Escollir un escalfador
El motiu principal de la congelació de les canonades és la velocitat de circulació insuficient del portador d'energia. En aquest cas, a temperatures de l'aire sota zero, pot començar el procés de cristal·lització del líquid. Per tant, un aïllament tèrmic d'alta qualitat de les canonades és vital.
Afortunadament, la nostra generació és increïblement afortunada. En el passat recent, l'aïllament de les canonades es va dur a terme amb una sola tecnologia, ja que només hi havia un aïllament: llana de vidre. Els fabricants moderns de materials d'aïllament tèrmic ofereixen simplement la selecció més àmplia d'aïllament de canonades, que difereixen en composició, característiques i mètode d'aplicació.
No és del tot correcte comparar-los entre ells, i més encara dir que un d'ells és el millor. Així que mirem només els tipus de materials d'aïllament de canonades.
Per àmbit:
- 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 per a l'ús d'escalfadors:
- rotllo;
- frondoses;
- carcassa;
- abocament;
- combinat (això ja es refereix al mètode d'aïllament de la canonada).
Els requisits principals dels materials dels quals es fa l'aïllament de canonades són la baixa conductivitat tèrmica i una bona resistència al foc.
Els materials següents compleixen aquests criteris importants:
Llana mineral. La majoria de les vegades es ven en forma de rotllos. Adequat per a l'aïllament de canonades amb refrigerant d'alta temperatura. Tanmateix, si utilitzeu llana mineral per a l'aïllament de canonades en grans volums, aquesta opció no serà gaire rendible en termes d'estalvi. L'aïllament tèrmic amb llana mineral es produeix per bobinat, seguit de la seva fixació amb corda sintètica o fil d'acer inoxidable.
A la foto, 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 polímers. Una altra característica positiva és que el poliestirè expandit té una forma cilíndrica i el seu diàmetre interior es pot seleccionar per adaptar-se a la mida de qualsevol canonada.
Penoizol. Segons les seves característiques, està molt relacionat amb el material anterior. Tanmateix, el mètode d'instal·lació de penoizol és completament diferent: la seva aplicació requereix una instal·lació especial de polvorització, ja que és una barreja líquida de components. Després que el penoizol s'endureixi, es forma una closca hermètica al voltant de la canonada, que gairebé no deixa passar la calor. L'avantatge aquí també és la manca de fixació addicional.
Penoizol en acció
Escuma d'alumini. L'últim desenvolupament en el camp dels materials d'aïllament, però ja ha guanyat els seus aficionats entre els ciutadans russos. Penofol consta de paper d'alumini polit i una capa d'escuma de polietilè.
Aquest disseny de dues capes no només reté la calor, sinó que fins i tot actua com una mena d'escalfador! Com sabeu, la làmina té propietats que reflecteixen la calor, que us permeten acumular i reflectir la calor a la superfície aïllada (en el nostre cas, es tracta d'una canonada).
A més, el penofol d'alumini és respectuós amb el medi ambient, lleugerament inflamable, resistent a temperatures extremes i alta humitat.
Com podeu veure, hi ha un munt de materials! Hi ha molt per triar com aïllar les canonades. Però a l'hora de triar, no oblideu tenir en compte les característiques de l'entorn, les característiques de l'aïllament i la seva facilitat d'instal·lació. Bé, no estaria malament calcular l'aïllament tèrmic de les canonades per fer-ho tot correctament i de manera fiable.
Col·locació d'aïllament
El càlcul de l'aïllament depèn de quina col·locació s'utilitzi. Pot ser extern o intern.
Es recomana l'aïllament exterior per protegir els sistemes de calefacció. S'aplica al llarg del diàmetre exterior, proporciona protecció contra la pèrdua de calor, l'aparició de rastres de corrosió. Per determinar el volum de material, n'hi ha prou amb calcular la superfície de la canonada.
L'aïllament tèrmic manté la temperatura a la canonada, independentment de l'impacte de les condicions ambientals.
La col·locació interna s'utilitza per a fontaneria.
Protegeix perfectament contra la corrosió química, evita la pèrdua de calor per les vies d'aigua calenta. En general, aquest 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 quina junta s'utilitzarà.
La posada de canals és la més demandada. Per a això, es disposen prèviament canals especials i s'hi col·loquen les pistes. El mètode de col·locació sense canal és menys utilitzat, ja que es requereix un equip especial i experiència per dur a terme el treball, el mètode s'utilitza quan no és possible realitzar treballs 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 una capa aïllant interna o externa.
Podeu fer-ho vosaltres mateixos o utilitzar el programa: una calculadora per calcular l'aïllament tèrmic de les canonades. El recobriment de la superfície exterior s'utilitza per a canonades d'aigua calenta a altes temperatures per protegir-la 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 per metre lineal de canonada.
Per a les canonades de la xarxa d'aigua, s'utilitza aïllament intern. El seu objectiu principal és protegir el metall de la corrosió. S'utilitza en forma de vernissos especials o composició de ciment-sorra amb una capa de diversos mm de gruix.
L'elecció del material depèn del mètode de col·locació: canal o sense canal. En el primer cas, es col·loquen safates de formigó a la part inferior de la rasa oberta per col·locar-les. Els canals resultants es tanquen amb cobertes de formigó, després de les quals s'omple el canal amb terra prèviament excavada.
La col·locació sense canal s'utilitza quan no és possible excavar una xarxa de calefacció.
Això requereix un equip d'enginyeria especial. El càlcul del volum d'aïllament tèrmic de les canonades a les calculadores en línia és una eina bastant precisa que us permet calcular la quantitat de materials sense jugar amb fórmules complexes. Les taxes de consum de material es donen al SNiP corresponent.
Publicat: 29 de desembre de 2017
(4 puntuacions, mitjana: 5,00 sobre 5) S'està carregant...
- Data: 15-04-2015Visualitzacions: 139Comentaris: Valoració: 26
El càlcul adequat de l'aïllament tèrmic de la canonada pot augmentar significativament la vida útil de les canonades i reduir la seva pèrdua de calor.
Tanmateix, per no cometre errors en els càlculs, és important tenir en compte fins i tot matisos menors.
L'aïllament tèrmic de les canonades evita la formació de condensats, redueix l'intercanvi de calor de les canonades amb el medi ambient i assegura l'operativitat de les comunicacions.
Opcions d'aïllament de canonades
Finalment, considereu tres maneres efectives d'aïllament tèrmic de canonades.
Potser un d'ells us agradarà:
- Aïllament amb cable calefactor. A més dels mètodes d'aïllament tradicionals, hi ha un mètode alternatiu. L'ús d'un cable és molt còmode i productiu, ja que només es triguen sis mesos a protegir la canonada de la congelació. En el cas de les canonades de calefacció amb cable, hi ha un important estalvi d'esforç i diners que caldria gastar en treballs de terra, material d'aïllament i altres punts. Les instruccions d'ús permeten situar el cable tant fora de les canonades com dins d'aquestes.
Aïllament tèrmic addicional amb cable calefactor
- Escalfament de l'aire.L'error dels sistemes d'aïllament tèrmic moderns és el següent: sovint no es té en compte el fet que la congelació del sòl es produeix segons el principi "de dalt a baix". El flux de calor procedent de les profunditats de la terra tendeix al procés de congelació. Però com que l'aïllament es realitza a tots els costats de la canonada, resulta que també l'aïllaré de l'augment de la calor. Per tant, és més racional muntar un escalfador en forma de paraigua sobre les canonades. En aquest cas, la capa d'aire serà una mena d'acumulador de calor.
- "Pipa en una canonada". Aquí, es col·loca una altra canonada en canonades de polipropilè. Quins són els avantatges d'aquest mètode? En primer lloc, els avantatges inclouen el fet que la canonada es pot escalfar en qualsevol cas. A més, la calefacció és possible amb un dispositiu d'aspiració d'aire calent. I en situacions d'emergència, podeu estirar ràpidament la mànega d'emergència, evitant així tots els punts negatius.
Aïllament de canonada en canonada
Càlcul del volum d'aïllament de la canonada i col·locació del material
- Tipus de materials aïllants Col·locació d'aïllants Càlcul de materials aïllants per a canonades Eliminació de defectes d'aïllament
L'aïllament de les canonades és necessari per reduir significativament la pèrdua de calor.
Es requereix un càlcul preliminar del volum d'aïllament de la canonada. Això permetrà no només optimitzar els costos, sinó també garantir el rendiment competent del treball, mantenint les canonades en condicions adequades. El material seleccionat correctament pot prevenir la corrosió, millorar l'aïllament tèrmic.
Esquema d'aïllament de canonades.
Avui dia, es poden utilitzar diferents tipus de recobriments per protegir les vies. Però cal tenir en compte exactament com i on es faran les comunicacions.
Per a les canonades d'aigua, es poden utilitzar dos tipus de protecció alhora: recobriment intern i extern. Per a vies de calefacció, es recomana utilitzar llana mineral o llana de vidre, i per a les industrials, comprar escuma de poliuretà. Els càlculs es realitzen per diferents mètodes, tot depèn del tipus de recobriment escollit.
Característiques de la implantació de xarxes i metodologia de càlcul normatiu
Fer càlculs per determinar el gruix de la capa d'aïllament tèrmic de superfícies cilíndriques és un procés força laboriós i complex.
Si no esteu preparat per confiar-lo a especialistes, haureu d'aprovisionar-vos d'atenció i paciència per obtenir el resultat correcte. La forma més comuna de calcular l'aïllament tèrmic de les canonades és calcular segons els indicadors normalitzats de pèrdua de calor
El fet és que SNiP 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.
- camí obert al carrer;
- obert en una habitació o túnel;
- manera sense canal;
- en canals intransitables.
L'essència del càlcul és la selecció del material aïllant tèrmic i el seu gruix de manera que la quantitat de pèrdua de calor no superi els valors prescrits a SNiP. La metodologia de càlcul també està regulada per documents normatius, és a dir, pel Codi de normes corresponent. Aquest últim ofereix una metodologia una mica més simplificada que la majoria de referències tècniques existents. Les simplificacions es conclouen en aquests moments:
La pèrdua de calor durant l'escalfament de les parets de la canonada pel medi transportat en ella és insignificant en comparació amb les pèrdues que es perden a la capa d'aïllament exterior. Per aquest motiu, es permet ignorar-los.
La gran majoria de totes les canonades de procés i xarxa estan fetes d'acer, la seva resistència a la transferència de calor és extremadament baixa. Sobretot 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.
Càlcul tèrmic de la xarxa de calor
Per al càlcul tèrmic, prendrem les dades següents:
· temperatura de l'aigua a la canonada de subministrament 85 °C;
· temperatura de l'aigua a la canonada de retorn 65 оС;
· temperatura mitjana de l'aire durant el període de calefacció de la República de Moldàvia +0,6 °C;
Calcular les pèrdues de canonades no aïllades. 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 ambient, es pot fer mitjançant un nomograma. El valor de la pèrdua de calor, determinat pel nomograma, es multiplica pels factors de correcció:
on: a - factor de correcció tenint en compte la diferència de temperatura, a=0,91;
b és la correcció per radiació, per d=45 mm i d= 76 mm b=1,07, i per d= 133 mm b=1,08;
l - Longitud de la canonada, m.
Pèrdues de calor d'1 m de canonada no aïllada, determinades pel 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 les pèrdues de calor seran tant a les canonades de subministrament com de retorn, les pèrdues de calor s'han de multiplicar per 2:
kW.
Per pèrdues de calor dels suports de suspensió, etc. S'afegeix un 10% a les pèrdues de calor de la canonada més no aïllada.
kW.
Els valors normatius de les pèrdues de calor anuals mitjanes per a una xarxa de calor durant la col·locació sobre el sòl es determinen per les fórmules següents:
on: , - pèrdues tèrmiques anuals mitjanes normatives, respectivament, de les canonades de subministrament i de retorn dels trams de col·locació aèries, W;
, - valors normatius de pèrdues de calor específiques de les xarxes de calefacció d'aigua de dues canonades, respectivament, de les canonades de subministrament i de retorn per a cada diàmetre de canonada per a la col·locació sobre el sòl, W / m, determinats per;
l - la longitud de la secció de la xarxa de calefacció, caracteritzada pel mateix diàmetre de canonades i tipus de junta, 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 la col·locació sobre terra 1,25.
El càlcul de les pèrdues de calor de les canonades d'aigua aïllades es resumeix a la taula 3.4.
Taula 3.4 - Càlcul de les pèrdues de calor de les canonades d'aigua aïllades
|
dн, 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 de calor mitjana anual de la xarxa de calefacció aïllada serà de 49,12 kW/an.
Per avaluar l'eficàcia d'una estructura aïllant, s'utilitza sovint un indicador anomenat factor d'eficiència d'aïllament:
on QG ,Qi - pèrdues de calor de canonades no aïllades i aïllades, W.
Factor d'eficiència d'aïllament:
Mètode de càlcul d'una estructura termoaïllant d'una sola capa
La fórmula bàsica per calcular l'aïllament tèrmic de les canonades mostra la relació entre la magnitud del flux de calor de la canonada existent, coberta 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 - tо) / qL - Rn]
En aquesta fórmula:
- λ és la conductivitat tèrmica de l'aïllament, W/(m ⁰C);
- K és el coeficient adimensional de pèrdua de calor addicional a través de fixacions o suports, alguns valors de K es poden extreure de la taula 1;
- t és la temperatura en graus del medi transportat o refrigerant;
- to és la temperatura de l'aire exterior, ⁰C;
- qL és el valor del flux de calor, W/m2;
- Rn - 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 |
| Conduccions d'acer obertament al llarg del carrer, al llarg de canals, túnels, obertament a l'interior sobre suports lliscants amb un diàmetre nominal de fins a 150 mm. | 1.2 |
| Conduccions d'acer obertament al llarg del carrer, al llarg de canals, túnels, obertament a l'interior sobre suports lliscants amb un diàmetre nominal de 150 mm o més. | 1.15 |
| Conduccions d'acer obertament al llarg del carrer, al llarg de canals, túnels, obertament en habitacions sobre suports suspesos. | 1.05 |
| Conduccions no metàl·liques col·locades sobre suports de suspensió o lliscants. | 1.7 |
| Mètode de col·locació sense canal. | 1.15 |
El valor de la conductivitat tèrmica de l'aïllament λ és una referència, depenent del material d'aïllament tèrmic seleccionat. Es recomana prendre la temperatura del medi transportat t com a mitjana durant l'any, i l'aire exterior t com a mitjana anual.Si la canonada aïllada passa a l'interior, l'especificació de disseny estableix la temperatura ambient i, en absència, se suposa que és de +20 °C. L'índex de resistència a la transferència de calor a la superfície de l'estructura termoaïllant Rn per a les condicions de col·locació al llarg del carrer es pot extreure de la taula 2.
taula 2
| Rn, (m2 ⁰C) / W | DN32 | DN40 | DN50 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 | DN400 | DN500 | DN600 | DN700 |
| tt = 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 |
| tt = 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 |
| tt = 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 Rн en valors intermedis de la temperatura del refrigerant es calcula per interpolació. Si l'índex de temperatura és inferior a 100 ⁰C, el valor Rn es pren com 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 = (dout + 2δ) / dtr, aquí:
- diz és el diàmetre exterior de l'estructura d'aïllament tèrmic, m;
- dtr és el diàmetre exterior de la canonada protegida, m;
- δ és el gruix de l'estructura d'aïllament tèrmic, m.
El càlcul del gruix d'aïllament de la canonada comença amb la determinació de l'índex ln B, substituint en la fórmula els valors dels diàmetres exteriors de la canonada i l'estructura aïllant tèrmica, així com el gruix de la capa, després del qual l'in El paràmetre B es troba a la taula de logaritmes naturals, es substitueix a la fórmula principal juntament amb l'índex de flux de calor normalitzat qL i feu un càlcul. És a dir, el gruix de l'aïllament tèrmic de la canonada ha de ser tal que les parts dreta i esquerra de l'equació siguin idèntiques. Aquest valor de gruix s'ha de prendre per a un desenvolupament posterior.
El mètode de càlcul considerat s'aplica a canonades amb un diàmetre inferior a 2 m. Per a canonades d'un diàmetre més gran, el càlcul d'aïllament és una mica més senzill i es realitza tant per a una superfície plana com amb una fórmula diferent:
δ \u003d [K (tt - tо) / 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 són els mateixos que en la fórmula de càlcul per a una superfície cilíndrica.
Mètode per calcular una estructura termoaïllant multicapa
Taula d'aïllament per a canonades de coure i acer.
Alguns mitjans transportats tenen una temperatura prou alta, que es transfereix a la superfície exterior del tub metàl·lic gairebé sense canvis. En triar un material per a l'aïllament tèrmic d'aquest objecte, s'enfronten a aquest problema: no tots els materials són capaços de suportar altes temperatures, per exemple, 500-600 ⁰C. Els productes capaços de contactar amb una superfície tan calenta, al seu torn, no tenen propietats d'aïllament tèrmic prou elevades i el gruix de l'estructura serà inacceptablement gran. La solució és utilitzar dues capes de materials diferents, cadascuna de les quals realitza la seva pròpia funció: la primera capa protegeix la superfície calenta de la segona, i la segona protegeix la canonada dels efectes de les baixes temperatures exteriors. La condició principal per a aquesta protecció tèrmica és que la temperatura al límit de les capes t1,2 sigui acceptable per al material del recobriment aïllant exterior.
Per calcular el gruix de l'aïllament de la primera capa, s'utilitza la fórmula anterior:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
La segona capa es calcula d'acord amb la mateixa fórmula, substituint la temperatura al límit de dues capes d'aïllament tèrmic t1,2 en lloc de la temperatura superficial de la canonada tт. Per calcular el gruix de la primera capa d'aïllament per a superfícies cilíndriques de canonades amb un diàmetre inferior a 2 m, s'utilitza una fórmula del mateix tipus que per a una estructura d'una sola capa:
ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]
Substituint el valor d'escalfament del límit de dues capes t1,2 i el valor normalitzat de la densitat de flux de calor qL en lloc de la temperatura ambient, es troba el valor de ln B1. Després de determinar el valor numèric del paràmetre B1 mitjançant una taula de logaritmes naturals, el gruix de l'aïllament de la primera capa es calcula mitjançant la fórmula:
Dades per al càlcul de l'aïllament tèrmic.
δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2
El càlcul del gruix de la segona capa es realitza mitjançant la mateixa equació, només que ara la temperatura del límit de dues capes t1,2 actua en lloc de la temperatura del refrigerant tt:
ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]
Els càlculs es fan de manera similar i el gruix de la segona capa d'aïllament tèrmic es calcula amb la mateixa fórmula:
δ2 = dout2 (B2 - 1) / 2
És molt difícil realitzar càlculs tan complexos manualment i es perd molt de temps, ja que al llarg de tota la ruta de la canonada, els seus diàmetres poden canviar diverses vegades. Per tant, per estalviar costos laborals i temps per calcular el gruix d'aïllament de canonades tecnològiques i de xarxa, es recomana utilitzar un ordinador personal i un programari especialitzat. Si no n'hi ha, es pot introduir l'algoritme de càlcul al programa Microsoft Excel, alhora que s'obtenen resultats de manera ràpida i satisfactòria.
