Меню

Расчет потерь тепла трубопроводами примеры



Расчёт тепловых потерь с трубы

Здесь вы можете рассчитать реальные потери тепла трубопроводом, учитывая фактические температуры теплоносителя и воздуха окружающего трубопровод, толщину и свойства тепловой изоляции, а при её отсутствии определить потери тепла открыто проложенным трубопроводом.

Приведенная программа позволяет наиболее точно рассчитать фактические тепловые потери с трубопровода, так как основана на алгоритме прохождения тепла через цилиндрическую стенку.

Методика расчёта тепловых потерь с трубы

Величина тепловых потерь с участка трубопровода за один час, Вт:

  • b — коэффициент учитывающий тепловые потери через опоры, соединения и арматуру, принимаемый по СНиП2.04.014 и равный для стальных трубопроводов с Ду =150 b=1.15, а для неметаллических труб b=1.7. Примечание. Расчёт производится без учёта коэффициента b если он не отмечен в таблице.
  • l – длина участка, м;
  • q – тепловые потери с одного метра трубы за один час, Вт/м.

q = k · 3.14 · (tв — tc)

  • – температура воды в трубопроводе, °C;
  • – температура среды окружающей трубопровод, °C;
  • k – линейный коэффициент теплопередачи, Вт/м°C;

k = 1 / ( (1/2λт)·ln(dнт/dвт) + (1/2λи)·ln(dни/dви) + 1/(αн·dни) )

  • λт – коэффициент теплопроводности материала трубы, Вт/м²°C;
  • λи – коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, Вт/м²°C;
  • dвт, dнт – внутренний и наружный диаметры трубы соответственно, м;
  • dви, dни – внутренний и наружный диаметры изоляции соответственно, м;
  • αн — коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности тепловой изоляции, Вт/ м²°C, принимаемый по приложению 9 СНиП 2.04.14 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;

Образец расчёта тепловых потерь

Источник

Примеры расчета потерь тепловой энергии в тепловых сетях

2.1. Исходные данные

Тепловая сеть протяженностью 23,2 км. Протяженности участков подающего и обратного трубопроводов одного диаметра равны между собой.

Прокладка в непроходных подземных каналах трубопроводов диаметром 377 мм — 0,5 км , 273 мм- 1,0 км , 219 мм — 2 км, 159 мм — 2,5 км, 108 мм — 3 км, 76 мм — 1,1 км.

Бесканальная прокладка трубопроводов диаметром 219 мм — 1,0 км.

Надземная прокладка трубопроводов диаметром 377 мм — 0,5 км.

Тепловая сеть расположена в Тверской области. Среднегодовая температура грунта °С, средняя за отопительный период температура наружного воздуха °С. Средняя за отопительный период температура теплоносителя в подающем трубопроводе °С, а в обратном =48 °С. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе °С, а в обратном °С. Усредненная за отопительный период температура холодной воды °С. Длительность отопительного периода 219 суток.

2.2. Расчет поправочных коэффициентов к нормам плотности

По формуле (2.3) определяем поправочный коэффициент к нормам плотности теплового потока, представленным в табл. 2.2, 2,3 и рассчитанным при определенных среднегодовых значениях температур теплоносителя и грунта для подземной прокладки трубопроводов:

По формуле (2.4) определяем поправочный коэффициент к нормам плотности теплового потока, представленным в табл. 2.4 для участков надземной прокладки подающей линии:

.

По формуле (2.5) определяем поправочный коэффициент к нормам плотности теплового потока, представленным в табл. 2.4 для участков надземной прокладки обратной линии

.

Источник

Расчет теплопотерь трубопровода

Расчет тепловых потерь трубопроводов с помощью онлайн-калькулятора – рассчитайте теплопотери трубопроводов с изоляцией по длине по формулам.

Теплопотери трубопровода – это суммарные потери тепловой энергии, которые происходят при перемещении теплоносителя от источника до конечного потребителя. С помощью нашего калькулятора вы сможете выполнить расчет теплопотерь трубопровода по длине с учетом изоляции и температуры окружающей среды. Теоретическое обоснование алгоритма и формулы расчета представлены ниже. Если вы хотите узнать потери тепла в трубе без учета изоляции, укажите толщину равную нулю. Значение коэффициента теплопроводности для материалов указан в таблице. Коэффициент запаса по умолчанию равен 1.3 (без необходимости не меняйте данное значение). Рекомендуется брать температуру наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330.2018 «Строительная климатология». Чтобы получить результат, нажмите кнопку «Рассчитать».

Читайте также:  Диаметр вентиляционной трубы для кухни с газовым котлом

Смежные нормативные документы:

  • СП 50.13330.2010 «Тепловая защита зданий»
  • СП 124.13330.2012 «Тепловые сети»
  • СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»
  • СП 131.13330.2018 «Строительная климатология»
  • ГОСТ Р 56779-2015 «Системы распределения бытового горячего водоснабжения»

Как рассчитать теплопотери самостоятельно?

Формула расчета теплопотерь трубопровода: Q = (2π × λ × L × (Tвн — Tнар) / ln(D / d) × k

3,14);

  • λ – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м°С (см. таблицу ниже);
  • L – длина трубы, м;
  • Tвн – температура жидкости в трубопроводе, °С;
  • Tнар – температура окружающей среды, °С;
  • D – наружный диаметр трубопровода с теплоизоляцией, м;
  • d – внутренний диаметр трубопровода, м;
  • k – коэффициент запаса мощности (1,3).
  • Источник

    Как определить фактические тепловые потери в тепловых сетях

    Как рассчитать фактические тепловые потери в тепловых сетях

    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

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

    • 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.

    • 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.

    Читайте также:  Профильная труба стальная симфония

    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
    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%

    Читайте также:  Фаллопиева труба что это такое у женщин

    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.

    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.

    Тепловизионное обследование от 15 000 руб.

    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.

    Источник