Как найти удельные тепловые потери теплопровода

Цель
теплового расчета сетей – определение
толщины тепловой изоляции и падения
температуры теплоносителя на данном
участке трассы.

Толщину
теплоизоляционного слоя определяют по
нормам удельных потерь теплоты (табл.
6.10 и 6.11) или на основе технико-экономических
расчетов. При этом толщина изоляции
трубопровода данного диаметра условного
прохода не должна превышать предельного
значения, указанного в табл. 6.12.

Выбрав
толщину производимого промышленностью
изоляционного материала, определяют
удельные потери теплоты трубопроводом
длиной l,
м, по формуле, Вт/м

q
= (t_т
–
t_o)/R,
(6.38)

где
t_т
– среднегодовая температура теплоносителя,
ºС;
t_о
– среднегодовая температура окружающей
среды (для подземной прокладки –
среднегодовая температура грунта на
глубине прокладки трубопровода), ºС;
R
– общее сопротивление теплопередаче,
м׺С/Вт.

Таблица
6.10

Нормы потерь теплоты для водяных тепловых сетей, Вт/м

Наружный диаметр трубы, мм	Подземная прокладка	Надземная прокладка
Среднегодовая температура теплоносителя, º C
50	65	90	100	50	70	100	150
32	23	29	37	44	17	28	36	54
57	29	36	46	55	24	32	46	67
76	34	40	52	62	29	38	52	77
89	36	44	57	66	33	42	58	82
108	40	49	63	72	36	48	64	90
159	49	60	76	87	44	56	76	109
219	59	72	92	106	53	66	91	128
273	70	84	105	120	62	77	101	145
325	79	94	116	134	70	88	116	163

Таблица 6.11

Нормы потерь теплоты при надземной прокладке паропроводов

Наружный диаметр трубы, мм	57	76	89	108	133	159	219	273	325
Нормы потерь теплоты, Вт/м	116	128	140	152	168	180	210	240	268

Таблица 6.12

Предельная толщина изоляции тепловых сетей, мм

Диаметр условного трубопровода dу, мм	Способ прокладки тепловых сетей
надземный	в непроходных каналах
Водяных, паровых и конденсатных	Паровых	Водяных и конденсатных
25	70	70	60
50	100	100	80
100	150	150	90
150	160	160	100
200	180	180	100
250	180	180	100
300	190	190	100

Однотрубный
теплопровод.
Общее сопротивление теплопередаче при
надземной прокладке теплопровода

R
= R_и
+ R_н
. (6.39)

Сопротивление
теплопроводности тепловой изоляции

R_и
=
ln,
(6.40)

где
λ_и
–
теплопроводность материала изоляции,
Вт/(м׺С);
d_ни
и d_ви
– наружный и внутренний диаметры
изоляции, м.

Тепловое сопротивление
наружной поверхности изоляции

R_н
= 1/(πd_ниα_н)
. (6.41)

Коэффициент
теплоотдачи поверхности изоляции
определяют по эмпирической формуле,
Вт/(м²∙ºС):

α_н
= 11,6 + 7,
(6.42)

где υ – скорость
движения воздуха у поверхности изоляции,
м/с.

При
подземной бесканальной прокладке
тепловой сети для определения R
пользуются также формулой (6.39), только
вместо R_н
подставляют
тепловое сопротивление грунта R_гр,
которое находят из выражений

при
h/d_эн
³
2

R_гр
=
ln;
(6.43)

при
h/d_эн
< 2

R_гр
=
ln,
(6.44)

где
λ_гр
– теплопроводность
грунта, Вт/(м×°С).
Для грунтов средней влажности λ_гр
= 1,2 … 2,5 Вт/(м×°С);
h
– глубина заложения оси трубопровода,
м.

Двухтрубный
теплопровод.
При двухтрубной подземной бесканальной
прокладке вокруг теплопроводов в грунте
образуются температурные поля, которые,
воздействуя одно на другое, способствуют
уменьшению теплопотерь каждой трубой
в отдельности. Взаимное влияние одной
трубы на другую учитывается условным
дополнительным сопротивлением,
определяемым по формуле Е. П. Шубина

R_доп
=
ln,
(6.45)

где
b
– расстояние между осями труб, м.

Удельные потери
теплоты двухтрубным теплопроводом
определяют по следующим уравнениям,
Вт/м:

для подающего
трубопровода

q₁
=
,
(6.46)

для обратного
трубопровода

q₂
=
,
(6.47)

где
t₁
и t₂
– расчетные
температуры теплоносителя в подающем
и обратном трубопроводах, ºС.

При
подземной прокладке сети в непроходных
каналах тепловые потоки от каждого
трубопровода нагревают воздух в канале,
затем общий тепловой поток через стенки
канала рассеивается в грунте. Определяя
R
по формуле (6.39), вместо R_н
подставляют
R_к.

Тепловое сопротивление
канала

R_к
= R_вп
+ R_ст
+ R_гр,
(6.48)

где
R_вп
– сопротивление теплоотдаче от воздуха
канала к его внутренней поверхности,
м×^оС/Вт;

R_вп
= 1/(πd_эвα);
(6.49)

R_ст
– тепловое сопротивление стенок канала,
м׺С/Вт:

R_ст
=
ln;
(6.50)

R_гр
– тепловое сопротивление грунта,
окружающего канал, м׺С/Вт;
определяется по формуле (6.43) или (6.44) с
заменой d_ни
на d_эн;
α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²∙°С),
определяемый по формуле (6.42), принимая
υ = 0; λ_ст
– теплопроводность стенок канала, Вт/(м
×°С);
d_эн
и d_эв
–
эквивалентные наружный и внутренний
диаметры канала определяемые по формуле,
м:

d_э
= 4А/P,
(6.51)

где
А
– площадь (наружного или внутреннего)
поперечного сечения канала при
соответственно наружном или внутреннем
его периметре Р.

При
определении потерь теплоты трубопроводами
пользуются также формулами, что и для
бесканальной прокладки, только вместо
t_гр
подставляют
значение средней температуры воздуха
в канале t_к.
В двухтрубной тепловой сети

t_к
=
.
(6.52)

Значение
t_к
может быть близким к температуре
теплоносителя t₂
в обратном трубопроводе. В этом случае
его не покрывают тепловой изоляцией,
что экономически выгодно.

Рассчитав
удельные потери теплоты трубопроводами
тепловой сети, сравнивают их значения
с соответствующими нормами, приведенными
в табл. 6.10 и 6.11. При несоответствии нормам
расчет повторяют, пользуясь методами
последовательного приближения, изменяя
или толщину изоляции в допустимых
пределах (см. табл. 6.12), или вид изоляционного
покрытия.

Падение
температуры теплоносителя – воды на
участке трубопровода длиной l,
м, находят из уравнения, °С:

Δt
=
,
(6.53)

где
β – коэффициент к длине трубопровода,
учитывающий потери теплоты неизолированными
компенсаторами, фланцевыми соединениями,
арматурой. При надземной прокладке β =
1,25, при канальной – β = 1,2, при бесканальной
– β = 1,15; G_т
– расход теплоносителя, кг/с.

Падение энтальпии
теплоносителя – пара, кДж/кг:

Δh

(6.54)

Пример 6.4.Для участка двухтрубной
надземной водяной тепловой сети длиной
80 м, работающей в течение года определить
экономически целесообразную толщину
теплоизоляции, выполненной из полуцилиндров
пенопластовых марки ФРП – 1 (плотность
конструкции 100 кг/м³),
удельные потери теплоты трубопроводами
и падение температуры теплоносителя
на длине участка. Наружный диаметр обеих
труб 194 мм, расход теплоносителя 43,1 кг/с.
Среднегодовая температура теплоносителя
в подающем трубопроводе 65^оС,
в обратном – 50^оС.
Среднегодовая расчетная скорость
ветра=
5,7 м/с. Среднегодовая температура
наружного воздухаt_о=
+ 2,7 ^оС.

Решение.Минимальная толщина
полуцилиндров, изготавлимаемых
промышленностью – 30 мм (приложение).
Задаемся этой толщиной изоляции для
предварительного расчета.

Наружный диаметр изоляции:

d_ни=
0,194 + 2·0,03 = 0,254.

Теплопроводность изоляции по данным
приложения:

для подающего трубопровода

_ин= 0,043 + 0,00019(65+40)/2 = 0,053 Вт/м×^оС,

для обратного трубопровода

_ио= 0,043 + 0,00019(50 + 40)/2 = 0,0516 Вт/м×^оС.

Сопротивление изоляции теплопроводности
по (6.40) подающего трубопровода

м×°С/Вт,

обратного трубопровода

м×°С/Вт.

Коэффициент теплоотдачи поверхности
изоляции по (6.42)

_и= 28,3 Вт/м² ×°С.

Тепловое сопротивление наружной
поверхности изоляции:

R_н= 1/3,14·0,254·21,7 = 0,044 м׺С/Вт.

Общее сопротивление теплопередачи
подающего трубопровода:

R^п= 0,809 + 0,058 = 0,856 м׺С/Вт.

Обратного трубопровода

R^о= 0,831 + 0,058 = 0,875 м׺С/Вт.

Удельные потери теплоты по (6.38) подающим
трубопроводом

q_п= (65 – 2,7)/0,856 = 72,8 Вт/м,

обратным

q_о= (50 – 2,7)/0,875 = 54 Вт/м.

Значения теплопотерь и для подающего
и для обратного трубопроводов выше норм
для данного диаметра труб, приведенных
в таблице 6.10. Выбираем толщину изоляционного
слоя для подающего 50 мм и обратного
трубопроводов – 40 мм.

Проведем повторный расчет

мм,

мм,

м×^оС/Вт,

м×^оС/Вт,

=
1/3,14·0,294·21,7 = 0,050 м×^оС/Вт,

=
1/3,14·0,274·21,7 = 0,053 м×^оС/Вт,

R^п
= 1,249 + 0,050 = 1,299 м×^оС/Вт,

R^о= 1,065 + 0,053 = 1,118 м×^оС/Вт,

q_п= (65 – 2,7)/1,299 = 47,9 Вт/м,

q_о
= (50 – 2,7)/1,118 = 42,3 Вт/м.

Эти значения теплопотерь ниже норм для
данного диаметра труб. Толщина изоляции
значительно меньше предельной толщины
для данного диаметра труб (табл. 6.12).
Следовательно, по этим параметрам
толщина тепловой изоляции выбрана
правильно.

Падение температуры теплоносителя на
длине участка определяем по формуле
(6.53) подающего трубопровода:

^оС,

^оС.

Пример 6.5.Определить, как изменяются
удельные тепловые потери трубопроводами,
если они будут проложены в непроходном
бетонном канале. Глубина заложения осей
трубh= 1,5 м. Грунт
песчаный (2000
кг/м³),
влажный (теплопроводность λ_гр= 2,0 Вт/м^оС,
температура на глубине прокладки трубt_гр= 5^оС).
Теплопроводность бетона во влажной
среде λ_ст= 1,86 Вт/м^оС.

Решение.По формуле (6.51) определим
эквивалентные наружный и внутренний
диаметры канала (рис. 6.4)

d_эн =м,

d_эв =м.

Коэффициент теплоотдачи от воздуха
канала к внутренней поверхности канала
по (6.42)
= 1 1,6 т.к.= 0.

Сопротивление теплоотдачи от воздуха
канала к его внутренней поверхности по
(6.41):

R_вн= 1/3,14м°С/Вт.

Рис.
6.4. к примеру 6.5.

Тепловое сопротивление стенок канала
по формуле 6.50

R_ст=м°С/Вт.

Так как отношение h/d_эн
< 2, то тепловое сопротивление грунта
находим по формуле (6.44)

.

Общее тепловое сопротивление подающего
трубопровода

R^п= 1,249 + 0,242 = 1,491м²
°С/Вт,

R^o= 1,065 + 0,242 = 1,307м²
°С/Вт.

Условное дополнительное сопротивление
по (6.45)

R_доп=м²
°С/Вт.

Температура воздуха в канале по (6.52)

t_к=°С.

Подставляя вместо t_грзначенияt_кпо (6.46) и (6.47) определяем удельную потерю
теплоты

– подающим трубопроводом

q_п
=
Вт/м,

– обратным трубопроводом

q_о
=
Вт/м.

Удельные потери теплоты уменьшились в
подающем трубопроводе в

раза, а в обратном трубопроводе враза.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Главная цель данной задачи – определить реальные тепловые потери в тепловых сетях и сравнить их с нормативными значениями

В зависимости от полученного результата, обосновать необходимость (или отсутствие необходимости) проведения работ по модернизации тепловой сети с заменой трубопроводов и теплоизоляции.

В данном примере, определить тепловые потери в тепловых сетях было необходимо для государственной организации ФГУП ВНИИФТРИ, расположенной в Московской области, Солнечногорский район, городской поселок Менделеево.

В обследование включены наружный осмотр, замер температуры, тепловизионное обследование и расчет тепловых потерь в тепловых сетях  Ду 400 мм, Ду 250 мм, Ду 200 мм, Ду 150мм.

Содержание

• Краткое описание тепловой сети
• Расчет – фактические тепловые потери в тепловых сетях
• Суммарные тепловые потери в тепловых сетях
• Результаты тепловизионного обследования тепловой сети
• Техническое заключение
• Приборы и средства контроля

Краткое описание тепловой сети

Для покрытия тепловых нагрузок используется производственно-отопительная котельная, основным топливом которой является природный газ.

Котельная вырабатывает

• пар на технологические нужды – круглогодично
• горячую воду на нужды отопления – в течении отопительного сезона и
• горячее водоснабжение – круглогодично.
• Проектом предусмотрена работа тепловой сети по температурному графику 98/60 град. С.

Схема подключения системы отопления – зависимая.

Тепловые сети, обеспечивающие передачу тепловой энергии на нужды отопления всего поселка и горячего водоснабжения правобережной его части, смонтированы в надземном и подземном исполнении.

Тепловая сеть разветвлённая, тупиковая.

Год ввода в эксплуатацию тепловых сетей – 1958. Строительство продолжалось до 2007 года.

Теплоизоляция выполнена

• матами из стекловаты толщиной 50 мм, с покровным слоем из рулонного материала,
• экструдированного пенополистирола типа ТЕРМОПЛЭКС толщиной 40 мм, с покрывным слоем из оцинкованного листа и вспененного полиэтилена толщиной 50 мм.

За время эксплуатации часть участков тепловой сети подвергались ремонту с заменой трубопроводов и тепловой изоляции.

Определяем фактические тепловые потери в тепловых сетях

Мы исходим из того, что тепловые потери в тепловых сетях не зависят от скорости движения воды в трубопроводе, а зависят от

• диаметра трубы,
• температуры теплоносителя,
• материала теплоизоляции и
• состояния теплоизоляция.

Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки – описание методики расчета

Под цилиндрической стенкой понимают трубу бесконечной длины с внутренним радиусом R1 (диаметром D1) и внешним радиусом R2 (диаметром D2).

На поверхностях стенки заданы постоянные температуры t1 и t2. Перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью, внешние поверхности изотермические (эквипотенциальные) и температурное поле изменяется только по толщине стенки трубы в направлении радиуса.

Тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку единичной длины, обозначается ql и называется линейным тепловым потоком, Вт/м:

где λ – коэффициент теплопроводности исследуемого материала, Вт/(м∙К);

D1, D2 – соответственно внутренний и внешний диаметры цилиндрического слоя материала;

t1, t2 – средние температуры внутренней и внешней поверхности цилиндрического слоя материала.

Тепловой поток, Вт:

где l – длина трубы, м.

Рассмотрим теплопроводность многослойной цилиндрической стенки, состоящей из n однородных и концентричных цилиндрических слоев с постоянным коэффициентом теплопроводности и в каждом слое, температура и диаметр внутренней поверхности первого слоя равны t1 и R1, на наружной поверхности последнего n–ого слоя – tn+1 и Rn+1.

Линейный тепловой поток цилиндрической стенки ql – величина постоянная для всех слоев и направлен в сторону понижения температуры, например, от внутреннего слоя к наружному.

Записывая величину ql для каждого произвольного i–того слоя и преобразуя это уравнение, имеем

Так как теплосеть имеет три разных вида изоляции проводим расчет тепловых потерь трубопроводов для каждого вида отдельно, а также случай без изоляции трубопровода для оценки тепловых потерь на поврежденных участках теплосети.

Далее мы провели расчет тепловых потерь в тепловых сетях с разными видами теплоизоляции.

В примере, который следует, расчет тепловых потерь в тепловой сети с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена.

Расчет потерь тепловой энергии в тепловых сетях с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена

В примере приведены расчеты по трем участкам.

Номер участка	Протя-женность участка, м	Назначение трубопровода	Наружный диаметр водоводов, мм	Толщина стенки, мм	Коеэф. Тепло-проводности стали, Вт/м*градус	Толщина изоляции, мм
1	41,2	от	426	9	55	50
	41,2	от	426	9	55	50
	41,2	гв	108	4	55	50
2	152	от	426	9	55	50
	152	от	426	9	55	50
3	274,3	от	426	9	55	50
	274,3	от	426	9	55	50

Продолжение таблицы:

Номер участка	Коеэф. Тепло-проводности изоляции, Вт/м*градус	Температура теплоносителя, °С	Температура на поверхности заизолированной трубы, °С	Удельные теплопотери на 1 м, Вт	Общие теплопотери, Вт
1	0,05	68	6	83,1	3 425
	0,05	53	6	63,0	2 596
	0,05	73	6	28,9	1 191
2	0,05	68	6	83,1	12 634
	0,05	53	6	63,0	9 578
3	0,05	68	6	83,1	22 800
	0,05	53	6	63,0	17 284

Всего теплосеть состоит из 56 участков.

По итогам расчетов, общие тепловые потери в тепловых сетях с изоляцией из вспененного полиэтилена составляют 864 687 Вт, из термоплэкса 730 602 Вт, из стекловаты 864 687 Вт.

Суммарные тепловые потери в тепловых сетях

В результате обследования тепловой сети установлено, что

• 60 % трубопроводов тепловых сетей заизолировано стекловатой с 70 % износом,
• 30 % экструдированным пенополистиролом типа ТЕРМОПЛЭКС и
• 10 % вспененным полиэтиленом.

Теплоизоляция	Общие потери тепловой энергии в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, кВт	Расчет тепловых потерь в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, Гкал/час
Стекловата	803,589	0,69092
ТЕРМОПЛЭКС	219,180	0,18845
Вспененный полиэтилен	86,468	0,07434
Всего:	1109,238	0,95372

Расчет износа трубопровода

Средний возраст трубопроводов тепловой сети составляет 36,5 лет.

При обследовании в натуре было установлено, что остаточный срок службы для него принимается в 15 лет, в то время как нормативный срок службы составляет 25 лет. Износ трубопровода определяется следующим образом:

36,5/(36,5+20) х (100- 15) = 54,9115%

Посмотреть на пример обследования перед модернизацией котельной и тепловой сети.

Результаты обследования и расчета потерь тепла в тепловой сети

Общие тепловые потери в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа составляют 0,95372 Гкал/час.

По результатам обследования установлено что теплотрасса имеет средний износ 54,91%.

При наружном обследование установлены участки с износом или повреждениями тепловой изоляции, что подтверждается результатами тепловизионного обследования трубопроводов.

Вывод по результатам замеров и расчетам

Согласно полученных данных в ходе измерений и анализа трубопроводы системы теплоснабжения находятся в удовлетворительном техническом состоянии и пригодны для дальнейшей эксплуатации.

В дальнейшим требуется провести работы по восстановлению участков с нарушенной тепловой изоляцией.

Тепловизионное обследование тепловой сети

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях был дополнен тепловизионным обследованием.

Тепловизионное обследование тепловой сети помогает обнаружить локальные дефекты трубопроводов и теплоизоляции для последующего ремонта или замены.

Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 59,3 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 54,5 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 56,2 °C

Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,3 °C

Открытые участки трубопроводов без изоляции.

Открытые участки трубопроводов без изоляции.

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем.

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,5 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,2 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,8 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,5 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,5 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 69,5 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,2 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 52,0 °C

Открытые участки трубопроводов без изоляции. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,4 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.

Узнать про обследование систем водоснабжения.

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 67,6 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 58,8 °C

Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.

Тепловизионное обследование тепловой сети

Участки объекта без дефектов, аномалий и тепловых потерь

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.

Приборы и средства контроля

Контроль качества теплоизоляции конструкций выполнен с использованием термографа (тепловизора) «testo 871».

При теплотехническом обследовании дополнительно использовали следующую аппаратуру:

• термогигрометр Testo 622,
• измеритель плотности теплового потока и температуры ИТП-МГ4.03 «ПОТОК»,
• термоанемометр Testo 405.

Технические характеристики «Testo 871»

	Наименование СИ	Тепловизор
Производитель	testo 871
Марка СИ	871
Заводской №	1008266
№ в Госреестре средств измерений	44367-10
Технические характеристики
Размер детектора, пиксели	240×180
Качество снимка NETD, мK	90
Погрешность	±2 °C или ±2%
Температурный диапазон, °C	-30…+650
Рабочая температура, °C	-15 … +50
Тип зонда	инфракрасный
Тип хранения изображения	съемная карта памяти SD

Технические характеристики «Testo 622»

	Наименование СИ	Термогигрометр
Производитель	testo
Марка СИ	622
Заводской №	39501565/005
№ в госреестре средств измерений	35319-07
Технические характеристики
Диапазон измерения	300…1200,0 гПа
Погрешность измерения влажности (при 25±5°С), %	не более ±3
Диапазон измерения температуры, °С	-10…+60
погрешность измерения температуры, °С	не более ±0,4
Размеры	185 x 105 x 36 мм

Технические характеристики «Testo 405»

	Наименование СИ	Термоанемометр
Производитель	testo
Марка СИ	405
Заводской №	41518249/410
Скорость потока
Диапазон измерений	0 … +99990 м³/ч
Термоанемометр
Диапазон измерений	0 … 5 м/с (-20 … 0 °C) 0 … 10 м/с (0 … +50°C)
Погрешность	±(0.1 м/с + 5% от изм. знач.) (0 … +2 м/с) ±(0.3 м/с + 5% от изм. знач.) (в ост. диапазоне)
Разрешение	0.01 м/с
Измерение температуры
Диапазон измерений	-20 … +50 °C
Погрешность	±0.5 °C
Разрешение	0.1 °C
Рабочая температура	0 … +50 °C
Размеры	490 x 37 x 36 мм

Определение нормируемых эксплуатационных часовых тепловых потерь производится на
основании данных о конструктивных характеристиках всех участков тепловой сети (типе
прокладки, виде тепловой изоляции, диаметре и длине трубопроводов и т.п.) при
среднегодовых условиях работы тепловой сети исходя из норм тепловых потерь.

Нормы тепловых потерь (плотность теплового потока) для участков тепловых сетей
вводимых в эксплуатацию, или запроектированных до 1988 года принимаются по
таблицам.

Нормы тепловых потерь (плотность теплового потока) для участков тепловых сетей
вводимых в эксплуатацию после монтажа, а также реконструкции или капитального ремонта,
при которых производились работы по замене тепловой изоляции после 1988 года принимаются
по таблицам 8 – 22.

Определение часовых тепловых потерь при среднегодовых условиях работы тепловой сети по
нормам тепловых потерь осуществляется раздельно для подземной и надземной прокладок по
формулам:

Для подземной прокладки суммарно по подающему и обратному трубопроводам:

Для надземной прокладки раздельно по подающему и обратному трубопроводам:

, где q_норм, q_{норм.под.},
q_{норм.обр.} – удельные (на один метр длины) часовые потери,
определённые по нормам тепловых потерь для каждого диаметра трубопровода при
среднегодовых условиях работы тепловой сети, для подземной прокладки суммарно для
подающего и обратного трубопроводам и раздельно для надземной прокладки,
ккал/(м*ч);

L -длина трубопроводов на участке тепловой сети с диаметром в двухтрубном исчислении
при подземной прокладке и по подающей (обратной) линии при надземной прокладке,
м;

β – коэффициент местных тепловых потерь, учитывающий тепловые потери арматурой,
компенсаторами, опорами. Принимается для подземной канальной и надземной прокладок
равным 1,2 при диаметрах трубопроводов до 0,15 м и 1,15 при диаметрах 0,15 м и более, а
также при всех диаметрах бесканальной прокладки.

Значения удельных часовых тепловых потерь принимаются по нормам тепловых потерь для
тепловых сетей, тепловая изоляция которых выполнена в соответствии с [5], или по нормам
тепловых потерь (нормы плотности теплового потока) для тепловых сетей с тепловой
изоляцией, выполненной в соответствии с [6].

Значения удельных часовых тепловых потерь при среднегодовой разности температур
сетевой воды и окружающей среды (грунта или воздуха), отличающейся от значений,
приведенных в нормах [5] и [6], определяются путем линейной интерполяции или
экстраполяции.

Интерполяцию проводят на среднегодовую температуру воды в соответствующем трубопроводе
тепловой сети или на разность среднегодовых температур воды и грунта для данной тепловой
сети (или на разность среднегодовых температур воды в соответствующих линиях и
окружающего воздуха для данной тепловой сети).

Среднегодовую температуру окружающей среды определяют на основании средних за год
температур наружного воздуха и грунта на уровне заложения трубопроводов, принимаемых по
климатологическим справочникам или по данным метеорологической станции. Среднегодовые
температуры воды в подающей и обратной линиях тепловой сети находят как
среднеарифметические из среднемесячных температур в соответствующих линиях за весь
период работы сети в течение года. Среднемесячные температуры воды определяют по
утвержденному эксплуатационному температурному графику при среднемесячной температуре
наружного воздуха.

Для тепловых сетей с тепловой изоляцией, выполненной в соответствии с [7], табл.6, 7
удельные часовые тепловые потери определяются:

Для подземной прокладки суммарно по подающему и обратному трубопроводам ккал/(м*ч) по
формуле:

, где q^T1_норм,
q^T2_норм – удельные часовые
тепловые потери суммарно по подающему и обратному трубопроводам каждого диаметра при
двух смежных (соответственно меньшем и большем, чем для данной сети) табличных значениях
среднегодовой разности температур сетевой воды и грунта, ккал/(м*ч);

Δt^ср.г._ср. – значение
среднегодовой разности температур сетевой воды и грунта для данной тепловой сети,
°C;

Δt^T1_ср., Δt^T2_ср. –
смежные (соответственно меньшее и большее, чем для данной сети) табличные значения
среднегодовой разности температур сетевой воды и грунта, °C;

Значение среднегодовой разности температур сетевой воды и грунта Δt^ср.г._ср.
определяется по формуле:

, где t^ср.г._под., t^ср.г._обр. –
среднегодовая температура сетевой воды соответственно в подающем и обратном
трубопроводах данной тепловой сети, °C;

Δt^ср.г._ср. –
среднегодовая температура грунта на глубине заложения трубопроводов, °C;

Для надземной прокладки раздельно по подающему и обратному трубопроводам
q_{норм.под.},q_{норм.обр.}, ккал/(м*ч), по
формулам:

, где q^T1_{норм.под.},
q^T2_{норм.под.} –
удельные часовые тепловые потери по подающему трубопроводу для данного диаметра при двух
смежных (соответственно меньшем и большем) табличных значениях среднегодовой разности
температур сетевой воды и наружного воздуха, ккал/(м*ч);

q^T1_{норм.обр.},
q^T2_{норм.обр.} –
удельные часовые тепловые потери по обратном трубопроводу для данного диаметра при двух
смежных (соответственно меньшем и большем) табличных значениях среднегодовой разности
температур сетевой воды и наружного воздуха, ккал/(м*ч);

Δt^ср.г._ср.под,
Δt^ср.г._ср.обр –
среднегодовая разность температур соответственно сетевой воды в подающем и обратном
трубопроводах и наружного воздуха для данной тепловой сети, °C;

Δt^T1_ср.под, Δt^T2_ср.под
– смежные табличные значения (соответственно меньшее и большее) среднегодовой разности
температур сетевой воды в подающем трубопроводе и наружного воздуха, °C;

Δt^T1_ср.обр, Δt^T2_ср.обр
– смежные табличные значения (соответственно меньшее и большее) среднегодовой разности
температур сетевой воды в обратном трубопроводе и наружного воздуха, °C;

Среднегодовые значения разности температур для подающего Δt^ср.г_ср.под и
обратного Δt^ср.г_ср.обр
трубопроводов определяется как разность соответствующих среднегодовых температур сетевой
воды t^ср.г_ср.под ,
t^ср.г_ср.обр и
среднегодовой температуры наружного воздуха t^ср.г_в..

Определение часовых тепловых потерь тепловыми сетями, теплоизоляционные конструкции
которых выполнены в соответствии с нормами [6], принципиально не отличается от
вышеприведенного. В то же время при работе с [6] необходимо учитывать следующее:

      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.

Исходные данные для расчета:

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),

αв – коэффициент теплоотдачи от воздуха к грунту, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),

H – глубина заложения до оси трубопроводов, м,

Ø – наружный диаметр трубопровода = 0,076 м,

L – длина трассы = 60 м,

b – ширина канала теплосети = 0,9 м,

h — высота канала теплосети = 0,45 м,

Температуры:

tпср.г. – средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в подающем трубопроводе = 65,2 °С,

tоср.г — средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в обратном трубопроводе= 48,5 °С,

Средняя= (65,2 + 48,5) / 2 = 56,85 °С,

tгрср.г — среднегодовая температура грунта = 4,5 °С,

λгр – коэффициент теплопроводности грунта = 2,56 Вт/(м °С).

Расчет потерь:

Коэффициент теплопроводности изоляции:

λиз = 0,069+0,00019*((56,85+40)/2) =0,07820075 Вт / (м °С).

Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции в воздушное пространство:

Rвозд = 1 / (π * α * (Ø + 2δ)) = 1 / (π * 8 * (0,076 + 2 * 0,05)) = 0,2262 (м °С) / Вт.

Эквивалентный диаметр сечения канала в свету:

Øэкв. = 2 * h * b / (h + b) = 2 * 0,45 * 0,9 / (0,45 + 0,9) = 0,6 м.

Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту:

Rвозд.кан = 1 / (π * αв * Øэкв.) = 1 / (π * 8 * 0,6) = 0,06631456 (м °С) / Вт.

Термическое сопротивление массива грунта:

Rгр = (ln (3,5 * (Н / h) * (h / b) 0,25) / (λгр * (5,7 + 0,5 * b / h)) = (ln (3,5 * (1/ 0,45) * (0,45 / 0,9) 0,25) / (2,56 * (5,7 + 0,5 * 0,9 / 0,45)) = 0,109390664 (м °С) / Вт.

Температура воздуха в канале:

tкан = (tпср.г./( Rиз + Rвозд) + tоср.г/( Rиз + Rвозд) + tгрср.г/( Rвозд.кан + Rгр)) / (1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rвозд.кан + Rгр)) = (65,2/(1,1397+0,2262) + 48,5/(1,1397 + 0,02262) + 4,5/(0,066 + 0,109)) / (1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(0,066 + 0,109)) = 15,195 °С.

Среднегодовые часовые удельные тепловые потери qр (Вт / м):

qр = (tкан — tгрср.г) / (Rвозд.кан + Rгр) = (15,195 – 4,5) / (0,066 + 0,109) = 61,1 Вт = 52,55 ккал/час.

Часовые тепловые потери при среднегодовых условиях работы тепловой сети:

Qнорм ср.г. = Σ (qр *L *ß) * 10-6 , Гкал/час,
где ß – коэффициент местных потерь (1,2 для Ø < 150 мм);

Qнорм ср.г. = 52,55 *60 *1,2 * 10-6 = 0,0038 Гкал/час.

Количество дней : (n)
В мае принята 1-я половина – 15 дней.
В сентябре принята 2-я половина – 15 дней

Qиз мес = Qнормср.г. *(( tпср.м + tоср.м — 2* tгрср.м) / (tпср.г + tоср.г – 2* tгрср.г)) * 24 * n.

Qиз сентябрь = 0,0038 * ((65 + 51,9 – 2 * 13,6) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 15 = 1,17 Гкал;

Qиз октябрь = 0,0038 * ((65 + 51,4 – 2 * 8,9) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 2,5 Гкал;

Qиз ноябрь = 0,0038 * ((65 + 50– 2 * 5,1) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 30 = 2,74 Гкал;

Qиз декабрь = 0,0038 * ((79 + 56,2– 2 * 3,0) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 3,5 Гкал;

Qиз январь = 0,0038 * ((75,3 + 54,2– 2 * 1,6) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,4 Гкал;

Qиз февраль = 0,0038 * ((80,2 + 56,9– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 28 = 3,3 Гкал;

Qиз март = 0,0038 * ((65 + 49,6– 2 * 0,5) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,1 Гкал;

Qиз апрель = 0,0038 * ((65 + 51,3– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,0 Гкал;

Qиз май = 0,0038 * ((65 + 52– 2 * 4,1) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 15 = 1,42 Гкал.

Суммарные потери тепловой энергии через изоляцию
ΣQиз = 24,13 Гкал.

      Совсем недавно я выпустил программу для расчета потерь в тепловых сетях, где максимально автоматизировал процесс расчета теплопотерь трубопроводами отопления.

      Как я рассчитываю потери в тепловых сетях по разработанной мной программе можно посмотреть на видео ниже.

 Мою программу расчета теплопотерь в тепловых сетях можно

       =======>>>   посмотреть здесь .

 Программу можно получить и напрямую, написав мне через форму обратной связи на моем сайте. В этом случае предусмотрена скидка.

Буду рад комментариям к статье.