Где Rиз1, Rиз2– термические сопротивления изоляции подающего и обратного трубопроводов, Вт/(м·к);

R_п.сл.1, R_п.сл.2 – термические сопротивления покровного слоя изоляции, подающего и обратного трубопроводов, (мК)/Вт;

R_н – сопротивление теплоотдачи покровного слоя изоляции воздуху канала, (м²К)/Вт;

R_вк – сопротивление тепловосприятия стенок канала от воздуха внутри канала, (м²К)/Вт;

R_к – термическое сопротивление канала, (мК)/Вт;

R_гр – термическое сопротивление грунта, (мК)/Вт.

2. общее сопротивление теплопередачи не изолированного трубопровода R₀, (м·К)/Вт:

• для подающего теплопровода

∑R₀₁ = R_н + R_вк+ R_к + R_гр; (8.3.а)

• для обратного трубопровода

∑R₀₂ = R_н + R_вк+ R_к + R_гр, (8.3.б)

где R_н – сопротивление теплоотдачи от наружной поверхности трубопровода воздуху канала, (мК)/Вт;

1060

50

Рисунок 8.1– подземная прокладка трубопроводов в непроходном канале

4. Термическое сопротивление изоляции Rиз, (мк)/Вт, для подающего иобратного трубопровода

(8.4)

где d_н.из – наружный диаметр изоляции, м, d_н.из = d_н.тр + 2δ_из;

d_в.из – внутренний диаметр изоляции, м, d_в.из = d_н.тр;

если d_н.из/d_в.из < 1,5, тогда R_из можно рассчитывать как для плоской стенки по формуле (8.4).

4. термические сопротивления покровного слоя изоляции, R_п.сл по формуле (8.4) для подающего и обратного трубопроводов, (мК)/Вт,

где d_в.п.сл – внутренний диаметр покровного слоя, м; d_н.п.сл. – наружный диаметр покровного слоя, м, d_н.п.сл = d_н.из.

4. сопротивление теплоотдачи поверхности покровного слоя изоляции воздуху канала R_н, (мК)/Вт (подающего и обратного трубопровода)

(8.5)

(8.6)

α = 9,3 + 0,465t_п + 7ω^0,5, (8.7)

где d_н.– наружный диаметр покровного слоя изоляции, м;

α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м·К);

t_н – температура на наружной поверхности покровного слоя изоляции, t_н ≤ 60, п.6.7.1.б СН и П 41-03-2003, принимаем t_н = 30 ;

ω – скорость движения воздуха в канале, м/с, ω = 0.

4. сопротивление тепловосприятия стенок канала от воздуха канала, R_вк,(м·К)/Вт, по формуле (8.5) для подающего и обратного трубопровода,α– коэффициент тепловосприятия стенок канала от воздуха, Вт/(мК), по формуле (8.7).

5. Термическое сопротивление канала R_к, (м²К)/Вт, по формуле (8.4), где _к – толщина стенок канала, мм, _в.к – толщина вертикальных стенок канала, _в.к = B – b; _г.к – толщина горизонтальных стенок канала, _г.к = А – а; λ_к – теплопроводность стенок канала, Вт/(м·К), λ_к = 2,04 Вт/(м·К);

6. Термическое сопротивление грунта R_гр, (мК)/Вт

(8.8)

, (8.9)

где λ_гр – коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м·К), который меняется в зависимости от плотности и влагонасыщенности, (1,1…2,3) Вт/(м·К);

h – глубина заложения оси трассы от поверхности грунта, м, h = 1,5;

d_н.э – эквивалентный наружный диаметр канала, м;

а – ширина канала, м; b – высота канала, м.

4. Суммарное сопротивление теплопередаче изолированного трубопровода ∑R₀, (мК)/Вт:

• для подающего трубопровода по формуле (8.2а);

• для обратного трубопровода по формуле (8.2б).

11. Суммарное сопротивление теплопередаче неизоли-рованного трубопровода ∑R₀, (мК)/Вт:

для подающего трубопровода по формуле (8.3а);

для обратного трубопровода по формуле (8.3б).

12. «удельные тепловые потери», то есть потери на 1 м длины трубопровода q, Вт/м:

• в изолированных воздуховодах (подающем и обратном)

; (8.10.а)

• в неизолированных воздуховодах (подающем и обратном)

; (8.10.б)

где τ₁ – расчетная температура теплоносителя, пункт 6.1.6.а.,

таблица 15, СН и Н 41-03-2003;

t_гр – температура грунта, С;

t_ок – температура окружающей среды в канале,С, за расчетную температуру в канале принимается средняя за год температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, t_к = t_о = + 10 С, пункт 6.1.5.г СН и Н 41-03-2003 или вычисляется по формуле:

• в изолированных воздуховодах

. (8.11.а)

• в неизолированных воздуховодах

; (8.11.б)

12. суммарные удельные тепловые потери ∑q_из, Вт/м:

• в изолированных трубопроводах

∑q_из = q₁ + q₂; (8.12.а)

• в неизолированных трубопроводах

∑q = q₁ + q₂; (8.12.б)

Суммарные удельные тепловые потери изолированных трубопроводов должны быть не больше нормированной удельной суммарной плотности теплового потока.

. (8.13)

Норма удельной суммарной плотности теплового потока для двухтрубных водяных сетей при подземной канальной прокладке и продолжительности работы в год таблицы 8, 9 СН и П 41-03-2003или по таблице 8.6, 8.7.

12. Падение температуры ∆t, С, теплоносителя по длине трубопровода (изолированного и неизолированного)

, (8.14)

где β – коэффициент, учитывающий потери через неизолированные части: опоры, арматуру и др., β = 1,2 (при канальной прокладке);

G – массовый расход теплоносителя, кг/с;

c – удельная теплоемкость теплоносителя, дж/(кг К).

12. Эффективность изоляции оценивается коэффициентом изоляции

, (8.15.а)

, (8.15.б)

где q_из, q – удельные тепловые потери, Вт/м, соответственно изолированного и неизолированного трубопровода;

∆t_из, ∆t – падение температуры по длине трубопровода, С, соответственно изолированного и неизолированного трубопровода.

Коэффициент изоляции должен быть не менее 0,85.

12. Целесообразность применения данной изоляции оценивается, < d_тр

(8.16)

Пример расчета

участок 7 – 13.

1. Исходные данные

1. прокладка теплотрассы – канальная в непроходных каналах.

2. расчет выполнен для трубопровода 133 × 4 на участке ℓдлиной 990 м без учета компенсаторов (первого луча).

3. марка канала КЛ 90 × 45, таблица А 2 [2] и таблице 5 [1], рисунок 8.2:

• В_л – ширина лотка, мм (900);

• Н_л – высота лотка, мм (450);

• толщина канала _к – 125 мм (вертикальная) и 90 мм (горизонтальная);

• коэффициент теплопроводности конструкции канала – λ_к = 2,04 Вт/(м·К);

• минимальные расстояния в свету при подземной прокладках тепловых сетей между строительными конструкциями и трубопроводами следует принимать по таблице В.1 СН и П 41-02-2003 или по таблице А 3 [2];

4. тепловая изоляция – минераловатные изделия на синтетическом связывающем материале, теплопроводность – λ_из = 0,07 Вт/(м К), таблица 3 [ГОСТ 23206-2003], предельная толщина слоя δ_из, мм, 100 мм, таблица 8.5 [6, приложение Б], примем δ_из = 80 мм;

5. покровный слой – бризоль, λ_псл = 0,175 Вт/(м К), _пс = 5 мм;

6. расчетная температура теплоносителя:

• для подающего трубопровода при переменной температуре сетевой воды и качественном регулировании — среднегодовая температура теплоносителя при температурном графике регулирования 60 °С при 115/70 °С;

• для обратного трубопровода – 50 °С;

• среднегодовая температура грунта на глубине прокладки трубопроводов (1,1 м) t_гр = 5…10 С, примем 10 °С;

• суммарная толщина изоляции ∑_из, мм, при марке канала КЛ 90 × 45,

где b_из – расстояние между теплоизоляционными поверхностями труб, мм, таблица 8.3;

d_н – наружный диаметр трубопровода, мм;

δ_п.с – толщина покровного слоя, м;

b_ст – расстояние от поверхности изоляции до стен канала, мм, таблица 8.3.

Примем:

• для подающего трубопровода _из.1 = 80 мм;

• для обратного трубопровода _из.2 = 80 мм,

отсюда ∑δ_из = 80·4 = 320 мм,

тогда b_ст = 900 – (320 + 266 + 20 + 160) = 900 – 766 = 134 мм.