (См. также: Выбор тёплого пола)

• Q = 2π*Ктп*L*(Tr – Tu)/Ln* (D/d)
• В этой формуле Q – это величина тепловых потерь, Вт; Ктп – коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/м*с; L – протяженность трубопровода, м; Tr – температура теплоносителя; Tu – температура окружающей среды; π – число «пи»; D – наружный диаметр трубопровода с изоляцией; d – наружный диаметр трубы без изоляционного покрытия.
• Данная формула позволяет с достаточно высокой степенью достоверности вычислить величину теплопотерь трубопроводом.

Расчет в Excel теплоотдачи трубы.

Для выполнения расчетов необходимо ввести в таблицу MS Excel исходные данные. Их – 13. Это — физические параметры теплоносителя (воды), температура окружающего воздуха, геометрические размеры трубы и слоя теплоизоляции, теплопроводность материалов и степень черноты наружных поверхностей трубы и изоляции.

В ячейках результатов автоматически выводится значение мощности тепловой отдачи трубы в Ваттах для четырёх вариантов, и температура остывания воды в градусах Цельсия за время движения по заданному участку трубопровода.

Все 22 пользовательские функции, задействованные в этой расчетной программе Excel, записаны каждая в своем Module в папке Modules. Доступ к папке — в Редакторе Visual Basic.