4.2.Тепловой расчет сети

Выбираем тип прокладки – бесканальный. Определяем толщину теплоизоляции из минеральной ваты (в виде плит) на синтетическом связующем марки 200, а также удельные потери теплоты подающей и возвратной трубами и падение температуры на ветви сети, имеющей наибольшую длину. Глубину заложения труб принимаем равной глубине среднегодового замерзания грунтаh= 1,3 м, теплопроводность грунта λ = 1,75 Вт/(м∙°С).

Среднегодовая температура воды в подающем и обратном трубопроводе 95 °С и 60 °С.

Определяем сопротивление теплопроводности изоляции по формуле

, (33)

где λи – теплопроводность материалов изоляции (Вт/м·°С), определяется по формулам из таблицы, исходя из диаметра теплопровода dy= (25…100) мм. Для изоляции из минваты в цилиндрической форме при толщине теплоизоляции δи = 30…60 мм – λи =0,053 + 0,00019 ∙tср. Приdy>100 мм λи =0,043 + 0,00022∙tср

При расчетах используем соответствующие уравнения. В них средняя температура изоляции tср = (tст -tп)/ 2;tст – температура изолируемой поверхности, равной температуре теплоносителя,tп – температура наружной поверхности изоляции, которая должна быть не более 60 °С. Принимаемtп = 40 °С. принимаем толщину изоляции δи = 40 мм. Тогда величины λи для первого и остальных участков будут равны:

Участок I- λи =0,043 + 0,00022∙tср = λи =0,043 + 0,00022∙(90+40)/2 = 0,30573 Вт/м·°С

Участок II,III,IV,V. λи =0,053 + 0,00019∙tср = λи =0,053 + 0,00019∙(90+40)/2 = 0,06535 Вт/м·°С

Учитывая, что самый продолжительный участок сети – участок II(lc= 180 м), где наружный диаметр трубыdтр.н = 83 мм (dвн.н = 76 мм – по стандарту). Расчеты ведем только для этого участка.

dн.н = 0,083 + 2·0,04 = 0,163 м

1,65 м∙°С/Вт

Для обратного трубопровода

λи =0,053 + 0,00019∙(90+30)/2 = 0,06155 Вт/м·°С

1,75 м∙°С/Вт

Находим сопротивление теплопередаче грунта

== 0,312 м∙°С/Вт

Общее сопротивление теплопередаче для теплопровода

R=Rи +Rгр

Для подающего трубопровода R= 1,65 + 0,312 = 1,962 м∙°С/Вт

Для обратного трубопровода R= 1,75 + 0,312 = 2,062 м∙°С/Вт

Для двухтрубного теплопровода необходимо определить дополнительное тепловое сопротивление по формуле

, гдеb– расстояние между осями труб, принимаем 0,3 м

Rдоп =1,197 = 1,2 м∙°С/Вт

Удельные потери теплоты двухтрубным теплопроводом определяем по следующим уравнениям:

Для подающего трубопровода

q₁=

Для обратного трубопровода

q₂= ,

где tо =60 °С,tп = 90 °С – среднегодовые температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Температуру грунта принимаемtгр =5 °С

Тогда

q₁= = 53 Вт/м

q₂= =2,27 Вт/м

Определяем падение температуры теплоносителя на длине трассы для самого длинного второго участка, где l₂= 180 м.

∆t₂= 3,6 · q · l₂· β / Qт2,

где β – коэффициент к длине трубопровода, учитывающий потери теплоты неизолированными компенсаторами, фланцевыми соединениями, арматурой. При бесканальной прокладке труб β = 1,15; Qт2 – расход теплоносителя, кг/ч берем из таблицы 4.

∆t₂= 3,6 · 53 · 1,15 · 180 / 4,19 · 10³ · 18,25 = 0,52 °С

Полученный результат достаточно высокий, т.е. теплопотери в сети минимальные.