Как найти толщину изоляции трубопровода

1. Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов

В конструкциях
теплоизоляции оборудования и трубопроводов
с температурой содержащихся в них
веществ в диапазоне от 20 до 300 °С

для всех способов
прокладки, кроме бесканальной, следует
применять

теплоизоляционные
материалы и изделия с плотностью не
более 200 кг/м³

и
коэффициентом теплопроводности в сухом
состоянии не более 0,06

Для теплоизоляционного
слоя трубопроводов при бесканальной

прокладке
следует применять материалы с плотностью
не более 400 кг/м³
и коэффициентом
теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).

Расчет
толщины
тепловой изоляции трубопроводов δ_k
, м
по нормированной плотности теплового
потока выполняют по формуле:

где

– наружный
диаметр трубопровода, м;

отношение наружного диаметра изоляционного
слоя
к диаметру трубопровода _.

Величину

определяют по формуле:

основание натурального логарифма;

теплопроводность теплоизоляционного
слоя Вт/(м·^oС)
определяемый по приложению 14.

R_к—
термическое сопротивление слоя изоляции,
м·°С/Вт, величину которого определяют
при подземной канальной прокладке
трубопровода по формуле:

где
суммарное термическое
сопротивление слоя изоляции и других
дополнительных термических сопротивлений
на пути теплового

потока,
м·°С/Вт
определяемое по формуле:

где

средняя за
период эксплуатации температура
теплоносителя, ^оС.
В соответствии с [6] её следует принимать
при различных температурных режимах
по таблице 6:

Таблица
6 – Температура
теплоносителя при различных режимах

Температурные режимы водяных тепловых сетей, oC	95-70	150-70	180-70
Трубопровод	Расчетная температура теплоносителя, oC
Подающий	65	90	110
Обратный	50	50	50

среднегодовая температура грунта, для
различных городов указана в [ 9, c
360 ]

нормированная линейная плотность
теплового потока, Вт/м (принимается по
приложению15);

коэффициент, принимаемый по приложению
16;

коэффициент взаимного влияния
температурных полей соседних трубопроводов;

термическое сопротивление поверхности
теплоизоляционного слоя, м·^oС
/Вт, определяемое по формуле:

где

коэффициент теплоотдачи с поверхности
тепловой изоляции в

окружающий
воздух, Вт/(м. · °С) который, согласно
[6], принимается при прокладке в каналах
,
Вт/(м · °С);

d
– наружный
диаметр трубопровода, м;

термическое
сопротивление внутренней поверхности
канала, м·^oС/Вт,определяемое по
формуле:

где

коэффициент теплоотдачи от воздуха к
внутренней поверхности канала, α_e
= 8 Вт/(м. · °С);

внутренний эквивалентный диаметр
канала, м, определяемый

по
формуле:

периметр сторон по внутренним размерам
канала, м; (размеры каналов приведены в
приложении 17)

внутреннее сечение канала, м²;

термическое сопротивление стенки
канала, м·^oС/Вт
определяемое по формуле:

где

теплопроводность стенки канала, для
железобетона

наружный эквивалентный диаметр канала,
определяемый по наружным размерам
канала, м;

термическое
сопротивление грунта,м·^oС/Вт
определяемое по формуле:

где

коэффициент теплопроводности грунта,
зависящий от его

структуры
и влажности. При отсутствии данных
значение
можно принимать для влажных грунтов
2,0–2,5 Вт/(м · °С), для сухих грунтов 1,0–1,5
Вт/(м · °С);

глубина заложения оси теплопровода от
поверхности земли, м.

Расчетную
толщину теплоизоляционного слоя в
конструкциях тепловой изоляции на
основе волокнистых материалов и изделий
(матов, плит, холстов) следует округлять
до значений, кратных 10 мм. В конструкциях
на основе минераловатных полуцилиндров,
жестких ячеистых материалов, материалов
из вспененного синтетического каучука,
пенополиэтилена и пенопластов следует
принимать ближайшую к расчетной толщину
изделий по нормативным документам на
соответствующие материалы.

Если
расчетная толщина теплоизоляционного
слоя не совпадает с номенклатурной
толщиной выбранного материала, следует
принимать по

действующей
номенклатуре ближайшую более высокую
толщину

теплоизоляционного
материала. Допускается принимать
ближайшую более низкую толщину
теплоизоляционного слоя в случаях
расчета по температуре на поверхности
изоляции и нормам плотности теплового
потока, если разница между расчетной и
номенклатурной толщиной не превышает
3 мм.

ПРИМЕР
8. Определить
толщину тепловой изоляции по нормируемой
плотности теплового потока для
двухтрубной тепловой сети с d_н
= 325 мм, проложенной в канале типа КЛ
120×60.
Глубина заложения канала h_к=0,8
м,

Среднегодовая
температура грунта на глубине заложения
оси трубопроводов t_гр=
5,5 ^oC,
теплопроводность грунта λ_гр=2,0
Вт/(м·^oC),
тепловая изоляция – маты теплоизоляционные
из минеральной ваты на синтетическом
связующем.
Температурный режим тепловой сети
150-70^oC.

Решение:

1. По
   формуле (51) определим внутренний и
   наружный эквивалентный диаметр канала
   по внутренним и наружным размерам его
   поперечного сечения:

1. Определим
   по формуле (50) термическое
   сопротивление внутренней поверхности
   канала

1. По
   формуле (52) рассчитаем термическое
   сопротивление стенки канала:

1. По
   формуле (49) определим термическое
   сопротивление грунта:

1. Приняв
   температуру поверхности теплоизоляции
   ,
   (приложение) определим средние температуры
   теплоизоляционных слоев подающего
   и обратного
   трубопроводов:

1. Используя
   приложение, определим также коэффициенты
   теплопроводности тепловой изоляции
   (матов теплоизоляционных из минеральной
   ваты на синтетическом связующем):

1. По
   формуле (49) определим термическое
   сопротивление поверхности теплоизоляционного
   слоя

1. По
   формуле (48) определим суммарные
   термические сопротивления для подающего
   и обратного трубопроводов:

1. Определим
   коэффициенты взаимного влияния
   температурных полей подающего и
   обратного трубопроводов:

1. Определим
   требуемые термические сопротивления
   слоёв для подающего
   и обратного трубопроводов
   по формуле (47):

x

x=
1,192

x

x=
1,368

1. Величину
   B
   для подающего и обратного трубопроводов
   определим по формуле (46):

1. Определим
   толщину тепловой изоляции для подающего
   и обратного трубопроводов по формуле
   (45):

1. Принимаем толщину
   основного слоя изоляции для подающего
   и обратного трубопроводов одинаковой
   и равной 100 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Министерство
образования и науки РФ
высшего профессионального
образования
Российский государственный
профессионально-педагогический
университет Институт электроэнергетики
и информатики
Кафедра автоматизированных систем
электроснабжения

Курсовой проект
по дисциплине

«Теплоснабжение
промышленных предприятий и городов»

Выполнил:

Проверил:

Екатеринбург

2012

ПРИЛОЖЕНИЕ
2

Расчетная температура
для проектирования систем отопления и
вентиляции некоторых городов Российской
Федерации (на основании СНиП 23-01-99*
«Строительная климатология»).

Город	Температура tнро, oC	Город	Температура tнро, oC
Архангельск	-31	Пенза	-29
Астрахань	-23	Петропавловск-Камчатский	-20
Барнаул	-39	Псков	-26
Белгород	-23	Пятигорск	-20
Братск	-43	Ржев	-28
Брянск	-26	Ростов-на-Дону	-22
Владивосток	-24	Рязань	-27
Воронеж	-26	Самара	-30
Волгоград	-25	Санкт-Петербург	-26
Грозный	-18	Смоленск	-26
Екатеринбург	-35	Ставрополь	-19
Елабуга	-34	Таганрог	-22
Иваново	-30	Тамбов	-28
Иркутск	-36	Тверь	-29
Казань	-32	Тихорецк	-22
Караганда	-32	Тобольск	-39
Кострома	-31	Томск	-40
Курск	-26	Тула	-27
Махачкала	-14	Тюмень	-38
Москва	-28	Улан-Удэ	-37
Мурманск	-27	Ульяновск	-31
Нижний Новгород	-31	Ханты-Мансийск	-41
Новосибирск	-39	Чебоксары	-32
Омск	-37	Челябинск	-34
Оренбург	-31	Чита	-38

ПРИЛОЖЕНИЕ
3

Число часов за
отопительный период со среднесуточной
температурой наружного воздуха, равной
и ниже данной (для ориентировочных
расчетов).

Город	Температура наружного воздуха, oC
-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+8
Архангельск	—	1	10	48	150	380	820	1580	2670	4300	6024
Астрахань	—	—	—	3	32	114	291	601	1238	2460	4128
Барнаул	1	12	52	170	415	792	1430	2260	3120	4130	5250
Белгород	—	—		1	10	58	254	680	1462	2684	4704
Братск	21	96	236	478	861	1343	2021	2752	3439	4214	5904
Брянск	—	—	—	2	17	89	356	870	1730	3210	4950
Владивосток	—	—	—	—	2	91	518	1350	2210	3320	4820
Воронеж	—	—	—	7	34	144	470	1020	1850	3380	4780
Волгоград	—	—	—	1	13	126	420	930	1650	3100	4368
Грозный	—	—	—	—	8	48	148	325	692	1772	3936
Екатеринбург	—	1	11	54	198	494	1070	1980	3020	4000	5472
Елабуга			1	20	104	319	767	1483	2406	3458	5065
Иваново	—	—	5	42	102	275	635	1300	2070	3800	5210
Иркутск	—	7	58	172	458	864	1730	2600	3300	4320	5780
Казань	—	—	1	20	117	328	790	1520	2480	3800	5230
Караганда	—	3	35	109	276	584	1070	1870	2820	4020	5080
Кострома	—	—	3	22	79	244	618	1268	2235	3459	5376
Курск	—	—	—	3	15	97	343	872	1740	3260	4750
Махачкала	—	—	—	—	—	3	18	72	260	1030	3620
Москва	—	—	3	15	47	172	418	905	1734	3033	4910
Мурманск	—	—	—	6	38	135	452	1117	2276	4002	6740
Нижний Новгород	—	—	2	25	99	281	685	1350	2320	3820	5230
Новосибирск	—	15	89	205	488	910	1550	2430	3290	4270	5450
Омск	1	6	64	195	485	950	1660	2480	3310	4250	5280
Оренбург	—	—	5	35	166	500	1060	1810	2640	3770	4820
Пенза	—	—	2	11	55	232	670	1420	2390	3670	4950
Петропавловск-Камчатский	—	—	—	—	1	47	175	925	2219	4188	6316
Псков	—	—	—	1	25	109	285	690	1465	2784	5088
Пятигорск	—	—	—	—	—	4	57	222	806	2138	4200
Ржев				14	53	165	519	1084	2025	3353	5232
Ростов-на-Дону	—	—	—	—	5	41	178	494	1130	2720	4200
Рязань	—	—	1	13	58	187	540	1170	2080	3620	5100
Самара	—	—	1	10	114	400	890	1490	2360	3780	4950
Санкт-Петербург	—	—	—	—	21	83	273	708	1533	2878	5240
Смоленск	—	—	—	2	23	112	381	964	1852	3241	5050
Ставрополь	—	—	—	—	5	17	79	307	959	2181	4056
Таганрог	—	—	—	—	5	41	176	486	1116	2272	4152
Тамбов	—	—	—	—	1	19	139	464	1159	2497	5304
Тверь	—	—	—	14	48	160	516	1080	2020	3620	5250
Тихорецк	—	—	—	—	5	38	165	456	1046	2128	3888
Тобольск	—	6	43	158	386	820	1500	2360	3290	4070	5500
Томск	3	17	82	228	500	932	1600	2500	3360	4400	5600
Тула	—	—	2	10	24	70	206	456	2440	3500	4960
Тюмень	—	5	25	118	294	670	1270	2120	3050	4050	5280
Улан-Удэ	1	15	86	344	859	1592	2348	3000	3549	4220	5640
Ульяновск	—	—	—	12	94	330	800	1560	2420	3660	5110
Ханты-Мансийск	7	63	181	425	806	1345	1998	2698	3438	4303	5952
Чебоксары	—	—	1	20	94	284	701	1399	2348	3490	5208
Челябинск	—	—	7	39	166	520	1110	1950	2980	3920	5180
Чита	—	22	146	478	1050	1800	2540	3160	3340	4400	5760

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Среднемесячные
температуры наружного воздуха для ряда
городов Российской Федерации (по данным
СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).

Город	Средняя месячная температура воздуха,oC
Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт	Нояб	Дек
Архангельск	-12,9	-12,5	-8,0	-0,9	6,0	12,4	15,6	13,6	7,9	1,5	-4,1	-9,5
Астрахань	-6,7	-5,6	0,4	9,9	18,0	22,8	25,3	23,6	17,3	9,6	2,4	-3,2
Барнаул	-17,5	-16,1	-9,1	2,1	11,4	17,7	19,8	16,9	10,8	2,5	-7,9	-15,0
Белгород	-8,5	-6,4	-2,5	7,5	14,6	17,9	19,9	18,7	12,9	6,4	0,3	-4,5
Братск	-20,7	-19,4	-10,2	-1,2	6,2	14,0	17,8	14,8	8,1	-0,5	-9,8	-18,4
Брянск	-9,1	-8,4	-3,2	5,9	12,8	16,7	18,1	16,9	11,5	5,0	-0,4	-5,2
Владивосток	-13,1	-9,8	-2,4	4,8	9,9	13,8	18,5	21,0	16,8	9,7	-0,3	-9,2
Воронеж	-9,8	-9,6	-3,7	6,6	14,6	17,9	19,9	18,6	13,0	5,9	-0,6	-6,2
Волгоград	-7,6	-7,0	-1,0	10,0	16,7	21,3	23,6	22,1	16,0	8,0	-0,6	-4,2
Грозный	-3,8	-2,0	2,8	10,3	16,9	21,2	23,9	23,2	17,8	10,4	4,5	-0,7
Екатеринбург	-15,5	-13,6	-6,9	2,7	10,0	15,1	17,2	14,9	9,2	1,2	-6,8	-13,1
Елабуга	-13,9	-13,2	-6,6	3,8	12,4	17,4	19,5	17,5	11,2	3,2	-4,4	-11,1
Иваново	-11,9	-10,9	-5,1	4,1	11,4	15,8	17,6	15,8	10,1	3,5	-3,1	-8,1
Иркутск	-20,6	-18,1	-9,4	1,0	8,5	14,8	17,6	15,0	8,2	0,5	-10,4	-18,4
Казань	-13,5	-13,1	-6,5	3,7	12,4	17,0	19,1	17,5	11,2	3,4	-3,8	-10,4
Караганда	-14,5	-14,2	-7,7	4,6	12,8	18,4	20,4	17,8	12,0	3,2	-6,3	-12,3
Кострома	-11,8	-11,1	-5,3	3,2	10,9	15,5	17,8	16,1	10,0	3,2	-2,9	-8,7
Курск	-9,3	-7,8	-3,0	6,6	13,9	17,2	18,7	17,6	12,2	5,6	-0,4	-5,2
Махачкала	-0,5	0,2	3,5	9,4	16,3	21,5	24,6	24,1	19,4	13,4	7,2	2,6
Москва	-10,2	-9,2	-4,3	4,4	11,9	16,0	18,1	16,3	10,7	4,3	-1,9	-7,3
Мурманск	-10,5	-10,8	-6,9	-1,6	3,4	9,3	12,6	11,3	6,6	0,7	-4,2	-7,8
Н. Новгород	-11,8	-11,1	-5,0	4,2	12,0	16,4	18,4	16,9	11,0	3,6	-2,8	-8,9
Новосибирск	-18,8	-17,3	-10,1	1,5	10,3	16,7	19,0	15,8	10,1	1,9	-9,2	-16,5
Омск	-19,0	-17,6	-10,1	2,8	11,4	17,1	18,9	15,8	10,6	1,9	-8,5	-16,0
Оренбург	-14,8	-14,2	-7,3	5,2	15,0	19,7	21,9	20,0	13,4	4,5	-4,0	-11,2
Пенза	-12,2	-11,3	-5,6	4,9	13,5	17,6	19,6	18,0	11,9	4,4	-2,9	-9,1
Петропавловск-Камчатский	-7,5	-7,5	-4,8	-0,5	3,8	8,3	12,2	13,2	10,1	4,8	-1,7	-5,5
Псков	-7,5	-7,5	-3,4	4,2	11,3	15,5	17,4	15,7	10,9	5,3	0,0	-4,5
Пятигорск	-4,2	-3,0	1,1	8,9	14,6	18,3	21,1	20,5	15,5	8,9	3,2	-1,4
Ржев	-10,0	-8,9	-4,2	4,1	11,2	15,6	17,1	15,8	10,3	4,1	-1,4	-6,3
Ростов-на-Дону	-5,7	-4,8	0,6	9,4	16,2	20,2	23,0	22,1	16,3	9,2	2,5	-2,6
Рязань	-11,0	-10,0	-4,7	5,2	12,9	17,3	18,5	17,2	11,6	4,4	-2,2	-7,0
Самара	-13,5	-12,6	-5,8	5,8	14,3	18,6	20,4	19,0	12,8	4,2	-3,4	-9,6
С-Петербург	-7,8	-7,8	-3,9	3,1	9,8	15,0	17,8	16,0	10,9	4,9	-0,3	-5,0
Смоленск	-9,4	-8,4	-4,0	4,4	11,6	15,7	17,1	15,9	10,4	4,5	-1,0	-5,8
Ставрополь	-3,2	-2,3	1,3	9,3	15,3	19,3	21,9	21,2	16,1	9,6	4,1	-0,5
Таганрог	-5,2	-4,5	0,5	9,4	16,8	21,0	23,7	22,6	17,1	9,8	3,0	-2,1
Тамбов	-10,9	-10,3	-4,6	6,0	14,1	18,1	19,8	18,6	12,5	5,2	-1,4	-7,3
Тверь	-10,5	-9,4	-4,6	4,1	11,2	15,7	17,3	15,8	10,2	4,0	-1,8	-6,6
Тихорецк	-3,5	-2,1	2,8	11,1	16,6	20,8	23,2	22,6	17,3	10,1	4,8	-0,1
Тобольск	-19,7	-17,5	-9,1	1,6	9,6	15,2	18,3	14,6	9,3	0,0	-8,4	-15,6
Томск	-19,1	-16,9	-9,9	0,0	8,7	15,4	18,3	15,1	9,3	0,8	-10,1	-17,3
Тула	-19,9	-9,5	-4,1	5,0	12,9	16,7	18,6	17,2	11,6	5,0	-1,1	-6,7
Тюмень	-17,4	-16,1	-7,7	3,2	11,0	15,7	18,2	14,8	9,7	1,0	-7,9	-13,7
Улан-Удэ	-24,8	-21,0	-10,2	1,1	8,7	16,0	19,3	16,4	8,7	-0,2	-12,4	-21,4
Ульяновск	-13,8	-13,2	-6,8	4,1	12,6	17,6	19,6	17,6	11,4	3,8	-4,1	-10,4
Ханты-Мансийск	-21,7	-19,4	-9,8	-1,3	6,4	13,1	17,8	13,3	8,0	-1,9	-10,7	-17,1
Чебоксары	-13,0	-12,4	-6,0	3,6	12,0	16,5	18,6	16,9	10,8	3,3	-3,7	-10,0
Челябинск	-15,8	-14,3	-7,4	3,9	11,9	16,8	18,4	16,2	10,7	2,4	-6,2	-12,9
Чита	-26,2	-22,2	-11,1	-0,4	8,4	15,7	17,8	15,2	7,7	-1,8	-14,3	-23,5

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Укрупненные
показатели максимального теплового
потока на отопление жилых зданий

на
1 м²
общей площади q _o,
Вт

Этажность жилой застройки	Характеристика зданий	расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t o, oC
-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50	-55
Для постройки до 1985 г.
1 — 2	Без учета внедрения энергосберегающих мероприятий	148	154	160	205	213	230	234	237	242	255	271
3 — 4	95	102	109	117	126	134	144	150	160	169	179
5 и более	65	70	77	79	86	88	98	102	109	115	122
1 — 2	С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий	147	153	160	194	201	218	222	225	230	242	257
3 — 4	90	97	103	111	119	128	137	140	152	160	171
5 и более	65	69	73	75	82	88	92	96	103	109	116
Для постройки после 1985 г.
1 — 2	По новым типовым проектам	145	152	159	166	173	177	180	187	194	200	208
3 — 4	74	80	86	91	97	101	103	109	116	123	130
5 и более	65	67	70	73	81	87	87	95	100	102	108

Примечания:

1. Энергосберегающие
мероприятия обеспечиваются проведением
работ по утеплению зданий при

капитальных и
текущих ремонтах, направленных на
снижение тепловых потерь.

2. Укрупненные
показатели зданий по новым типовым
проектам приведены с учетом внедрения

прогрессивных
архитектурно-планировочных решений и
применения строительных конструкций
с

улучшенными
теплофизическими свойствами,
обеспечивающими снижение тепловых
потерь.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Удельные тепловые
характеристики жилых и общественных
зданий

Наименование зданий	Объем зданий, V, тыс.м	Удельные тепловые хар-ки, Вт/м	Расчетная температура , oC
жилые кирпичные здания	до 5 до 10 до 15 до 20 до 30	0.44 0.38 0.34 0.32 0.32	—	18 — 20
жилые 5-ти этажные крупно-блочные здания, жилые 9-ти этажные крупно-панельные здания	до 6 до 12 до 16 до 25 до 40	0.49 0.43 0.42 0.43 0.42	—	18 — 20
административные здания	до 5 до 10 до 15 Более 15	0.50 0.44 0.41 0.37	0.10 0.09 0.08 0.21	18
клубы, дома культуры	до 5 до 10 Более 10	0.43 0.38 0.35	0.29 0.27 0.23	16
кинотеатры	до 5 до 10 более 10	0.42 0.37 0.35	0.50 0.45 0.44	14
театры , цирки, концертные и зрелищно-спортивные залы	до 10 до 15 до 20 до 30	0.34 0.31 0.25 0.23	0.47 0.46 0.44 0.42	15
универмаги, магазины промтоварные	до 5 до 10 Более 10	0.44 0.38 0.36	0.50 0.40 0.32	15
магазины продовольственные	до 1500 до 8000	0.60 0.45	0.70 0.50	12
детские сады и ясли	до 5 Более 5	0.44 0.39	0.13 0.12	20
школы и высшие учебные заведения	до 5 до 10 Более 10	0.45 0.41 0.38	0.10 0.09 0.08	16
больницы и диспансеры	до 5 до10 до 15 Более 15	0.46 0.42 0.37 0.35	0.34 0.32 0.30 0.29	20
бани, душевые павильоны	До 5 До 10 Более 10	0.32 0.36 0.27	1.16 1.10 1.04	25
прачечные	до 5 до 10 Более 10	0.44 0.38 0.36	0.93 0.90 0.87	15
предприятия общественного питания, столовые, фабрики-кухни	до 5 до 10 Более 10	0.41 0.38 0.35	0.81 0.75 0.70	16
комбинаты бытового обслуживания, дома быта	до 0.5 До 7	0.70 0.50	0.80 0.55	18

ПРИЛОЖЕНИЕ
7

Поправочный
коэффициент 𝜶
к величине

Расчетная температура наружного воздуха, С		Расчетная температура наружного воздуха ,С	
0	2.02	-30	1.00
-5	1.67	-35	0.95
-10	1.45	-40	0.90
-15	1.29	-45	0.85
-20	1.17	-50	0.82
-25	1.08	-55	0.80

ПРИЛОЖЕНИЕ
8

Нормы
расхода горячей воды (по СНиП 02.04.01-85
“Внутренний водопровод и канализация
зданий”)

Потребитель	Единица измерения	Расход
Средне-недельный, л/сут	в сутки наибольшего водопотребления, л/сут	максимально часовой, л/ч
Жилые дома квартирного типа, оборудованные: умывальниками, мойками и душами сидячими ваннами и душами ваннами длиной от 1,5м до 1,7м и душами	1 житель	85 90 105	100 110 120	7,9 9,2 10
Жилые дома квартирного типа при высоте зданий более 12 этажей и повышенном благоустройстве		115	130	10,9
Общежития: с общими душевыми с душевыми во всех комнатах с общими кухнями и блоками душевых на этажах	1 житель	50 60 80	60 70 90	6,3 8,2 7,5
Гостиницы, пансионаты и мотели с общими ваннами и душами	1 житель	70	70	8,2
Гостиницы с ваннами в отдельных номерах: в 25% от общего числа номеров то же в 75% во всех номерах	1 житель	100 150 180	100 150 180	10,4 15 16
Больницы: с общими ваннами и душевыми с санитарными узлами, приближенными к палатам инфекционные	1 койка	75 90 110	75 90 110	5,4 7,7 9,5
Санатории и дома отдыха: с ваннами при всех жилых комнатах с душевыми при всех жилых комнатах	1 койка	120 75	120 75	4,9 8,2
Поликлиники и амбулатории	1 больной в смену	5,2	6	1,2
Прачечные: механизированные немеханизированные	1кг сухого белья	25 15	25 15	25 15
Административные здания	1 работник	5	7	2
Учебные заведения с душевыми при гимнастических залах и буфетами	1 учащийся и 1 препода-ватель	6	8	1,2
Профессионально-технические училища	то же	8	9	1,4
Предприятия общественного питания: для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале то же продаваемой на дом	1 блюдо	12,7 11,2	12,7 11,2	12,7 11,2
Магазины: продовольственные промтовары	1 работа-ющий в смену	65 5	65 7	9,6 2
Стадионы и спортзалы: для зрителей для физкультурников для спортсменов	1 место 1 физкуль-турник 1 спортсмен	1 30 60	1 30 60	0,1 2,5 5
Бани: для мытья в мыльной с ополаскиванием в душе то же с приемом оздоровительных процедур душевая кабина ванная кабина		— — — —	120 190 240 360	120 190 240 360
Душевые в бытовых помещениях промышленных предприятий	1 душевая сетка в смену	—	270	270

ПРИЛОЖЕНИЕ
9

Укрупненные
показатели среднего теплового потока
на горячее водоснабжение q _г

Средняя за отопительный период норма расхода воды при температуре 55 оС на горячее водоснабжение в сутки на 1 чел., проживающего в здании с горячим водоснабжением, л	на одного человека, Вт, проживающего в здании
с горячим водоснабжением	с горячим водоснабжением с учетом потребления в общественных зданиях	без горячего водоснабжения с учетом потребления в общественных зданиях
85	247	320	73
90	259	332	73
105	305	376	73
115	334	407	73

ПРИЛОЖЕНИЕ
10

Номограмма для
расчета трубопроводов водяных тепловых
сетей

ПРИЛОЖЕНИЕ
11

Значения коэффициентов
местных сопротивлений.

Местное сопротивление		Местное сопротивление	
Задвижка нормальная	0.5	Отводы сварные двухшовные под углом 90°	0.6
Вентиль с косым шпинделем	0.5
Вентиль с вертикальным шпинделем	6
Обратный клапан нормальный	7	Отводы сварные трехшовные под углом 90°	0.5
Обратный клапан “захлопка”	3	Отводы гнутые под углом 90° гладкие при R/d: 1 3 4	1 0.5 0.3
Кран проходной	2
Компенсатор сальниковый	0.3
Компенсатор П-образный: с гладкими отводами с крутоизогнутыми отводами со сварными отводами	1.7 2.4 2.8
Тройник при слиянии потоков: проход* ответвление	1.5 2
Отводы гнутые под углом 90° со складками при R/d: 3 4	0.8 0.5	Тройник при разделении потока: проход* ответвление	1 1.5
Тройник при потоке: расходящемся встречном	2 3
Отводы сварные одношовные под углом, град: 60 45 30	0.7 0.3 0.2
Грязевик	10

ПРИЛОЖЕНИЕ
12

Расстояние между
неподвижными опорами трубопроводов.

Условный проход труб, мм	Компенсаторы П-образные	Компенсаторы сальниковые	Самокомпенсация
Расстояния между неподвижными опорами в м при параметрах теплоносителя: Рраб =8-16 кгс/см2, t=100-150 oC
32	50	—	30
40	60	—	36
50	60	—	36
70	70	—	42
80	80	—	48
100	80	70	48
125	90	70	54
150	100	80	60
175	100	80	60
200	120	80	72
250	120	100	72
300	120	100	72
350	140	120	84
400	160	140	96
450	160	140	96
500	180	140	108
600	200	160	120
700	200	160	120
800	200	160	120
900	200	160	120

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Значения l _эдля труб при= 1

Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м	Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м
, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001	, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001
25	33,53,2	0,84	0,67	0,56	350	3779	21,2	16,9	14,2
32	382,5	1,08	0,85	0,72	400	4269	24,9	19,8	16,7
40	452,5	1,37	1,09	0,91	400	4266	25,4	20,2	17
50	573	1,85	1,47	1,24	450	4807	29,4	23,4	19,7
70	763	2,75	2,19	1,84	500	5308	33,3	26,5	22,2
80	894	3,3	2,63	2,21	600	6309	41,4	32,9	27,7
100	1084	4,3	3,42	2,87	700	72010	48,9	38,9	32,7
125	1334	5,68	4,52	3,8	800	82010	57,8	46	38,7
150	1594,5	7,1	5,7	4,8	900	92011	66,8	53,1	44,7
175	1945	9,2	7,3	6,2	1000	102012	76,1	60,5	50,9
200	2196	10,7	8,5	7,1	1100	112012	85,7	68,2	57,3
250	2737	14,1	11,2	9,4	1200	122014	95,2	95,2	63,7
300	3258	17,6	14,0	11,8	1400	142014	115,6	91,9	77,3

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Расчетные
теплотехнические характеристики
теплоизоляционных материалов и изделий

Материал, изделие	Средняя плотность в конструкции, кг/м3	Теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции λk, Вт/(м-°С) для поверхностей с температурой, °С	Температура применений, °С
		20 и выше	19 и ниже
Маты минераловатные прошивные	120 150	0,045 + 0,00021 tm 0,049 + 0,0002 tm	0,044-0,035 0,048-0,037	От минус 180 до 450 для матов
Маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем	65 95 120 180	0,04 + 0,00029 tm 0,043 + 0,00022 tm 0,044 + 0,00021 tm 0,052 + 0,0002 tm	0,039-0,03 0,042-0,031 0,043-0,032 0,051-0,038	От минус 60 до 400 От минус 180 до 400
Теплоизоляционные изделия из вспененного этиленполипропиленового каучука «Аэрофлекс»	60	0,034 + 0,0002 tm	0,033	От минус 57 до 125
Полуцилиндры и цилиндры минераловатные	50 80 100 150 200	0,04 + 0,00003 tm 0,044 + 0,00022 tm 0,049 + 0,00021 tm 0,05 + 0,0002 tm 0,053 + 0,00019 tm	0,039-0,029 0,043-0,032 0,048-0,036 0,049-0,035 0,052-0,038	От минус 180 до 400
Шнур теплоизоляционный из минеральной ваты	200	0,056 + 0,000 tm	0,055-0,04	От минус 180 до 600
Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем	50 70	0,04 + 0,0003 tm 0,042 + 0,00028 tm	0,039-0,029 0,041-0,03	От минус 60 до 180
Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего	70	0,033 + 0,00014 tm	0,032-0,024	От минус 180 до 400
Маты и вата из супертонкого базальтового волокна без связующего	80	0,032 + 0,00019 tm	0,031-0,24	От минус 180 до 600
Песок перлитовый, вспученный, мелкий	110 150 225	0,052 + 0,00012 tm 0,055 + 0,00012 tm 0,058 + 0,00012 tm	0,051-0,038 0,054-0,04 0,057-0,042	От минус 180 до 875
Теплоизоляционные изделия из пенополистирола	30 50 100	0,033 + 0,00018 tm 0,036 + 0,00018 tm 0,041 + 0,00018 tm	0,032-0,024 0,035-0,026 0,04-0,03	От минус 180 до 70
Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана	40 50 70	0,030 + 0,00015 tm 0,032 + 0,00015 tm 0,037 + 0,00015 tm	0,029-0,024 0,031-0,025 0,036-0,027	От минус 180 до 130
Теплоизоляционные изделия «Кайманфлекс (K-flex)» марок: ЕС ST ЕСО	60-80 60-80 60-95	0,036 0,036 0,040	0,034 0,034 0,036	От минус 40 до 105 От минус 70 до 130

Примечание.
Средняя
температура теплоизоляционного слоя;
°С:

t_m
= (t_W+40)/2
— на открытом воздухе в летнее время, в
помещении, в каналах, тоннелях, технических
подпольях, на чердаках и в подвалах
зданий;

t_m
= t_W/2
— на
открытом воздухе, воздухе в зимнее
время, где t_W
— температура среды внутри

изолируемого
оборудования (трубопровода).

ПРИЛОЖЕНИЕ
15

Нормы
плотности теплового потока q_e,
Вт/м, через изолированную поверхность
трубопроводов двухтрубных водяных
тепловых сетей при числе часов работы
в год более 5000.

Условный проход труб	тип прокладки
открытый воздух	тоннель, помещение	непроходной канал	бесканальная
средняя температура теплоносителя, оС
d, мм	50	100	50	100	50	90	50	90
1	2	3	4	5	6	7	8	9
25	13	25	10	22	10	23	24	44
32	14	27	11	24	11	24	26	47
40	15	29	12	26	12	25	27	50
50	17	31	13	28	13	28	29	54
65	19	36	15	32	15	34	33	60
80	21	39	16	35	16	36	34	61
100	24	43	18	39	17	41	35	65
125	27	49	21	44	18	42	39	72
150	30	54	24	49	19	44	43	80
200	37	65	29	59	22	54	48	89
250	43	75	34	68	25	64	51	96
300	49	84	39	77	28	70	56	105
350	55	93	44	85	30	75	60	113
400	61	102	48	93	33	82	63	121
450	65	109	52	101	36	93	67	129
500	71	119	57	109	38	98	72	138
600	82	136	67	125	41	109	80	156
700	92	151	74	139	43	126	86	170
800	103	167	84	155	45	140	93	186
900	113	184	93	170	54	151
1000	124	201	102	186	57	158

ПРИЛОЖЕНИЕ
16

Значение
коэффициента k₁.

Район строительства	способ прокладки трубопровода
открытый воздух	тоннель, помещение	непроходной канал	бесканаль-ная
Европейские районы	1.0	1.0	1.0	1.0
Урал	0,98	0,98	0,95	0,94
Западная Сибирь	0,98	0,98	0,95	0,94
Восточная Сибирь	0,98	0,98	0,95	0,94
Дальний Восток	0,96	0,96	0.92	0.9
Районы Крайнего Севера и приравненные к ним	0,96	0,96	0.92	0.9

ПРИЛОЖЕНИЕ 17

Основные типы
сборных железобетонных каналов КЛ(КЛп)
и КЛс для тепловых сетей

Условный диаметр трубопровода	Обозначение (марка) канала	Размеры канала, мм
	Внутренние номинальные	Наружные
		Ширина А	Высота H	Ширина А	Высота H
25-50 70-80	КЛ(КЛп)60-30 КЛ(КЛп)60-45	600	300 450	850	440 600
100-150	КЛ(КЛп)90-45 КЛ(КЛп)60-60	900 600	450 600	1150 850	630 750
175-200 250-300	КЛ(КЛп)90-60 КЛ(КЛп)120-60	900 1200	600	1150 1450	780
350-400	КЛ(КЛп)150-60 КЛ(КЛп)210-60	900 1200	600	1800 2400	850 890
450-500	КЛс90-90 КЛс120-90 КЛс150-90	900 1200 1500	900 900	1060 1400 1740	1070 1070
600-700	КЛс120-120 КЛс150-120 КЛс210-120	1200 1500 2100	12000	1400 1740 2380	1370 1470 1470

Методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода

Ниже представлена краткая методика инженерного расчёта тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчёта. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [^oС • м²/Вт] для труб с Dу <= 25 мм, и 1,22 [^oС м²/Вт] для труб с Dу > 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м • K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная информация может быть полезна для проведения инженерных расчётов при проектировании различных машин и узлов, содержащих трубопроводы с тепловой изоляцией. В качестве примера ниже приведены результаты расчёта тепловой изоляции для выпускного коллектора [трубопровода] высокофорсированного дизеля.

Полное термическое сопротивление изоляционной конструкции для цилиндрической стенки трубопровода (трубы) определяется по формуле:

где

d_из — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

d_н — наружный диаметр трубопровода.

λ_из — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

α_в — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

---

---

Линейная плотность теплового потока

где

t_н — температура наружной стенки трубопровода.

t_из — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

где

d_в — внутренний диаметр трубопровода.

α_г — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λ_т — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода d_из, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м•К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

Методика инженерного расчета тепловой изоляции трубопровода

Ниже представлена краткая методика инженерного расчета тепловой изоляции трубопровода (трубы). Оптимальную толщину теплоизоляционного слоя находят путём технико-экономического расчета. Практически толщину слоя изоляции определяют исходя из его термического спротивления (не менее 0,86 [oС м2/Вт] для труб с Dу 25 мм).

Качество тепловой изоляции трубопровода оценивается её КПД. В современных конструкциях тепловой изоляции при использовании материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м K] оптимальная толщина слоя изоляции обеспечивает тепловую эффективность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%).

Приведенная на этой страничке информация может быть полезна для проведения инженерных расчетов при проектировании, например, тепловой изоляции различных трубопроводов. В качестве примера ниже приведен расчет тепловой изоляции для выпускного коллектора высокофорсированного дизеля.

где

dиз — искомый наружный диаметр стенки изоляции трубопровода.

dн — наружный диаметр трубопровода.

λиз — коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

αв — коэффициент теплоотдачи от изоляции к воздуху.

Линейная плотность теплового потока

где

tн — температура наружной стенки трубопровода.

tиз — температура поверхности изоляции.

Температура внутренней стенки изоляции трубопровода

где

dв — внутренний диаметр трубопровода.

αг — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке.

λт — коэффициент теплопроводности материала трубопровода.

Уравнение теплового баланса

из которого определяется искомый наружный диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле:

Пример: Необходимо рассчитать тепловую изоляцию трубопровода высокофорсированного дизеля, наружный диаметр выпускного трубопровода составляет 0,6 м, внутренний диаметр этого трубопровода составляет 0,594 м, температура наружной стенки трубопровода принимается равной 725 К, температура наружной поверхности изоляции принимается равной 333 К, теплопроводность изоляционного материала принимается равной 0,11 Вт/(м К), тогда проведенный расчет изоляции трубопровода по методике, описанной выше, покажет, что толщина необходимой изоляции трубопровода должна составлять не менее 0,1 м.

↸

Источник: http://www.highexpert.ru/methods/isolation_pipe.html

расчет изоляции трубопровода по СНиП 2.04.14-88

Выберите метод расчета нормированной плотности теплового потока через изолированную поверхность:

Оборудование и трубопроводы с положительными температурами, расположенными на открытом воздухе и общая продолжительность работы в год более 5000 ч. (П4, табл. 1)

Оборудование и трубопроводы с положительными температурами, расположенными на открытом воздухе и общая продолжительность работы в год 5000 ч. и менее (П4, табл. 2)

Оборудование и трубопроводы с положительными температурами, расположенными в помещении и общая продолжительность работы в год более 5000 ч. (П4, табл. 3)

Оборудование и трубопроводы с положительными температурами, расположенными в помещении и тоннеле и общая продолжительность работы в год 5000 ч. и менее (П4, табл. 4)

Оборудование и трубопроводы с отрицательными температурами, расположенное на открытом воздухе (Прил. 5, табл. 1)

Оборудование и трубопроводы с отрицательными температурами, расположенное в помещении (Прил. 5, табл. 2)

Трубопроводы двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах и подземной бесканальной прокладке, общая продолжительность работы в год 5000 ч. и менее (Прил. 7, табл. 1)

Трубопроводы двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах и подземной бесканальной прокладке, общая продолжительность работы в год более 5000 ч. (Прил. 7, табл. 2)

Диаметр условного прохода трубопровода d:

Температура вещества в трубопроводе tw:

Температура окружающей среды te, принимается согласно п. 3.6:

Теплоизоляционный материал:

Введите теплопроводность теплоизоляционного материала:

Выберите расположение изолируемой поверхности, тип изолируемой поверхности, и коэффициент излучения для определения коэффициента теплоотдачи alfae:

Введите глубину заложения труб (расстояние от оси трубы до поверхности земли) H:

Введите расстояние между осями труб по горизонтали L12:

Выберите грунт для определения его теплопроводности:

Введите теплопроводность грунта:

Выберите тип опор трубопроводов для определения коэффициента Кred, учитывающего дополнительный поток теплоты через опоры (принимается по табл.4):

Выберите район строительства для определения коэффициента К1, учитывающего изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции:

Тепловой поток через теплоизоляционную конструкцию Q:

Теплоотдающая поверхность изолируемого объекта А:

Длина теплоотдающего объекта (трубопровода) l:

Заданное время хранения вещества Z:

Плотность материала стенки Pm:

Удельная теплоемкость материала стенки cm:

Объем вещества в емкости Vw:

Удельная теплоемкость вещества cw:

Начальная температура вещества tw1:

Конечная температура вещества tw2:

Коэффициент, определяющий допустимое количество конденсации в паре, m:

Удельное количество теплоты конденсации пара, rp:

Температура замерзания/твердения вещества twz:

Приведенный объем вещества трубопровода к метру длины Vw1:

Приведенный объем материала трубопровода к метру длины Vm1:

Удельное количество теплоты замерзания/твердения жидкого вещества rw:

Заданное время приостановки движения вещества Z:

Температура на поверхности изоляции tp:

Относительная влажность воздуха W:

Температура внутренней поверхности изолируемого объекта t_int:

Коэффициент теплоотдачи от транспортируемого вещества к внутренней поверхности изолируемого объекта alfa_int:

Источник: http://a1heat.ru/count-isolation.php

Как рассчитать толщину теплоизоляции трубопроводов

Иметь представление о расчете толщины теплоизоляционного слоя для системы трубопроводов важно каждому, кто понимает важность поддержания функционала технологических трубопроводов независимо от параметров транспортируемой среды. Речь идет о температуре, плотности среды и прочих важных показателях, влияющих на выбор толщины утеплителя. Итоговые показатели определяет расчет, основанный на требованиях нормативной документации.

Нормативная методика вычисления: характеристики

Процесс расчета теплоизоляции поверхностей цилиндрического типа непростой, поэтому по возможности его доверяют специалистам. Если работы приходится выполнять самостоятельно, то оптимальным методом для расчета теплоизоляции разного типа трубопроводов считается вычисление с учетом нормируемых показателей потери тепла.

Данные о величинах теплопотерь установлены и прописаны в специальной нормативной документации и зависят от типа прокладки и диаметра труб. Обычно возможны следующие варианты размещения трубопроводов:

• под открытым небом;
• в закрытом помещении;
• в непроходных каналах;
• бесканальным методом.

Суть расчета сводится к выбору теплоизоляции с такой толщиной, чтобы тепловые потери на практике не преувеличивали данных, прописанных в СНиПе. Соответствующим Сводом Правил регулируется и метод проведения расчета с упрощенным алгоритмом, приспособленным для среднестатистического пользователя. По большей мере упрощения касаются следующих моментов:

• не учитываются потери тепла при повышении температуры стенок труб в трубопроводах;
• не принимается во внимание сопротивление теплопередаче стальной стенки трубы из-за низкой способности к этому металла .

Практически для расчета толщины теплоизоляции используют формулы, рассчитанные как для стационарной, так и для нестационарной передачи тепла через стенки из разного типа материалов. Важно помнить о том, что принцип расчета толщины утеплителя для трубопроводов должен учитывать условия работы:

• материалы в основе теплоизоляции;
• перепады температур в зависимости от сезона;
• уровень влажности и пр.

Удобнее всего для расчета толщины утеплителя трубопроводов использовать специальные таблицы, в которых прописаны диаметр труб с температурой носителя. Что касается типа теплоизоляции, то оптимальный вариант — использование специальных цилиндров, не требующих сложного монтажа и сохраняющих эксплуатационные характеристики на протяжении всего срока использования.

Рассмотрим два основных метода расчета толщины теплоизоляции: на основании онлайн калькулятора и инженерных формул, позволяющих получить результат, максимально правильный с учетом всех параметров.

Как пользоваться онлайн приложениями правильно

Процесс расчета толщины утеплителя с использованием онлайн калькулятора простой и доступный. Сегодня таким способом пользуются все, кто считают услуги инженеров дорогими, а инженерные формулы для собственного расчета — слишком сложными.

Частные пользователи без проблем могут подобрать калькуляторы для быстрого и достаточно точного расчета параметров теплоизоляции для трубопровода.

Большинство источников предоставляют возможность пользоваться калькулятором без оплаты и даже регистрации на сайте. Более того, приложения не нужно скачивать и устанавливать. Онлайн калькуляторы позволяют проводить расчеты изоляции по нескольким целям:

• теплоизоляции трубопроводов для образования нужной температуры на поверхности;
• изоляции труб для защиты среды от промерзания при минусовых температурах;
• утеплению трубопроводов для гарантии защиты поверхностей от образования конденсата и коррозии;
• изоляции для двухтрубной тепловой магистрали, монтированной под землей.

Как только нужная задача будет установлена, в поля калькулятора вводят данные для проведения нужного расчета. Обычно речь идет о диметре трубы, температуре среды, продолжительности замерзания жидкости без прокачки, материале в основе труб, температуре на их поверхности, коэффициенте теплопроводности теплоизолятора.

Готовый результат поможет определиться с выбором толщины теплоизолятора. Выбирать материал нужно в соответствии с данными калькулятора, не пытаясь покупать утеплитель с «запасом» толщины, так как это не даст нужного эффекта, но значительно повлияет на увеличение итоговой стоимости утепления.

Как рассчитать толщину по формуле самостоятельно

Когда данные, полученные с помощью онлайн калькулятора кажутся сомнительными, стоит попробовать аналоговый метод с использованием инженерной формулы для расчета толщины теплоизоляционного материала. Для расчета работают по следующему алгоритму:

1. По формуле вычисляют температурное сопротивление утеплителя.
2. Высчитывают линейную плотность потока тепла.
3. Рассчитывают показатели температуры на внутренней поверхности теплоизоляции.
4. Переходят к расчету теплового баланса и толщины теплоизоляции по формуле.

Эти же формулы используются для составления алгоритма работы онлайн-калькулятора.

Источник: http://remontami.ru/raschet-tolshhiny-teploizolyacii-truboprovodov/

Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов

С целью обеспечения оптимальной транспортировки по трубопроводам различных сред цилиндрические конструкции принято изолировать. Нормативными документами установлены определенные требования к толщине теплоизоляции.

Процесс вычисления толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов является сложным и трудоемким. Наиболее распространенной методикой является определение данного параметра по нормируемым показателям теплопотерь. Величины потерь установлены СНиПом и зависят от способов прокладки трубопроводов разного диаметра:

• открыто на улице;
• открыто в помещении;
• бесканальным путем;
• в непроходных каналах.

Суть расчета сводится к подбору такой толщины теплоизоляционного материала, чтобы значение фактических теплопотерь не превышало установленных в СНиПе показателей.

Вычисление толщины однослойной изоляции конструкции

Главная формула для расчета изоляции трубопровода представлена в следующем виде:

ln B = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH], где

• λ — коэффициент теплопроводности изоляции (справочный);
• К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
• tT — температура транспортируемой среды (среднегодовая);
• to — температура наружного воздуха (среднегодовая);
• qL — величина теплового потока;
• RH — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности утеплителя (табличное значение).

Значение показателя В определяется отдельно:

В = (dиз + 2δ) / dтр, где

• δ — толщина изоляционной конструкции;
• dиз — наружный диаметр трубопровода;
• dтр — наружный диаметр изолируемой трубы.

Параметр ln находят по таблице логарифмов. В итоге толщина изоляции должна быть такой, при которой будет соблюдено условие тождественности левой и правой частей уравнения.

Вычисление толщины многослойной теплоизоляции

В случае перемещения по трубопроводу теплоносителя с высокой температурой (500-600 ℃) поверхность объекта изолируется двумя слоями из разных материалов.

Один из слоев выступает в качестве ограждения горячей поверхности от второго, который, в свою очередь, служит для защиты трубопровода от низкой температуры воздуха снаружи.

При этом важно, чтобы температура на границе слоев t1,2 была допустимой для материала наружного слоя изоляции.

Чтобы рассчитать толщину теплоизоляции первого слоя, используется уже знакомая нам формула:

δ = К*(tT — to)/[qF — RH]

Для определения толщины второго слоя вместо значения температуры поверхности трубопровода tT принимают температуру на границе двух изоляционных слоев t1,2.

Если диаметр трубопровода меньше 2 м, формула имеет следующий вид:

ln B1 = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH]

Довольно громоздкие расчеты толщины теплоизоляции трудно вести вручную. Поэтому с целью упрощения процесса и быстрого получения результата алгоритм рекомендуется внести в программу Microsoft Excel.

Расчет изоляции трубопроводов по заданной величине снижения температуры теплоносителя

В отдельных случаях требуется, чтобы теплоноситель был доставлен по трубопроводу в конечный пункт назначения с определенной температурой. Согласно этому условию и должен быть выполнен расчет толщины теплоизоляции.

Сначала находится полное тепловое сопротивление изоляции RП :

RП = 3,6 К l / GC ln [(tт.нач — tо )/(tт.кон — tо )], где

• К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
• tт.нач — начальная температура теплоносителя;
• tо — температура окружающей среды;
• tт.нач — конечная температура теплоносителя;
• l — длина трубопровода;
• G — расход теплоносителя;
• C — удельная теплоемкость транспортируемой среды.

Далее значение толщины теплоизоляции рассчитывается по знакомой формуле:

δ = dиз (В — 1) / 2

Расчет изоляции трубопроводов по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

На многих промышленных предприятиях трубопроводы проложены внутри рабочих помещений, в которых находятся люди. В этой связи правила охраны труда диктуют повышенные требования к температуре труб. Вычисление толщины теплоизоляционного слоя для труб диаметром более 2 м по заданной температуре поверхности утеплителя выполняется по формуле:

δ = λ (tT — tП) / α (tT — tО), где

• α — коэффициент теплоотдачи (справочный);
• tП — нормируемая температура поверхности утеплителя;
• остальные параметры — из предыдущих формул.

Несмотря на то, что данная методика имеют незначительную погрешность, она применяется в настоящее время для вычисления показателей изолирующего слоя. Для получения более точных расчетов лучше воспользоваться специализированным программным обеспечением.

Источник: https://edvans.com.ua/statji/raschet-teploizolyatsii-trub/

Расчет толщины тепловой изоляции

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20°С до 300°С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К).

Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).

При бесканальной прокладке тепловых сетей следует преимущественно применять предварительно изолированные в заводских условиях трубы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке или армопенобетона с учетом допустимой температуры применения материалов и температурного графика работы тепловых сетей. Трубопроводы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля влажности изоляции.

, (2.65)

где d — наружный диаметр трубопровода, м;

В — отношение наружного диаметра изоляционного слояк диаметру трубопровода d. ();

Величину В определяют по формуле:

, (2.66)

где е — основание натурального логарифма;

lк – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м ·°С), определяемый по приложениям 9,10 учебного пособия;

Rк — термическое сопротивление слоя изоляции, м ·°С/Вт, величину которого определяют из следующего выражения

, (2.67)

где- суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового потока определяемое по формуле

(2.68)

где- нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м, принимаемая по [4], а также по приложению 8 учебного пособия;

— средняя за период эксплуатации температура теплоносителя,

— коэффициент, принимаемый по приложению 11 учебн. посо-

бия;

— среднегодовая температура окружающей среды;

При подземной прокладке- среднегодовая температура грунта, которая для большинства городов находится в пределах от +1до +5.

При прокладке в тоннелях, в помещениях, в неотапливаемых техподопольях,

при надземной прокладке на открытом воздухе- средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха, которая принимается:

при прокладке в тоннелях= 40; при прокладке в помещениях= 20;

в неотапливаемых техподопольях= 5; при надземной прокладке на открытом воздухе — средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха;

Виды дополнительных термических сопротивленийзависят от способа прокладки тепловых сетей.

При надземной прокладке, а также прокладке в тоннелях и техподпольях

(2.69)

При подземной канальной прокладке

(2.70)

При подземной бесканальной прокладке

(2.71)

где- термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м·°С /Вт, определяемое по формуле

, (2.72)

где- коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух, Вт/(м² ·°С) который, согласно [4], принимается:

при прокладке в каналах= 8 Вт/(м² ·°С);

при прокладке в техподпольях, закрытых помещениях и на открытом воздухе по табл. 2.1;

d — наружный диаметр трубопровода, м;

Таблица 2.1 Значения коэффициента теплоотдачи a, Вт/(м2×°С)

Изолированный объект	В закрытом помещении	На открытом воздухе при скорости ветра3, м/с
Покрытия с малым коэффициентом излучения1	Покрытия с высоким коэффициентом излучения2
Горизонтальные трубопроводы
1 К ним относятся кожухи из оцинкованной стали, листов алюминиевых сплавов и алюминия с оксидной пленкой.
2 К ним относятся штукатурки, асбестоцементные покрытия, стеклопластики, различные окраски (кроме краски с алюминиевой пудрой).
3 При отсутствии сведений о скорости ветра принимают значения, соответствующие скорости 10 м/с.

— термическое сопротивление поверхности канала, определяемое по формуле

, (2.73)

где- коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала;= 8 Вт/(м² ·°С);

— внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый по формуле

, (2.74)

где F — внутреннее сечение канала, м2;

P — периметр сторон по внутренним размерам, м;

— термическое сопротивление стенки канала определяемое по формуле

, (2.75)

где- теплопроводность стенки канала; для железобетона

= 2,04 Вт/(м·°С);

— наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;

— термическое сопротивление грунта определяемое по формуле

, (2.76)

где- теплопроводность грунта, зависящая от его структуры и влажности. При отсутствии данных его значение можно принимать для влажных грунтов= 2-2.5 Вт/(м·°С), для сухих грунтов

= 1,0-1,5 Вт/(м·°С);

h — глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м;

— добавочное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние труб при бесканальной прокладке, величину которого определяют по формулам:

· для подающего трубопровода

; (2.77)

· для обратного трубопровода

, (2.78)

где h — глубина заложения осей трубопроводов, м;

b — расстояние между осями трубопроводов, м, принимаемое в зависимости от их диаметров условного прохода по табл. 2.2

Таблица 2.2 Расстояние между осями трубопроводов.

dу, мм	50-80	125-150
b, мм

,- коэффициенты, учитывающие взаимное влияние температурных полей соседних теплопроводов, определяемые по формулам:

, (2.79)

, (2.80)

где,- нормированные линейные плотности тепловых потоков соответственно для подающего и обратного трубопроводов, Вт/м (см. формулу (2.68)).

Расчетную толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции на основе волокнистых материалов и изделий (матов, плит, холстов) следует округлять до значений, кратных 10 мм.

В конструкциях на основе минераловатных цилиндров, жестких ячеистых материалов, материалов из вспененного синтетического каучука, пенополиэтилена и пенопластов следует принимать ближайшую к расчетной толщину изделий по нормативным документам на соответствующие материалы.

Допускается принимать ближайшую более низкую толщину теплоизоляционного слоя в случаях расчета по температуре на поверхности изоляции и нормам плотности теплового потока, если разница между расчетной и номенклатурной толщиной не превышает 3 мм.

Минимальную толщину теплоизоляционного слоя следует принимать:

при изоляции цилиндрами из волокнистых материалов — равной минимальной толщине, предусматриваемой государственными стандартами или техническими условиями;

при изоляции тканями, полотном стекловолокнистым, шнурами — 20 мм.

при изоляции изделиями из волокнистых уплотняющихся материалов — 20 мм;

при изоляции жесткими материалами, изделиями из вспененных полимеров — равной минимальной толщине, предусматриваемой государственными стандартами или техническими условиями.

Предельная толщина теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Предельные толщины теплоизоляционных конструкций для оборудовании и трубопроводов.

Наружный диаметр, мм	Способ прокладки трубопровода
Надземный	В тоннеле	В непроходном канале
Предельная толщина теплоизоляционного слоя, мм, при температуре, °С
20 и более	20 и более	до 150 вкл.
1020 и более
Примечания 2 В случае если расчетная толщина изоляции больше предельной, следует принимать более эффективный теплоизоляционный материал и ограничиться предельной толщиной тепловой изоляции, если это допустимо по условиям технологического процесса.

Примеры расчетов толщины слоя изоляции при различных способах прокладки тепловых сетей приведены на стр. 76-82 учебного пособия.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/2x109a.html

Расчет теплоизоляции трубопровода

Человек, который сталкивался с проблемой перемерзания труб знает, что это за беда. И на всю жизнь делает вывод о необходимости правильного утепления водопроводных систем. Учиться практичнее всего на чужих ошибках, и во всех деталях хорошо представлять, как правильно произвести расчет теплоизоляции трубопровода.

Важным фактором при укладке труб является глубина их залегания. Если точка промерзания грунта находится на 1,5-2 м. от поверхности земли, то работы по утеплению весьма затруднительны. В этом случае приходит на помощь выбор теплоизолирующего материала и грамотный расчет нужной толщины слоя покрытия.

Виды материалов для утепления труб

На основе этого материала производится много модификаций : Стекловата, Роквул, Изовер, и т.п.

При низкой теплопроводности требует дополнительного покрытия из водонепроницаеиого материала

• Базальтовые утеплители

Выпускаются в виде цилиндров и просты в монтаже. Имеют защитный покров в виде водотталкивающих материалов.

Производится в виде скорлуп, прост в использовании, не требует дополнительного покрытия. Обладает низкой теплопроводностью.

При монтаже теплоизоляции следует учитывать весовую нагрузку на трубопровод и соответственно рассчитать его крепление.

То есть, к утеплению системы горячего водоснабжения следует применить более жесткие требования. Если используется материал с покрытием из фольги или стеклохолста, то максимальная температура не должна превышать 100*С.

Учитывая знания по теплопроводности выбранного материала возможно самостоятельно произвести расчет теплоизоляции трубопровода.

Варианты утепления труб

• теплозащита обогревающим кабелем.

Трубу обвивают специализированным кабелем.Это очень удобно, если учитывать, что утепление трубы требуется всего полгода. То есть, только в это время возможно ожидать перемерзание труб.

В случае такого обогрева происходит значительная экономия средств на земляные работы по прокладке трубопровода на необходимой глубине, на утеплителе и прочих моментах. Кабель может находиться как снаружи трубы, так и внутри ее. Известно.

, что наиболее промерзаемым местом является вход трубопроводы в дом. Эту проблему легко решить с помощью греющего кабеля.

• Утепление трубопровода воздухом

Ошибкой современных систем теплоизоляции является один момент. Они не учитывают, что промерзание грунта происходит сверху вниз, а навстречу ему стремится тепло, поднимающееся из глубины земли.

Теплоизоляцию производят со всех сторон трубы, в том числе изолируя ее и от восходящего потока тепла. Поэтому практичнее устанавливать утеплитель в виде зонтика над трубой.

А воздушная прослойка в этом случае будет являться теплоаккумулятором.

• Прокладка трубопровода по принципу «труба в трубе»

Прокладка водопроводных труб в трубах из полипропилена, предназначенных для канализации. У этого метода есть несколько преимуществ.

1. — в аварийных ситуациях возможно быстрое протягивание аварийного шланга
2. — водопроводную трубу можно прокладывать без раскопочных работ
3. — трубу можно отогреть в любых случаях
4. — возможен обогрев с помощью устройства по всасыванию теплого воздуха

Такой расчет производят не только с целью уменьшить теплопотери, но чтобы понизить саму температуру поверхности труб, с целью их безопасной эксплуатации. Следует учитывать и температурные колебания окружающей среды.

При произведении такого расчета принимаются во внимание следующие факторы:

1. температура изолируемой поверхности и окружающей среды
2. допустимые нагрузки
3. наличие виьрации и других воздействий
4. стойкость утеплителя к деформации
5. теплопроводность утеплителя
6. учет нагрузок от вышележащего грунта и транспортных средств

Рассчитываются тепловые потери по следующей формуле:

Q=2п*Л*L*(Tвн- Tнар)/ln(D/d), где

Q – теплопотери, Вт П – константа = 3,14

Л – коэффициент теплопроводности теплоизоляции, обычно = 0,04 Вт/м20С

L – длина трубы, м

Tвн – температура жидкости в трубопроводе,0С

Tнар – температура наружного воздуха или земли,0С D – наружный диаметр трубопровода с теплоизоляцией, м

d – внутренний диаметр трубопровода, м

Итоговую теряемую мощность необходимо увеличить на 30 – 40% (это запас 1,3-1,4 раза).

Чтобы каждый раз не считать теплопотери по формуле, существуют таблицы с типовыми параметрами толщины теплоизоляции.

Источник: http://semidelov.ru/mar/raschet-teploizolyatsii-truboprovoda/

Расчет теплоизоляции трубопроводов

Прежде чем выбрать утеплитель  для трубопровода, необходимо с помощью расчетов определить оптимальный материал, его толщин и плотность для каждого отдельного случая. Производя расчет теплоизоляции трубопровода, нужно учитывать:

• температуру поверхности, которая будет изолироваться,
• температуру окружающей среды,
• предел допустимых нагрузок,
• вибрации и все возможные механические воздействия,
• уровень теплопроводности и устойчивость материалов к деформации.

Нагрузки от вышележащего грунта и транспортных средств нужно учитывать с солидным запасом на будущее.

Также смотрите: 7 причин выбрать Утеплитель для стен — Роквул.

Для чего нужен расчет теплоизоляции трубопроводов

Теплоизоляцию трубопроводов производят не только для того, чтобы сократить тепловые потери. Таким образом можно снизить температуру поверхности труб, что обеспечит безопасную эксплуатацию. Наружная поверхность всех элементов трубопровода, расположенных в доступных местах, строго регламентирована – это не более 550. 

По этой причине расчет толщины теплоизоляции могут производить по двум нормам: плотности теплового потока или температуры, заданной на поверхности теплоизоляции.

Во втором случае теплоизоляция берет на себя обе функции, но на практике толщина слоя, которая была рассчитана с ориентировкой на температуру поверхности, не может обеспечить необходимых энергосберегающих качеств.

Возможные ошибки при расчетах

Часто монтажные бригады ошибочно за ориентир берут безопасность температуры поверхности трубопровода. Привлекательность этого метода в том, что он позволяет обойтись тонким слоем теплоизоляции и тем самым снизить его стоимость. Да и большинство популярных видов современной продукции производятся с недостаточной толщиной.

К примеру, толщина изоляции, выполненной из вспененных полимеров – от 13 до 25 мм. Такая малая толщина обусловлена особенностями технологии производства. Обеспечивая превосходный уровень безопасности температуры поверхности, он не удовлетворяет принятым на сегодня понятиям об энергоэффективности.

Из соображений энергосбережения производить расчет теплоизоляции трубопровода следует исходя из норм теплового потока, которые регламентированы СНиП 41 – 03 – 2003! В нем дана необходимая формула, позволяющая безошибочно рассчитать необходимую толщину.

Обратите внимание: Как правильно сделать расчет системы горячего водоснабжения?

Пример расчета теплоизоляции трубопроводов

Для примера рассмотрим такую ситуацию:

• диаметр отопления – 42 мм,
• температура теплоносителя – 900,
• температура воздуха в помещении, где проходит трубопровод – 100,
• сам трубопровод в год работает более 5 тыс. часов.

Приблизительное значение теплопроводности современных  полимерных или волокнистых теплоизоляционных материалов в условиях повышенной температуры 0,04 Вт/м*град.

По результатам такого приблизительного расчёта получается, что толщина теплоизоляции в этом случае должна быть минимум 38 мм.

Нужной толщиной обладают материалы из минеральной ваты. Наиболее удобной формой продукции, используемой в монтаже теплоизоляции на трубопроводах – это цилиндры. Выпускают их с довольно большим диаметром.

Информация по теме: Мои советы по расчету газового отопления.

Источник: http://www.vgazele.ru/uteplitel/raschet-teploizolyatsii-truboprovodov.html