V tepelně izolačních konstrukcích zařízení a potrubí s teplotou látek, které obsahují, v rozsahu od 20°C do 300°C pro všechny způsoby instalace, kromě bezkanálových, tepelně izolačních materiálů a výrobků s objemovou hmotností nejvýše 200 kg/ m 3 a suchý součinitel tepelné vodivosti by měl být používán stav nejvýše 0,06 W/(m K).
Pro tepelně izolační vrstvu potrubí pro bezkanálové instalace by měly být použity materiály s hustotou nejvýše 400 kg/m 3 a součinitelem tepelné vodivosti nejvýše 0,07 W/(m K).
Při pokládce bezkanálových topných sítí je vhodnější použít předizolované trubky v továrně s izolací vyrobenou z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti nebo vyztuženém pěnobetonu, s ohledem na přípustnou teplotu použití materiálů a teplotní harmonogram provozu. topné sítě. Potrubí s izolací z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti musí být vybaveno systémem dálkového sledování vlhkosti izolace.
Výpočet tloušťky tepelné izolace potrubí к podle normalizované hustoty tepelného toku se provádí podle vzorce
kde d– vnější průměr potrubí, m;
В– poměr vnějšího průměru izolační vrstvy k průměru potrubíd. ();
hodnota Вurčeno vzorcem:
kde е– základna přirozeného logaritmu;
к– součinitel tepelné vodivosti tepelně-izolační vrstvy, W/(m °C), stanovený podle příloh 9,10 a XNUMX učebnice;
Rк– tepelný odpor izolační vrstvy, m °C/W, jehož hodnota je určena z následujícího výrazu
kde je celkový tepelný odpor izolační vrstvy a další dodatečné tepelné odpory podél cesty tepelného toku, určené vzorcem
kde je normalizovaná lineární hustota tepelného toku W/m převzatá podle [4] a také podle Přílohy 8 učebnice;
– průměrná teplota chladicí kapaliny za provozní dobu,
– koeficient přijat dle přílohy 11 učebnice. poso-
– průměrná roční teplota okolí;
Pro podzemní instalaci – průměrná roční teplota půdy, která se pro většinu měst pohybuje od +1 do +5.
Při pokládce v tunelech, v interiéru, v nevytápěných technických podzemích,
pro nadzemní instalaci na volném prostranství – průměrná teplota okolního vzduchu za dobu provozu, která se bere:
při pokládce v tunelech = 40; při pokládce v interiéru = 20;
v nevytápěných technických podzemních polích = 5; pro nadzemní instalaci na volném prostranství – průměrná okolní teplota za dobu provozu;
Typy přídavných tepelných odporů závisí na způsobu pokládky topných sítí.
Pro instalaci nad hlavou, stejně jako instalaci v tunelech a podzemních prostorách
Pro instalaci podzemních kanálů
Pro podzemní instalaci bez kanálů
kde je tepelný odpor povrchu izolační vrstvy, m ° C / W, určený vzorcem
kde je součinitel prostupu tepla z povrchu tepelné izolace do okolního vzduchu, W/(m² °C), který je podle [4] akceptován:
při pokládce do kanálů = 8 W/(m² °C);
při pokládce v technických podzemích, v interiéru a exteriéru dle tabulky. 2.1;
d– vnější průměr potrubí, m;
Tabulka 2.1 Hodnoty součinitele prostupu tepla a, W/(m 2 ×°C)
Venku při rychlosti větru 3 m/s
Povlaky s nízkou emisivitou 1
Nátěry s vysokou emisivitou 2
1 Patří sem pláště z pozinkované oceli, plechy z hliníkových slitin a hliník s oxidovým filmem.
2 Patří sem omítky, azbestocementové nátěry, sklolaminát, různé barvy (kromě barvy s hliníkovým práškem).
3 Při absenci informací o rychlosti větru se berou hodnoty odpovídající rychlosti 10 m/s.
– tepelný odpor povrchu kanálu, určený vzorcem
kde je koeficient přestupu tepla ze vzduchu na vnitřní povrch kanálu = 8 W/(m² °C);
– vnitřní ekvivalentní průměr kanálu, m, určený podle vzorce
kde F– vnitřní průřez kanálu, m2;
P– obvod stran podle vnitřních rozměrů, m;
– tepelný odpor stěny kanálu určený vzorcem
kde je tepelná vodivost stěny kanálu; pro železobeton
– vnější ekvivalentní průměr kanálu, určený vnějšími rozměry kanálu, m;
– tepelný odpor zeminy určený vzorcem
kde je tepelná vodivost půdy v závislosti na její struktuře a vlhkosti. Při absenci údajů lze jeho hodnotu vzít pro vlhké půdy = 2-2.5 W/(m °C), pro suché půdy
h– hloubka osy teplovodu od povrchu země, m;
– dodatečný tepelný odpor, zohledňující vzájemný vliv potrubí při bezkanálové instalaci, jehož hodnota je určena vzorcem:
pro přívodní potrubí
pro zpětné vedení
kde h– hloubka os potrubí, m;
b– vzdálenost mezi osami potrubí m v závislosti na jejich jmenovitých průměrech podle tabulky. 2.2
Tabulka 2.2 Vzdálenost mezi osami potrubí.
, – koeficienty zohledňující vzájemný vliv teplotních polí sousedních tepelných trubic, určené podle vzorců:
kde , jsou normalizované lineární hustoty tepelných toků pro přívodní a vratné potrubí, W/m (viz vzorec (2.68)).
Výpočtová tloušťka tepelně izolační vrstvy u tepelně izolačních konstrukcí na bázi vláknitých materiálů a výrobků (rohože, desky, plátna) by měla být zaokrouhlena na násobky 10 mm.
U konstrukcí na bázi válců z minerální vlny, pevných buněčných materiálů, materiálů vyrobených z pěnového syntetického kaučuku, polyetylenové pěny a pěnového polystyrenu by se měla vzít tloušťka produktu nejbližší konstrukční tloušťce podle regulačních dokumentů pro odpovídající materiály.
Pokud se vypočtená tloušťka tepelně izolační vrstvy neshoduje s nomenklaturní tloušťkou zvoleného materiálu, je třeba vzít nejbližší vyšší tloušťku tepelně izolačního materiálu podle aktuální nomenklatury.
Je povoleno akceptovat nejbližší nižší tloušťku tepelně izolační vrstvy v případech výpočtu na základě teploty na povrchu izolace a norem hustoty tepelného toku, pokud rozdíl mezi vypočtenou a nomenklaturní tloušťkou nepřesahuje 3 mm.
Minimální tloušťka vrstvy tepelné izolace by měla být přijata:
při izolaci s válci vyrobenými z vláknitých materiálů – rovna minimální tloušťce stanovené státními normami nebo technickými specifikacemi;
při izolaci tkaninami, sklolaminátovými deskami, šňůrami – 20 mm.
při izolaci výrobky z vláknitých těsnících materiálů – 20 mm;
při izolaci tuhými materiály výrobky vyrobené z pěnových polymerů – rovna minimální tloušťce stanovené státními normami nebo technickými specifikacemi.
Maximální tloušťka tepelně izolační vrstvy v tepelně izolačních konstrukcích zařízení a potrubí je uvedena v tabulce 2.3.
Tabulka 2.3 Mezní tloušťky tepelně izolačních konstrukcí pro zařízení a potrubí.
a součinitel tepelné vodivosti v suchém stavu není větší než 0,06
Pro tepelně izolační vrstvu potrubí s bezkanálovým
těsnění by mělo používat materiály s hustotou nejvýše 400 kg / m 3 a součinitelem tepelné vodivosti nejvýše 0,07 W / (m · K).
Výpočet tloušťka tepelné izolace potrubí δk , m podle normalizované hustoty tepelného toku se provádí podle vzorce:
kde – vnější průměr potrubí, m;
poměr vnějšího průměru izolační vrstvy na průměr potrubí .
hodnota určeno vzorcem:
základ přirozeného logaritmu;
tepelná vodivost tepelně-izolační vrstvy W / (m o C) stanovená dle Přílohy 14.
Rк– tepelný odpor izolační vrstvy, m ° C / W, jehož hodnota se určuje při pokládce potrubí do podzemního kanálu podle vzorce:
kde celkový tepelný odpor izolační vrstvy a další dodatečné tepelné odpory v cestě tepelné
průtok, m ° C / W určený podle vzorce:
kde průměrná teplota chladicí kapaliny za dobu provozu, o C. V souladu s [6] by měla být měřena při různých teplotních podmínkách podle tabulky 6:
Tabulka 6 – Teplota chladicí kapaliny v různých režimech
Teplotní režimy vodovodních sítí, o C
Odhadovaná teplota chladicí kapaliny, o C
průměrná roční přízemní teplota, pro různá města je uvedena v [ 9, c 360 ]
normalizovaná lineární hustota tepelného toku, W/m (přijato podle dodatku 15);
koeficient přijatý podle dodatku 16;
koeficient vzájemného ovlivnění teplotních polí sousedních potrubí;
tepelný odpor povrchu tepelně izolační vrstvy, m o C / W, určený vzorcem:
kde součinitel prostupu tepla z povrchu tepelné izolace v
okolní vzduch, W/(m. °С), který je podle [6] akceptován při pokládání do kanálů W/(m °C);
d – vnější průměr potrubí, m;
tepelný odpor vnitřního povrchu kanálu, m o C / W, určený vzorcem:
kde koeficient přenosu tepla ze vzduchu na vnitřní povrch kanálu, αe u8d XNUMX W / (m. ° С);
vnitřní ekvivalentní průměr kanálu, m, určen
obvod stran podle vnitřních rozměrů kanálu, m; (velikosti kanálů jsou uvedeny v příloze 17)
vnitřní řez kanálu, m 2 ;
tepelný odpor stěny kanálu, m o C / W, určený podle vzorce:
kde tepelná vodivost stěny kanálu, pro železobeton
vnější ekvivalentní průměr kanálu, určený vnějšími rozměry kanálu, m;
tepelný odpor zeminy, m o C / W určený vzorcem:
kde součinitel tepelné vodivosti půdy, v závislosti na jeho
struktura a vlhkost. V případě absence údajů hodnota lze odebírat pro vlhké půdy 2,0–2,5 W/(m °С), pro suché půdy 1,0–1,5 W/(m °С);
hloubka položení osy tepelné trubky od povrchu země, m
Výpočtová tloušťka tepelně izolační vrstvy u tepelně izolačních konstrukcí na bázi vláknitých materiálů a výrobků (rohože, desky, plátna) by měla být zaokrouhlena na násobky 10 mm. U konstrukcí na bázi poloválců z minerální vlny, pevných buněčných materiálů, materiálů vyrobených z pěnového syntetického kaučuku, polyetylenové pěny a pěnových plastů by měla být brána nejblíže konstrukční tloušťce výrobků podle regulačních dokumentů pro příslušné materiály.
Pokud se vypočtená tloušťka tepelně izolační vrstvy neshoduje s nomenklaturní tloušťkou zvoleného materiálu, měla by být brána podle
aktuální nomenklatura nejbližší vyšší tloušťka
tepelně izolační materiál. Nejbližší nižší tloušťku tepelněizolační vrstvy je dovoleno vzít v případech výpočtu podle teploty na povrchu izolace a norem hustoty tepelného toku, pokud rozdíl mezi vypočtenou a jmenovitou tloušťkou nepřesahuje 3 mm. .
PŘÍKLAD 8. Tloušťku tepelné izolace určete podle normalizované hustoty tepelného toku pro dvoutrubkovou tepelnou síť o dн = 325 mm, uložený v žlabu typu KL 120×60. Hloubka kanálu hк= 0,8 m,
Průměrná roční teplota půdy v hloubce osy t potrubígr= 5,5 o C, tepelná vodivost půdy λgru2,0d 150 W / (m o C), tepelná izolace – tepelně izolační rohože z minerální vlny na syntetickém pojivu. Teplotní režim topné sítě je 70-XNUMX o C.
Pomocí vzorce (51) určíme vnitřní a vnější ekvivalentní průměr kanálu z vnitřních a vnějších rozměrů jeho průřezu:
Určíme podle vzorce (50) tepelný odpor vnitřního povrchu kanálu
Pomocí vzorce (52) vypočítáme tepelný odpor stěny kanálu:
Pomocí vzorce (49) určíme tepelný odpor zeminy:
Za předpokladu povrchové teploty tepelné izolace , (aplikace) zjišťujeme průměrné teploty tepelně-izolačních vrstev přívodu a naopak potrubí:
Pomocí aplikace také určíme součinitele tepelné vodivosti tepelné izolace (tepelně-izolační rohože z minerální vlny na syntetickém pojivu):
Pomocí vzorce (49) určíme tepelný odpor povrchu tepelně izolační vrstvy
Pomocí vzorce (48) určíme celkový tepelný odpor pro přívodní a vratné potrubí:
Stanovme koeficienty vzájemného vlivu teplotních polí přívodního a vratného potrubí:
Stanovme požadovaný tepelný odpor vrstev pro přívod a zpětné potrubí podle vzorce (47):
Hodnota B pro přívodní a vratné potrubí je určena vzorcem (46):
Tloušťku tepelné izolace pro přívodní a vratné potrubí určíme podle vzorce (45):
Tloušťku hlavní izolační vrstvy pro přívodní a vratné potrubí považujeme za stejnou a rovnou 100 mm.
Ministerstvo školství a vědy Ruské federace pro vyšší odborné vzdělávání Ruská státní odborná pedagogická univerzita Ústav elektroenergetiky a informatiky Katedra automatizovaných napájecích systémů
