Тепловой расчет теплоизоляционной конструкции

При тепловом расчете требуется: выбрать толщину основного слоя изоляционной конструкции, рассчитать потери теплоты теп­лопроводами, определить падение температуры теплоносителя по длине теплопровода и рассчитать температурное поле вокруг тру­бопровода.

Толщина основного слоя изоляционной конструкции выби­рается на основе технико-экономического расчета или по нормам потерь теплоты, а при заданной конечной температуре теплоноси­теля – в соответствии с перепадом температур.

При расчете тепловых потерь и эффективности изоляцион­ной конструкции толщину основного слоя изоляции допускается принимать согласно с [9, прил.11, 12] или определять исходя из норм потерь теплоты:

, (82)

где λ_и – коэффициент теплопроводности основного слоя, Вт/(м °С); R_и – термическое сопротивление основного слоя изоляции, (м °С)/Вт;

, (83)

где τ_m – расчетная среднегодовая температура теплоносителя, °С; t_ок – расчетная температура окружающей среды, °С; q – норма потерь теплоты, Вт/м, принимаемая по табл.2 и [9, прил.4-8]; d_н- наружный диаметр теплопровода, м; k₁ -коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционных кон­струкций в зависимости от района строительства и способа про­кладки трубопровода, принимается по табл.3.

При выборе основного слоя теплоизоляционной конструк­ции следует руководствоваться следующим: для канальной и надземной прокладок принимать основной слой теплоизоляции с плотностью не более 400 кг/м³ и теплопроводностью не более 0,07 Вт/(м ^.°С), и ее следует принимать с учетом коэффициента увлажнения К ([9, табл.3] или табл.5):

λ_и = λК, (83)

где λ – теплопроводность материала основного слоя, Вт/(м °С) [9, прил.2].

Для теплоизоляционной конструкции из уплотняющих ма­териалов толщину теплоизоляционного слоя определяют с учётом коэффициента уплотнения К_с [9, прил.13]:

. (85)

Таблица 2

Нормы плотности теплового потока, Вт/м, через изолиро-ванную поверхность трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при числе часов работы в год более 5000

Примечания: 1. При расположении изолируемых поверхностей в тоннеле к нормам плотности следует вводить коэффициент 0,85.

2. При применении в качестве теплоизоляционного слоя пенополиуретана, фенольного поропласта ФЛ, полимербетона q определяют с учетом коэффициента k₂ , табл. 4.

Таблица 3

Значение коэффициента k₁

Таблица 4

Значение коэффициента k₂

При определении толщины основного слоя изоляции по нормам плотности теплового потока, а также при расчете потерь теплоты теплопроводами за расчетную температуру теплоносите­ля для водяных тепловых сетей принимают среднегодовую тем­пературу воды.

Среднегодовая температура воды в каждом теплопроводе определяется по выражению:

, (86)

где , , ... , – средняя температура теплоносителя по месяцам, определяемая по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур воздуха; п₁, п₂, ..., n₁₂ - количество часов в году по месяцам.

Таблица 5

Значение коэффициента увлажнения К

За расчетную температуру окружающей среды t_окприни­мают: в тоннелях, проходных каналах – 40°С; при бесканальной прокладке, а также при прокладке в непроходных каналах – среднегодовую температуру грунта на глубине заложения оси теплопровода; при надземной прокладке – среднегодовую темпе­ратуру наружного воздуха.

Коэффициент теплоотдачи α_и на поверхностях тепловой изоляции и канала следует принимать по [6, прил.9]. Для тепло­проводов, прокладываемых в каналах и от воздуха канала к стенке канала α_и = 8 Вт/(м² °С).

Падение температуры воды по длине теплопровода необхо­димо определять из предположения постоянства удельных теп­лопотерь. В этом случае температура теплоносителя в конце участка находится по [7, форм.(10.36)] или [4, форм.(Х.29)]. Температурное поле грунта вокруг теплопроводов можно рассчи­тать по выражениям [4, форм.(Х.18), (Х.19)]; [3, форм.(10.29), (10.30)], при этом температуру теплоносителя для водяных теп­ловых сетей следует принимать по графику центрального регу­лирования при среднемесячной температуре наружного воздуха расчетного месяца.

Оптимальную толщину основного слоя изоляционной кон­струкции рассчитывают исходя из минимальных приведенных затрат, рассматривая несколько вариантов с различной толщиной изоляционного слоя. Можно воспользоваться методикой и при­мером [4, С.395-396].

Список рекомендуемой литературы

1.Водяные тепловые сети: Справ. пособие по проектированию/ Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина М.: Энергоатомиздат, 1988.

376 с.

2.Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых се-

тей. 2-е изд. М.: Энергия, 1979. 248 с.

3.Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. Учеб. для вузов. М.:

Стройиздат, 1982. 336 с.

4.Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк., 1980. 408 с.

5.Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справ./ В.И.Манюк и др. 3-е изд. М.: Стройиздат, 1988. 432 с.

6.Сенков Ф.В. Регулирование отпуска тепла в закрытых и открытых системах теплоснабжения: Учеб. пособие./ВЗИСИ. 2-е изд. М., 1979. 408 с.

7.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 6-е изд., перераб. М: Изд. МЭИ, 1999. 472 с.

8.СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. М.: Госстрой, 1994. 48 с.

9.СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: Госстрой, 1989. 32 с.

10. Сафонов А.А. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. 2-е изд. М.: Энергия, 1968.

11.Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей /Под ред. А.А. Николаева М.: Стройиздат, 1965. 360 с.

12.Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование/Под ред. Б.М. Хрусталева Мн.: ДизайнПРО, 1997. 384 с.

13.Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения: Учеб. пособие. /НГАСУ. Н.Новгород, 1997. 282 с.

Приложения

ОГЛАВЛЕНИЕ