Triar un escalfador
El motiu principal de la congelació de les canonades és la taxa de circulació insuficient del transportador d'energia. En aquest cas, a temperatures de l’aire inferiors a zero, pot començar el procés de cristal·lització líquida. Per tant, és vital un aïllament tèrmic d'alta qualitat de les canonades.
Afortunadament, la nostra generació té una sort increïble. En el passat recent, les canonades es van aïllar utilitzant només una tecnologia, ja que només hi havia un aïllament: la llana de vidre. Els fabricants moderns de materials aïllants de calor ofereixen simplement la més àmplia selecció d’escalfadors per a canonades que difereixen en composició, característiques i mètode d’aplicació.
No és del tot correcte comparar-los entre ells i, encara més, afirmar que un d’ells és el millor. Vegem, doncs, els tipus de materials d’aïllament de canonades.
Per abast:
- per a canonades de subministrament d’aigua freda i calenta, canonades de vapor de sistemes de calefacció central, diversos equips tècnics;
- per a sistemes de clavegueram i sistemes de drenatge;
- per a canonades de sistemes de ventilació i equips de congelació.
En aparença, que, en principi, explica immediatament la tecnologia de l’ús d’escalfadors:
- rodar;
- frondós;
- mortalla;
- farcit;
- combinat (més aviat es refereix al mètode d'aïllament de la canonada).
Els requisits principals per als materials a partir dels quals es fabriquen els escalfadors de canonades són la baixa conductivitat tèrmica i la bona resistència al foc.
Els següents materials s’ajusten a aquests criteris importants:
Llana mineral. La majoria de les vegades es venen en rotllos. Apte per a l'aïllament tèrmic de canonades amb portador de calor a alta temperatura. No obstant això, si utilitzeu llana mineral per aïllar canonades en grans volums, aquesta opció no serà molt rendible des del punt de vista de l’estalvi. L'aïllament tèrmic amb llana mineral es realitza mitjançant bobinatge, seguit de la seva fixació amb fil sintètic o filferro inoxidable.
A la foto hi ha una canonada aïllada amb llana mineral
Es pot utilitzar tant a baixes com a altes temperatures. Apte per a canonades d’acer, metall-plàstic i altres de plàstic. Una altra característica positiva és que el poliestirè expandit té una forma cilíndrica i el seu diàmetre interior es pot ajustar a la mida de qualsevol canonada.
Penoizol. Segons les seves característiques, està estretament relacionat amb el material anterior. Tot i això, el mètode d’instal·lació del penoizol és completament diferent: per a la seva aplicació es necessita una instal·lació especial per aspersió, ja que es tracta d’una barreja líquida component. Després del curat del penoizol, es forma una closca hermètica al voltant de la canonada, que gairebé no deixa passar la calor. Els avantatges també inclouen la manca de subjecció addicional.
Penoizol en acció
Làmina de penofol. L'últim desenvolupament en el camp dels materials d'aïllament, però ja ha guanyat els seus fans entre els ciutadans russos. Penofol consta de paper d'alumini polit i una capa d'escuma de polietilè.
Aquesta construcció de dues capes no només reté la calor, sinó que fins i tot serveix com una mena d’escalfador. Com ja sabeu, la làmina té propietats que reflecteixen la calor, cosa que li permet acumular i reflectir la calor a la superfície aïllada (en el nostre cas, és una canonada).
A més, el penofol revestit amb paper d'alumini és ecològic, lleugerament inflamable, resistent a temperatures extremes i humitat elevada.
Com podeu veure, hi ha molts materials! Hi ha molt per triar com aïllar les canonades.Però a l’hora de triar, no oblideu tenir en compte les peculiaritats de l’entorn, les característiques de l’aïllament i la seva facilitat d’instal·lació. Bé, no estaria de més calcular l’aïllament tèrmic de les canonades per fer-ho tot de manera correcta i fiable.
DIRECTORI
Taula de selecció de la relació de diàmetres de canonades (canonades de coure, canonades d’acer, canonades de polietilè) amb mides estàndard d’aïllament tèrmic (aïllament de goma espuma, aïllament d’escuma de polietilè, cilindres de llana mineral).
Això taula de selecció d’aïllament tèrmic per a canonades ajudarà a no equivocar-se en la selecció de l'aïllament.
Bàsicament, s’utilitzen tres tipus de canonades per a l'aïllament tèrmic: acer, coure i plàstic. Per designar el diàmetre de les canonades d’acer i coure, s’utilitzen tres mètodes: en mil·límetres, polzades i diàmetres nominals: Du *. DN és un "condicional", que s'utilitza quan es calculen diversos paràmetres dels sistemes de canonades. Per exemple, paràmetres com el cabal, el cabal, el consum, el desguàs, etc. diàmetre interior de la canonada.
Molt sovint, no es requereix l’ús d’alta pressió al sistema de canonades, per tant, es redueix el gruix de la paret de la canonada de manera que és possible estalviar en el consum de metall durant la producció i viceversa, si es requereix una pressió alta o per a connexions roscades, s’augmenta el gruix de la paret de la canonada.
El diàmetre de les canonades s’anomena condicional, perquè hi ha canonades de secció quadrada i no circular. En aquest cas, per a les canonades amb una secció quadrada, el pas nominal es calcula a través de l’àrea de la secció transversal d’un tub concret, el càlcul s’ha de reduir a la fórmula de l’àrea d’un tub rodó i és pres per a altres càlculs com si la canonada fos rodona i tingués tal o tal diàmetre nominal. En canonades de secció circular Mida nominal - Du coincideix completament amb el diàmetre interior de la canonada.
Com a regla general, els diàmetres nominals (DN) de les canonades d’acer s’indiquen fins a la mida 50, després del qual és habitual indicar els diàmetres exteriors de les canonades. Però per a les canonades de plàstic, normalment només s’indiquen els diàmetres exteriors.
L’aïllament tècnic per a canonades, que es subministra en forma de canonades d’aïllament tèrmic (elements tubulars), es representa per mides estàndard que tenen en compte Dnap: els diàmetres exteriors de les canonades (que no s’ha de confondre amb els diàmetres condicionats de Dу) de canonades.
Exemple:
Suposem que les seves especificacions tècniques indiquen una canonada d’acer amb un diàmetre de DN 20 i una capa d’aïllament tèrmic amb un gruix de 13 mm. No us afanyeu a demanar aïllament tèrmic de canonades amb diàmetres interns de 20 mm o els més propers a 22 mm (respectivament, mides d’aïllament estàndard 20x13 i 22x13).
Assegureu-vos de prestar atenció al fet que si teniu una canonada d’acer amb DN 20, tenint en compte el gruix de la paret de la canonada, el seu diàmetre exterior serà d’aproximadament 28 mm, per tant, la mida d’aïllament tèrmic requerida és de 28x13 i si s’utilitza una canonada de coure amb DN 20, el seu diàmetre exterior serà d’uns 22 mm i la mida de l’aïllament tèrmic serà de 22x13 (on 13 mm és el gruix de la capa d’aïllament tèrmic).
Col·locació d’aïllament
El càlcul de l'aïllament depèn del tipus d'instal·lació utilitzada. Pot ser fora o dins.
Es recomana un aïllament extern per a la protecció dels sistemes de calefacció. S’aplica al llarg del diàmetre exterior, proporciona protecció contra la pèrdua de calor i l’aparició de traces de corrosió. Per determinar els volums de material, n'hi ha prou amb calcular l'àrea superficial de la canonada.
L'aïllament tèrmic manté la temperatura a la canonada, independentment de l'impacte de les condicions ambientals sobre ella.
La col·locació interna s’utilitza per a la fontaneria.
Protegeix perfectament contra la corrosió química, evita la pèrdua de calor de les rutes amb aigua calenta. Normalment és un material de recobriment en forma de vernissos, morters especials de ciment i sorra.L'elecció del material també es pot fer en funció de la junta que s'utilitzarà.
La col·locació de conductes es sol·licita amb més freqüència. Per a això, s’organitzen preliminarment canals especials i s’hi col·loquen les pistes. Amb menys freqüència, s’utilitza el mètode de posada sense canals, ja que es necessiten equips i experiència especials per dur a terme els treballs, que s’utilitzen en el cas que no sigui possible realitzar treballs d’instal·lació de rases.
Instal·lació d'aïllament
El càlcul de la quantitat d'aïllament depèn en gran mesura del mètode d'aplicació. Depèn del lloc d’aplicació, per a la capa aïllant interior o externa.
Podeu fer-ho vosaltres mateixos o utilitzar un programa de calculadores per calcular l'aïllament tèrmic de les canonades. El recobriment superficial exterior s’utilitza per a canonades d’aigua calenta a altes temperatures per protegir-lo de la corrosió. El càlcul amb aquest mètode es redueix a determinar l’àrea de la superfície exterior del sistema de subministrament d’aigua, per determinar la necessitat d’un comptador corrent de la canonada.
L’aïllament intern s’utilitza per a canonades de xarxa d’aigua. El seu principal objectiu és protegir el metall de la corrosió. S'utilitza en forma de vernissos especials o una composició ciment-sorra amb una capa de diversos mm de gruix.
L’elecció del material depèn del mètode d’instal·lació: canal o sense canals. En el primer cas, les safates de formigó es col·loquen al fons d’una rasa oberta per col·locar-les. Les cunetes resultants es tanquen amb cobertes de formigó, després del qual s’omple el canal amb terra prèviament eliminada.
La posada sense canals s’utilitza quan no es pot excavar una xarxa de calefacció.
Això requereix equips d'enginyeria especials. El càlcul del volum d’aïllament tèrmic de les canonades en calculadores en línia és una eina bastant precisa que permet calcular la quantitat de materials sense jugar amb fórmules complexes. Les taxes de consum de materials es donen al corresponent SNiP.
Publicat el: 29 de desembre de 2017
(4 valoracions, mitjana: 5,00 de 5) S'està carregant ...
- Data: 15-04-2015 Comentaris: Valoració: 26
El càlcul correcte de l'aïllament tèrmic de la canonada pot augmentar significativament la vida útil de les canonades i reduir la seva pèrdua de calor
Tot i això, per no equivocar-se en els càlculs, és important tenir en compte fins i tot matisos menors.
L'aïllament tèrmic de les canonades impedeix la formació de condensats, redueix l'intercanvi de calor entre les canonades i el medi ambient i garanteix l'operativitat de les comunicacions.
Visió general
El càlcul de l’aïllament tèrmic és una de les tasques de disseny que requereixen més temps. Els requisits moderns per al calendari i l'execució del projecte fan gairebé impossible el càlcul manual de l'aïllament per a grans projectes. Fins i tot l’ús d’àlbums de disseny estàndard no permet proporcionar plenament l’eficiència de treball requerida.
El programa desenvolupat a NTP Truboprovod us permet calcular i seleccionar l'aïllament tèrmic, estalviant fins a un 90% del temps que dediqueu habitualment a aquesta tasca. El programa en mode automàtic forma completament l’estructura d’aïllament tèrmic, calcula i genera una fitxa general (llista de referència i documents adjunts), una fitxa d’instal·lació tècnica, una factura de quantitats (per al departament d’estimació) i una especificació d’acord amb GOST 21.405-93, GOST 21.110-2013 i GOST R 21.1101 -2013.
Es recomana el programa en oficines i departaments de disseny en el disseny i reconstrucció de canonades principals i tecnològiques i xarxes de calefacció, equips de refinació de petroli, química, petroquímica, gas, petroli, energia tèrmica i altres indústries que calculen i seleccionen l'aïllament tèrmic per canonades i equips.
Opcions d’aïllament de canonades
Finalment, considerarem tres mètodes efectius per a l'aïllament tèrmic de les canonades.
Potser alguns d’ells us agradaran:
- Aïllament tèrmic mitjançant un cable de calefacció.A més dels mètodes tradicionals d’aïllament, també existeix un mètode alternatiu. L’ús del cable és molt còmode i productiu, ja que es triga només sis mesos a protegir la canonada de la congelació. En el cas de les canonades de calefacció amb cable, s’estalviarà molt esforç i diners que s’haurien de gastar en moviments de terres, material d’aïllament i altres punts. Les instruccions de funcionament permeten situar el cable tant fora de les canonades com dins d’elles.
Aïllament tèrmic addicional amb cable de calefacció
- Escalfament amb aire. L'error dels moderns sistemes d'aïllament tèrmic és el següent: sovint no es té en compte que la congelació del sòl es produeix d'acord amb el principi "de dalt a baix". El flux de calor que emana de les profunditats de la terra tendeix a complir el procés de congelació. Però com que l’aïllament es realitza a tots els costats de la canonada, resulta que també l’aïllo de la pujada de calor. Per tant, és més racional muntar un escalfador en forma de paraigua sobre les canonades. En aquest cas, la bretxa d’aire serà una mena d’acumulador de calor.
- "Una canonada en una canonada". Aquí es col·loquen més canonades en canonades de polipropilè. Quins avantatges té aquest mètode? En primer lloc, els avantatges inclouen el fet que la canonada es pugui escalfar en qualsevol cas. A més, és possible escalfar amb un dispositiu d’aspiració d’aire calent. I en situacions d’emergència, podeu estirar ràpidament la mànega d’emergència, evitant així tots els moments negatius.
Aïllament de canonada en canonada
Càlcul del volum d'aïllament de canonades i col·locació de material
- Tipus de materials aïllants Col·locació d’aïllaments Càlcul de materials aïllants per a canonades Eliminació de defectes d’aïllament
Cal aïllar les canonades per reduir significativament la pèrdua de calor.
En primer lloc, cal calcular el volum d’aïllament de la canonada. Això permetrà no només optimitzar els costos, sinó també garantir el rendiment competent dels treballs, mantenint les canonades en bon estat. El material seleccionat correctament evita la corrosió i millora l’aïllament tèrmic.
Esquema d’aïllament de canonades.
Avui en dia es poden utilitzar diferents tipus de recobriments per protegir les vies. Però cal tenir en compte exactament com i on tindran lloc les comunicacions.
Per a les canonades d’aigua, podeu utilitzar dos tipus de protecció alhora: recobriment intern i extern. Es recomana utilitzar llana mineral o llana de vidre per a les vies de calefacció i PPU per a les industrials. Els càlculs es realitzen mitjançant diferents mètodes, tot depèn del tipus de cobertura seleccionat.
Característiques de l'establiment de xarxes i la metodologia de càlcul normatiu
Fer càlculs per determinar el gruix de la capa d’aïllament tèrmic de les superfícies cilíndriques és un procés força laboriós i complex
Si no esteu preparat per confiar-ho a especialistes, hauríeu de proveir-vos d’atenció i paciència per obtenir el resultat adequat. La forma més habitual de calcular l'aïllament de les canonades és calcular-lo mitjançant indicadors de pèrdua de calor estandarditzats.
El fet és que SNiPom va establir els valors de pèrdua de calor per canonades de diferents diàmetres i amb diferents mètodes de col·locació:
Esquema d’aïllament de canonades.
- de forma oberta al carrer;
- obert en una habitació o túnel;
- mètode sense canals;
- en canals impracticables.
L’essència del càlcul es troba en la selecció del material aïllant tèrmic i el seu gruix de manera que el valor de les pèrdues de calor no superi els valors prescrits a SNiP. La metodologia de càlcul també està regulada per documents reguladors, és a dir, pel corresponent Codi de Normes. Aquesta última ofereix una metodologia una mica més simplificada que la majoria dels llibres de referència tècnics existents. Les simplificacions es troben en els punts següents:
Les pèrdues de calor durant l'escalfament de les parets de la canonada pel medi transportat en ella són insignificants en comparació amb les pèrdues que es perden a la capa d'aïllament exterior. Per aquest motiu, se’ls permet ignorar-los. La gran majoria de totes les canonades de procés i xarxa són d’acer, la seva resistència a la transferència de calor és extremadament baixa. Especialment si es compara amb el mateix indicador d’aïllament
Per tant, es recomana no tenir en compte la resistència a la transferència de calor de la paret metàl·lica de la canonada.
Característiques del procés
Què determina el gruix de l'aïllament tèrmic de les canonades? Quins factors s’han de tenir en compte en els càlculs?
Característiques de la xarxa
Per què l’aïllament tèrmic de les canonades de procés difereix? En primer lloc, aquest procés depèn de la ubicació i les dades del propi sistema.
Hi ha les següents formes d’estendre rutes:
- instal·lació exterior: al carrer;
- A l'habitació;
- per tecnologia sense canals;
- a través del túnel;
- en canals impracticables.
Segons els estàndards SNiP, es proporcionen diferents indicadors de pèrdues de calor admissibles per a cadascuna de les opcions d’instal·lació. Molta gent pensa que una calculadora d’aïllament de canonades basada en aquestes dades d’entrada és l’eina més pràctica i correcta. Per descomptat, es tenen en compte altres paràmetres, que coneixereu més endavant.
La regla principal de la tècnica és que la quantitat de pèrdua de calor de la ruta que s'està establint no ha de superar el nivell prescrit per SNiP.
També hi ha una metodologia alternativa (segons els propietaris novells, més simple), basada en els estàndards establerts en els documents anomenats Codi de normes. Aquesta guia es considera la més accessible per a la comprensió i, per tant, un "salvavides" per a principiants en el camp del traçat. Quines són les simplificacions?
- Es permet no tenir en compte l’oposició de les parets metàl·liques dels elements al procés de transferència de calor. El motiu d'aquesta relaxació és el següent: gairebé totes les canonades tecnològiques i de xarxa són d'acer, que es distingeix per una resistència extremadament baixa a la transferència de calor.
- Si comparem les pèrdues de calor a la capa de material aïllant tèrmic i a l’interior de la pròpia estructura (a causa de la transferència de calor del contingut del sistema a les parets), aquestes últimes són tan escasses que es poden ignorar a l’hora de calcular la instal·lació d’aïllament tèrmic de canonades.
Només després de realitzar càlculs detallats, quedarà clar quins materials per a l'aïllament tèrmic de les canonades heu de comprar, quin gruix d'aquesta matèria primera és aplicable per a una opció concreta, com hauria de passar tot.
Val la pena parar atenció! El fet de descuidar els càlculs, que aparentment pretén estalviar temps i diners, us pot portar al resultat contrari. Per exemple, l'elecció del gruix del material pel mètode "ull" comportarà despeses injustificades si l'indicador supera les normes establertes.
Abans d’instal·lar el sistema, heu de calcular-ho tot en detall: quin tipus d’aïllament necessiteu, quin és el seu gruix aplicable per cobrir una estructura concreta
Factors influents
De quins punts depèn l'elecció del gruix del material i del tipus d'aïllament de la canonada?
Recordeu la llista d’aquests factors importants:
- temperatura del contingut del sistema;
- tipus i característiques de l'aïllament;
- canvis de temperatura fora de la xarxa: a l’entorn que envolta la pista;
- el límit de la càrrega mecànica a l'estructura;
- la tendència del material d'aïllament tèrmic a la deformació;
- en el cas de la col·locació subterrània del sistema, la càrrega des del terra.
Això és important saber-ho. Per a rutes amb una temperatura de contingut no superior a 12 graus, no hi ha prou aïllament tèrmic de les canonades amb llana mineral. En aquests casos, també s’hauria d’utilitzar material revestit de làmina, que faci front amb èxit a la missió de la barrera de vapor.
Esquema d’aïllament tèrmic
Càlcul tèrmic de la xarxa de calefacció
Per al càlcul tèrmic, acceptarem les dades següents:
· Temperatura de l'aigua a la canonada de subministrament a 85 ° C;
· Temperatura de l'aigua a la canonada de retorn de 65 ° C;
· La temperatura mitjana de l’aire durant el període de calefacció de la República de Moldàvia és de +0,6 oC;
Calculem les pèrdues de canonades no aïllades. Segons el nomograma, es pot fer una determinació aproximada de les pèrdues de calor per 1 m d’una canonada no aïllada, en funció de la diferència de temperatura entre la paret de la canonada i l’aire ambiental. El valor de pèrdua de calor determinat a partir del nomograma es multiplica pels factors de correcció:
On: a
- un factor de correcció que té en compte la diferència de temperatura,
però
=0,91;
b
- correcció de radiació, per
d
= 45 mm i
d
= 76 mm
b
= 1,07 i per a
d
= 133 mm
b
=1,08;
l
- longitud de la canonada, m.
Pèrdues de calor d'1 m de canonada no aïllada, determinades a partir del nomograma:
per d
= 133 mm
Qnom
= 500 W / m; per
d
= 76 mm
Qnom
= 350 W / m; per
d
= 45 mm
Qnom
= 250 W / m.
Tenint en compte que la pèrdua de calor serà tant al subministrament com a les canonades de retorn, la pèrdua de calor s’ha de multiplicar per 2:
kW.
Pèrdua de calor dels suports de suspensió, etc. Un 10% s’afegeix a la pèrdua de calor de la pròpia canonada no aïllada.
kW.
Els valors estàndard de les pèrdues mitjanes de calor anuals d’una xarxa de calefacció durant la col·locació sobre el terreny es determinen mitjançant les fórmules següents:
on :, - pèrdues mitjanes de calor anuals estàndard, respectivament, de les canonades de subministrament i retorn de les seccions de col·locació sobre terra, W;
, - valors estàndard de les pèrdues de calor específiques de les xarxes de calefacció d'aigua de dues canonades, respectivament, de les canonades de subministrament i retorn per a cada diàmetre de les canonades per a la col·locació sobre terra, W / m, determinades per;
l
- longitud d'una secció d'una xarxa de calefacció, caracteritzada pel mateix diàmetre de canonades i el tipus de col·locació, m;
- coeficient de pèrdues de calor locals, tenint en compte les pèrdues de calor dels accessoris, suports i compensadors. El valor del coeficient d'acord amb es pren per a una instal·lació terrestre d'1,25.
El càlcul de la pèrdua de calor de les canonades d'aigua aïllades es resumeix a la taula 3.4.
Taula 3.4 - Càlcul de la pèrdua de calor de les canonades d'aigua aïllades
| dn, mm | , W / m | , W / m | l, m | , W | , W |
| 133 | 59 | 49 | 92 | 6,79 | 5,64 |
| 76 | 41 | 32 | 326 | 16,71 | 13,04 |
| 49 | 32 | 23 | 101 | 4,04 | 2,9 |
La pèrdua mitjana de calor anual d’una xarxa de calefacció aïllada serà de 49,12 kW / an.
Per avaluar l'eficàcia d'una estructura aïllant, sovint s'utilitza un indicador anomenat relació d'eficiència d'aïllament:
On Qr
, Qi
- pèrdues de calor de canonades no aïllades i aïllades, W.
Relació d'eficiència d'aïllament:
Aïllament tèrmic de les canonades per garantir la temperatura superficial necessària
La consecució d’aquests objectius sol estar associada al fet que els requisits de seguretat prescriuen la necessitat de reduir la generació de calor a l’habitació per protegir el personal operatiu de cremades i les pèrdues de calor a l’empresa no estan regulades. Per llei, d'acord amb les normes i requisits de SNiP, a una temperatura del refrigerant inferior a 100 ° C a l'habitació, la temperatura a la superfície de l'aïllament de la canonada no hauria de superar els 35 °. A una temperatura del refrigerant superior a 100 ° C, la temperatura superficial no ha de superar els 45 °. A l’aire lliure, la barra de temperatura augmenta, però encara es limita a 55 ° C quan s’utilitza un recobriment protector de metall i a 60 ° quan s’utilitzen altres tipus de recobriments d’aïllament de canonades.
Esquema d’aïllament tèrmic de les canonades per garantir la temperatura superficial requerida.
A l’hora d’escollir un recobriment protector per a l’aïllament tèrmic de les canonades situades en una habitació, cal tenir en compte les propietats de radiació de la seva superfície. Per tant, per reduir el gruix de la capa d’aïllament tèrmic de les canonades, s’hauria d’utilitzar un revestiment protector no metàl·lic amb una alta emissivitat, ja que, en les mateixes condicions de càlcul, el gruix del recobriment no metàl·lic de l’aïllament tèrmic de les canonades ser significativament inferior a un revestiment metàl·lic.Les dimensions de la capa aïllant, determinades pel càlcul d’una temperatura determinada a la seva superfície, dependran de factors com:
- temperatura ambient;
- ubicació de l'estructura (pot ser interior o exterior);
- diàmetre exterior de la canonada;
- la temperatura del propi refrigerant;
- coeficient de transferència de calor des de la superfície de l'aïllament tèrmic de la canonada a l'aire ambiental.
El mètode de càlcul d’una estructura d’aïllament tèrmic d’una sola capa
La fórmula bàsica per al càlcul de l’aïllament tèrmic de les canonades mostra la relació entre la magnitud del flux de calor del tub operatiu, cobert amb una capa d’aïllament, i el seu gruix. La fórmula s'aplica si el diàmetre de la canonada és inferior a 2 m:
La fórmula per calcular l'aïllament tèrmic de les canonades.
ln B = 2πλ [K (tt - a) / qL - Rn]
En aquesta fórmula:
- λ - coeficient de conductivitat tèrmica de l'aïllament, W / (m ⁰C);
- K - coeficient adimensional de pèrdues de calor addicionals mitjançant elements de subjecció o suports, alguns valors de K es poden prendre de la taula 1;
- tт - temperatura en graus del medi transportat o transportador de calor;
- tо - temperatura de l'aire exterior, ⁰C;
- qL és el flux de calor, W / m2;
- Rн - resistència a la transferència de calor a la superfície exterior de l'aïllament, (m2 ⁰C) / W.
Taula 1
| Condicions de col·locació de canonades | El valor del coeficient K |
| Les canonades d’acer s’obren al llarg del carrer a través de canals, túnels i s’obren a l’interior sobre suports corredissos amb un diàmetre nominal de fins a 150 mm. | 1.2 |
| Les canonades d’acer s’obren al llarg del carrer, a través de canals, túnels, s’obren a l’interior sobre suports corredissos amb un diàmetre nominal de 150 mm i més. | 1.15 |
| Les canonades d’acer s’obren al llarg del carrer, al llarg de canals, túnels i s’obren a l’interior sobre suports suspesos. | 1.05 |
| Tubs no metàl·lics col·locats sobre suports aèries o lliscants. | 1.7 |
| Manera de posar sense canals. | 1.15 |
El valor de la conductivitat tèrmica λ de l'aïllament és una referència, en funció del material d'aïllament tèrmic seleccionat. Es recomana prendre la temperatura del mitjà transportat tt com a temperatura mitjana durant tot l'any, i de l'aire exterior fins a la temperatura mitjana anual. Si la canonada aïllada passa a l’habitació, la temperatura ambient s’estableix mitjançant l’assignació del disseny tècnic i, en el seu defecte, es pren igual a + 20 ° C. L’indicador de resistència a la transferència de calor a la superfície d’una estructura aïllant tèrmica Rн per a condicions d’instal·lació a l’exterior es pot obtenir de la taula 2.
taula 2
| Rн, (m2 ⁰C) / W | DN32 | DN40 | DN50 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 | DN400 | DN500 | DN600 | DN700 |
| tт = 100 ⁰C | 0.12 | 0.10 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.017 | 0.015 |
| tт = 300 ⁰C | 0.09 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.015 | 0.013 |
| tт = 500 ⁰C | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.016 | 0.014 | 0.012 |
Nota: el valor de Rn a valors intermedis de la temperatura del refrigerant es calcula mitjançant interpolació. Si l'indicador de temperatura és inferior a 100 ⁰C, es pren el valor Rn com per a 100 ⁰C.
L'indicador B s'ha de calcular per separat:
Taula de pèrdues de calor per a diferents gruixos de canonades i aïllament tèrmic.
B = (dde + 2δ) / dtr, aquí:
- diz - diàmetre exterior de l’estructura aïllant tèrmica, m;
- dtr - diàmetre exterior de la canonada protegida, m;
- δ és el gruix de l’estructura aïllant tèrmicament, m.
El càlcul del gruix d’aïllament de les canonades s’inicia amb la determinació de l’indicador ln B, substituint els valors dels diàmetres exteriors de la canonada i l’estructura d’aïllament tèrmic, així com el gruix de la capa, a la fórmula, després del qual el paràmetre ln B es troba a la taula de logaritmes naturals i se substitueix a la fórmula bàsica juntament amb l’indicador del flux de calor normalitzat qL i calcula. És a dir, el gruix de l'aïllament de la canonada ha de ser tal que els costats dret i esquerre de l'equació siguin idèntics. Aquest valor de gruix s'hauria de prendre per a un desenvolupament posterior.
El mètode de càlcul considerat s’aplica a les canonades amb un diàmetre inferior a 2 m. Per a les canonades amb un diàmetre més gran, el càlcul de l’aïllament és una mica més senzill i es realitza tant per a una superfície plana com segons una fórmula diferent:
δ = [K (tt - a) / qF - Rn]
En aquesta fórmula:
- δ és el gruix de l'estructura d'aïllament tèrmic, m;
- qF és el valor del flux de calor normalitzat, W / m2;
- altres paràmetres, com en la fórmula de càlcul per a una superfície cilíndrica.
Càlcul de l'aïllament tèrmic de la pantalla de les canonades dels sistemes de subministrament de calor
(I.G. Belyakov, A.Yu. Vytchikov, L.D. Evseev)
En els sistemes de subministrament de calor, l'escuma de poliuretà s'utilitza àmpliament per a l'aïllament de canonades com a escalfador, que té un valor baix del coeficient de conductivitat tèrmica. La temperatura màxima de funcionament de diverses marques d’escuma de poliuretà oscil·la entre els 80 i els 200 ° C, per tant, es fa necessari protegir-lo del sobreescalfament aplicant paper d’alumini a la superfície interna de la carcassa.
Es crea un buit d’aire entre la carcassa i la canonada, la mida del qual afecta significativament la diferència de temperatura entre la superfície exterior de la canonada i l’escuma de poliuretà. A la figura 1 es mostra una esquematització del procés de transferència de calor en una canonada aïllada.
Fig. 1. Transferència de calor en una canonada aïllada
El càlcul del gruix de la capa d’aïllament tèrmic s’ha dut a terme per a canonades situades a l’aire lliure amb una temperatura del refrigerant de 100 a 150 ° C.
La formulació matemàtica del problema considerat adoptarà la forma següent:
On:
q1 - la densitat del flux de calor que travessa l'estructura, W / m; t - temperatura del refrigerant, ° C; t0 - temperatura ambiental, igual a la temperatura mitjana del període d’escalfament (t0 = -5,2 ° C, Samara); dy - diàmetre nominal de la canonada, m; dn - diàmetre exterior de la canonada, m; dfrom1, dfrom2 - diàmetre interior i exterior d’una capa d’escuma de poliuretà, m; - coeficient de transferència de calor de la superfície exterior de l'aïllament, pres igual a 29 W / (m2 ° C) d'acord amb l'apèndix 9, SNiP 2.04.14-88 "Aïllament tèrmic dels equips de canonades". M., 1999; λ, λ de 1, λ de 2 - coeficient de conductivitat tèrmica del material de la canonada, bretxa d'aire i escuma de poliuretà, respectivament, W / (m ° C). El coeficient de conductivitat tèrmica del buit d’aire es determina tenint en compte la convecció i la transferència de calor per radiació:
On: λm - valor del coeficient de conductivitat tèrmica de l'aire, W / (m ° C); - coeficient de convecció, tenint en compte l'efecte de la convecció natural> = 1 - coeficient de transferència de calor per radiació, W / (m2 ° C); - gruix de la bretxa, m;
Per trobar el coeficient de convecció, es recomana utilitzar l’equació de criteri obtinguda per M.A. Mikheev a 103
En l'equació anterior, s'ha de prendre el gruix de la capa intermedia com a mida definidora i la temperatura mitjana de l'aire com a temperatura definidora.
On: g - acceleració de la gravetat, m2 / s; - coeficient de viscositat cinemàtica de l'aire, m2 / s;
- coeficient d’expansió volumètrica de l’aire, 1 / ° K;
- temperatura mitjana de l'aire a la capa intermedia, ° C;
- la diferència entre les temperatures de les superfícies de les capes, ° C; Pr - Criteri de Prandtl.
on: - emissivitat reduïda per a un sistema de plaques paral·leles amb graus d’emissivitat
- l’emissivitat d’un cos negre absolut;
- temperatures de les superfícies de les plaques, ° K;
Fig. 2. Dependència de la diferència de temperatura delta t de la mida de la bretxa
La figura 2 mostra la dependència de la diferència de temperatura entre la superfície exterior de la canonada i la superfície interna del delta t de la capa de la mida de la bretxa a du = 0,82 m.
El gruix de la capa d’aïllament tèrmic fabricada amb escuma de poliuretà grau PPU-110 és de 16 mm.
