Odabir grijača
Glavni razlog zamrzavanja cjevovoda je nedovoljna brzina cirkulacije energetskog nosača. U tom slučaju, pri temperaturama zraka ispod nule, može započeti proces kristalizacije tekućine. Stoga je kvalitetna toplinska izolacija cijevi od vitalnog značaja.
Srećom, naša generacija ima neopisivu sreću. U nedavnoj prošlosti izolacija cjevovoda provodila se samo jednom tehnologijom, jer je postojala samo jedna izolacija - staklena vuna. Suvremeni proizvođači termoizolacijskih materijala nude jednostavno najširi izbor izolacije cijevi, koji se razlikuju po sastavu, karakteristikama i načinu primjene.
Nije sasvim ispravno međusobno ih uspoređivati, a još više reći da je jedan od njih najbolji. Dakle, pogledajmo samo vrste materijala za izolaciju cijevi.
Po opsegu:
- za cjevovode opskrbe hladnom i toplom vodom, parovode sustava centralnog grijanja, razne tehničke opreme;
- za kanalizacijske sustave i sustave odvodnje;
- za cijevi ventilacijskih sustava i opreme za zamrzavanje.
Po izgledu, koji u principu odmah objašnjava tehnologiju korištenja grijača:
- svitak;
- lisnato;
- kućište;
- lijevanje;
- kombinirano (to se već odnosi na način izolacije cjevovoda).
Glavni zahtjevi za materijale od kojih je izrađena izolacija cijevi su niska toplinska vodljivost i dobra otpornost na vatru.
Sljedeći materijali odgovaraju ovim važnim kriterijima:
Mineralna vuna. Najčešće se prodaje u obliku rola. Pogodno za izolaciju cjevovoda rashladnom tekućinom visoke temperature. Međutim, ako se mineralna vuna koristi za izolaciju cijevi u velikim količinama, tada ova opcija neće biti vrlo isplativa u smislu uštede. Toplinska izolacija mineralnom vunom proizvodi se namotavanjem, nakon čega slijedi pričvršćivanje sintetičkim špagom ili žicom od nehrđajućeg čelika.
Na fotografiji cjevovod izoliran mineralnom vunom
Može se koristiti i na niskim i na visokim temperaturama. Prikladno za čelične, metal-plastične i druge polimerne cijevi. Još jedna pozitivna značajka je da ekspandirani polistiren ima cilindrični oblik, a njegov unutarnji promjer može se odabrati tako da odgovara veličini bilo koje cijevi.
Penoizol. Po svojim karakteristikama usko je povezan s prethodnim materijalom. Međutim, metoda ugradnje penoizola je potpuno drugačija - za njegovu primjenu potrebna je posebna instalacija raspršivanjem, budući da se radi o tekućoj mješavini komponenti. Nakon što se penoizol stvrdne, oko cijevi se formira nepropusna ljuska koja gotovo ne dopušta prolaz topline. Prednost ovdje je i nedostatak dodatnog pričvršćivanja.
Penoizol u akciji
Folija pjena. Najnoviji razvoj u području izolacijskih materijala, ali je već osvojio svoje obožavatelje među ruskim građanima. Penofol se sastoji od polirane aluminijske folije i sloja polietilenske pjene.
Takav dvoslojni dizajn ne samo da zadržava toplinu, već čak djeluje i kao neka vrsta grijača! Kao što znate, folija ima svojstva reflektiranja topline, što vam omogućuje akumulaciju i reflektiranje topline na izoliranu površinu (u našem slučaju, ovo je cjevovod).
Osim toga, folija penofol je ekološki prihvatljiva, lagano zapaljiva, otporna na ekstremne temperature i visoku vlažnost.
Kao što vidite, materijala ima na pretek! Postoji mnogo izbora kako izolirati cijevi. Ali pri odabiru, ne zaboravite uzeti u obzir karakteristike okoliša, karakteristike izolacije i njegovu jednostavnost ugradnje. Pa, ne bi škodilo izračunati toplinsku izolaciju cijevi kako biste sve učinili ispravno i pouzdano.
Polaganje izolacije
Izračun izolacije ovisi o tome koji se polaganje koristi. Može biti vanjski ili unutarnji.
Za zaštitu sustava grijanja preporučuje se vanjska izolacija. Nanosi se duž vanjskog promjera, pruža zaštitu od gubitka topline, pojavu tragova korozije. Za određivanje volumena materijala dovoljno je izračunati površinu cijevi.
Toplinska izolacija održava temperaturu u cjevovodu, bez obzira na utjecaj okolišnih uvjeta na njega.
Unutarnje polaganje koristi se za vodovod.
Savršeno štiti od kemijske korozije, sprječava gubitak topline iz tople vode. Obično je to materijal za premazivanje u obliku lakova, posebnih cementno-pješčanih mortova. Izbor materijala također se može izvršiti ovisno o tome koja će se brtva koristiti.
Najčešće se traži polaganje kanala. Za to se preliminarno uređuju posebni kanali i u njih se postavljaju staze. Metoda bezkanalnog polaganja se rjeđe koristi, jer je za izvođenje radova potrebna posebna oprema i iskustvo. Metoda se koristi kada nije moguće izvesti radove na rovovima.
Postavljanje izolacije
Izračun količine izolacije uvelike ovisi o načinu njegove primjene. Ovisi o mjestu primjene - za unutarnji ili vanjski izolacijski sloj.
Možete to učiniti sami ili koristiti program - kalkulator za izračun toplinske izolacije cjevovoda. Premaz na vanjskoj površini koristi se za cjevovode tople vode pri visokim temperaturama kako bi ih zaštitio od korozije. Izračun ovom metodom svodi se na određivanje površine vanjske površine vodoopskrbnog sustava, kako bi se odredila potreba po linearnom metru cijevi.
Za cijevi za vodovod koristi se unutarnja izolacija. Njegova glavna svrha je zaštititi metal od korozije. Koristi se u obliku posebnih lakova ili cementno-pješčanog sastava sa slojem debljine nekoliko mm.
Izbor materijala ovisi o načinu polaganja - kanalni ili bezkanalni. U prvom slučaju, betonske ladice postavljaju se na dno otvorenog rova za postavljanje. Dobiveni oluci se zatvaraju betonskim poklopcima, nakon čega se kanal napuni prethodno iskopanim tlom.
Bezkanalno polaganje koristi se kada nije moguće kopanje grijaćeg magistrala.
Za to je potrebna posebna inženjerska oprema. Izračun volumena toplinske izolacije cjevovoda u online kalkulatorima prilično je točan alat koji vam omogućuje izračunavanje količine materijala bez petljanja sa složenim formulama. Stope potrošnje materijala navedene su u relevantnom SNiP-u.
Objavljeno: 29. prosinca 2017
(4 ocjene, prosjek: 5,00 od 5) Učitavanje…
- Datum: 15.04.2015. Pregledi: 139 Komentari: Ocjena: 26
Ispravan proračun toplinske izolacije cjevovoda može značajno povećati vijek trajanja cijevi i smanjiti njihov gubitak topline.
Međutim, kako ne biste pogriješili u izračunima, važno je uzeti u obzir čak i manje nijanse.
Toplinska izolacija cjevovoda sprječava stvaranje kondenzata, smanjuje izmjenu topline cijevi s okolinom i osigurava operativnost komunikacija.
Mogućnosti izolacije cjevovoda
Konačno, razmotrite tri učinkovita načina toplinske izolacije cjevovoda.
Možda će vam se jedan od njih svidjeti:
- Izolacija grijaćim kabelom. Osim tradicionalnih metoda izolacije, postoji i takva alternativna metoda. Korištenje kabela vrlo je prikladno i produktivno, s obzirom na to da je za zaštitu cjevovoda od smrzavanja potrebno samo šest mjeseci. U slučaju cijevi za grijanje s kabelom dolazi do značajne uštede truda i novca koji bi se morali potrošiti na radove na zemljištu, izolacijski materijal i druge točke. Upute za uporabu omogućuju postavljanje kabela i izvan cijevi i unutar njih.
Dodatna toplinska izolacija grijaćim kabelom
- Zagrijavanje zraka.Pogreška modernih sustava toplinske izolacije je sljedeća: često se ne uzima u obzir činjenica da se smrzavanje tla događa prema principu "odozgo prema dolje". Tok topline koji dolazi iz dubina zemlje teži procesu smrzavanja. Ali budući da se izolacija provodi sa svih strana cjevovoda, ispada da ću ga također izolirati od rastuće topline. Stoga je racionalnije montirati grijač u obliku kišobrana preko cijevi. U ovom slučaju, zračni sloj će biti svojevrsni akumulator topline.
- "Pipe in a pipe". Ovdje je još jedna cijev položena u polipropilenske cijevi. Koje su prednosti ove metode? Prije svega, plusevi uključuju činjenicu da se cjevovod u svakom slučaju može zagrijati. Osim toga, moguće je grijanje s uređajem za usisavanje toplog zraka. A u hitnim situacijama možete brzo rastegnuti crijevo za hitne slučajeve, čime ćete spriječiti sve negativne točke.
Izolacija cijevi u cijevi
Proračun volumena izolacije cjevovoda i polaganje materijala
- Vrste izolacijskih materijala Polaganje izolacije Proračun izolacijskih materijala za cjevovode Otklanjanje izolacijskih nedostataka
Izolacija cjevovoda je neophodna kako bi se značajno smanjili gubici topline.
Potreban je preliminarni izračun volumena izolacije cjevovoda. To će omogućiti ne samo optimizaciju troškova, već i osiguravanje kompetentnog rada, održavanje cijevi u ispravnom stanju. Ispravno odabrani materijal može spriječiti koroziju, poboljšati toplinsku izolaciju.
Shema izolacije cijevi.
Danas se za zaštitu staza mogu koristiti različite vrste premaza. No, potrebno je uzeti u obzir kako će se točno i gdje odvijati komunikacija.
Za vodovodne cijevi mogu se koristiti dvije vrste zaštite odjednom - unutarnji premaz i vanjski. Za rute grijanja preporuča se koristiti mineralnu ili staklenu vunu, a za industrijske kupiti poliuretansku pjenu. Izračuni se izvode različitim metodama, sve ovisi o vrsti odabranog premaza.
Obilježja polaganja mreže i metodologija normativnog proračuna
Izvođenje proračuna za određivanje debljine toplinski izolacijskog sloja cilindričnih površina prilično je naporan i složen proces.
Ako to niste spremni povjeriti stručnjacima, trebali biste se opskrbiti pažnjom i strpljenjem kako biste dobili pravi rezultat. Najčešći način izračuna toplinske izolacije cijevi je izračunavanje prema normaliziranim pokazateljima gubitka topline
Činjenica je da je SNiP utvrdio vrijednosti gubitka topline cjevovodima različitih promjera i različitim metodama njihovog polaganja:
Shema izolacije cijevi.
- otvoreni put na ulici;
- otvoriti u prostoriji ili tunelu;
- bezkanalni način;
- u neprohodnim kanalima.
Bit izračuna je odabir toplinski izolacijskog materijala i njegove debljine na takav način da količina gubitka topline ne prelazi vrijednosti propisane u SNiP-u. Metodologija izračuna također je regulirana regulatornim dokumentima, odnosno odgovarajućim Kodeksom pravila. Potonji nudi nešto pojednostavljeniju metodologiju od većine postojećih tehničkih referenci. Pojednostavljenja su zaključena u takvim trenucima:
Gubitak topline tijekom zagrijavanja stijenki cijevi od medija transportiranog u njoj je zanemariv u usporedbi s gubicima koji se gube u vanjskom izolacijskom sloju. Zbog toga se mogu zanemariti.
Velika većina svih procesnih i mrežnih cjevovoda izrađena je od čelika, njegova otpornost na prijenos topline je izuzetno niska. Pogotovo u usporedbi s istim pokazateljem izolacije
Stoga se preporuča ne uzimati u obzir otpornost na prijenos topline metalne stijenke cijevi.
Toplinski proračun toplinske mreže
Za toplinski proračun uzet ćemo sljedeće podatke:
· temperatura vode u dovodnom cjevovodu 85 °C;
· temperatura vode u povratnom cjevovodu 65 °C;
· prosječna temperatura zraka za razdoblje grijanja Republike Moldavije +0,6 °C;
Izračunajte gubitke neizoliranih cjevovoda. Približno određivanje gubitaka topline po 1 m neizoliranog cjevovoda, ovisno o temperaturnoj razlici između stijenke cjevovoda i okolnog zraka, može se izvršiti pomoću nomograma. Vrijednost gubitka topline, određena nomogramom, množi se s korekcijskim faktorima:
gdje: a - korekcijski faktor koji uzima u obzir temperaturnu razliku, a=0,91;
b je korekcija za zračenje, za d=45 mm i d=76 mm b=1,07, i za d=133 mm b=1,08;
l - duljina cjevovoda, m.
Toplinski gubici 1 m neizoliranog cjevovoda, određeni nomogramom:
za d=133 mm Pne m=500 W/m; za d=76 mm Pne m=350 W/m; za d=45 mm Pne m=250 W/m.
S obzirom da će gubici topline biti i na dovodnom i na povratnom cjevovodu, gubici topline se moraju pomnožiti s 2:
kW.
Za gubitak topline nosača ovjesa itd. 10% se dodaje toplinskim gubicima najneizoliranijeg cjevovoda.
kW.
Normativne vrijednosti prosječnih godišnjih toplinskih gubitaka za toplinsku mrežu tijekom nadzemnog polaganja određuju se sljedećim formulama:
gdje je: , - normativni prosječni godišnji gubici topline, odnosno, dovodnih i povratnih cjevovoda nadzemnih dionica za polaganje, W;
, - normativne vrijednosti specifičnih toplinskih gubitaka dvocijevne mreže za grijanje vode, odnosno dovodnog i povratnog cjevovoda za svaki promjer cijevi za nadzemno polaganje, W / m, određene prema;
l - duljina dijela mreže grijanja, koju karakterizira isti promjer cjevovoda i vrsta brtve, m;
— koeficijent lokalnih toplinskih gubitaka, uzimajući u obzir gubitke topline okova, nosača i kompenzatora. Vrijednost koeficijenta u skladu s uzima se za nadzemno polaganje 1,25.
Proračun toplinskih gubitaka izoliranih vodovodnih cjevovoda sažet je u tablici 3.4.
Tablica 3.4 - Proračun toplinskih gubitaka izoliranih vodovodnih cjevovoda
|
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 |
Prosječni godišnji gubitak topline izolirane toplinske mreže iznosit će 49,12 kW/an.
Za procjenu učinkovitosti izolacijske strukture često se koristi pokazatelj koji se naziva faktor učinkovitosti izolacije:
gdje PG , Qi - toplinski gubici neizoliranih i izoliranih cijevi, W.
Faktor učinkovitosti izolacije:
Metoda za proračun jednoslojne toplinske izolacijske strukture
Osnovna formula za proračun toplinske izolacije cjevovoda pokazuje odnos između veličine toplinskog toka iz postojeće cijevi, prekrivene slojem izolacije, i njezine debljine. Formula se primjenjuje ako je promjer cijevi manji od 2 m:
Formula za izračun toplinske izolacije cijevi.
ln B = 2πλ [K(tt - to) / qL - Rn]
U ovoj formuli:
- λ toplinska vodljivost izolacije, W/(m ⁰C);
- K je bezdimenzionalni koeficijent dodatnog gubitka topline kroz pričvrsne elemente ili nosače, neke vrijednosti K mogu se uzeti iz tablice 1;
- t je temperatura u stupnjevima transportiranog medija ili rashladnog sredstva;
- to je vanjska temperatura zraka, ⁰C;
- qL je vrijednost toplinskog toka, W/m2;
- Rn - otpor prijenosu topline na vanjskoj površini izolacije, (m2 ⁰C) / W.
stol 1
| uvjeti polaganja cijevi | Vrijednost koeficijenta K |
| Čelični cjevovodi otvoreno duž ulice, duž kanala, tunela, otvoreno u zatvorenom prostoru na kliznim nosačima nominalnog promjera do 150 mm. | 1.2 |
| Čelični cjevovodi otvoreno duž ulice, duž kanala, tunela, otvoreno u zatvorenom prostoru na kliznim nosačima nominalnog promjera 150 mm ili više. | 1.15 |
| Čelični cjevovodi otvoreno duž ulice, duž kanala, tunela, otvoreno u prostorijama na visećim nosačima. | 1.05 |
| Nemetalni cjevovodi položeni na ovjesne ili klizne nosače. | 1.7 |
| Metoda bezkanalnog polaganja. | 1.15 |
Vrijednost toplinske vodljivosti izolacije λ je referentna, ovisno o odabranom toplinskom izolacijskom materijalu. Temperaturu transportiranog medija t preporuča se uzeti kao prosjek tijekom godine, a vanjskog zraka t kao prosječnu godišnju.Ako izolirani cjevovod prolazi u zatvorenom prostoru, tada je temperatura okoline određena projektnom specifikacijom, a u njezinoj odsutnosti pretpostavlja se da je +20°C. Indeks otpornosti na prijenos topline na površini toplinske izolacijske konstrukcije Rn za uvjete polaganja duž ulice može se uzeti iz tablice 2.
tablica 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 |
Napomena: vrijednost Rn pri srednjim vrijednostima temperature rashladne tekućine izračunava se interpolacijom. Ako je indeks temperature ispod 100 ⁰C, vrijednost Rn se uzima kao za 100 ⁰C.
Pokazatelj B treba izračunati zasebno:
Tablica toplinskih gubitaka za različite debljine cijevi i toplinske izolacije.
B = (dout + 2δ) / dtr, ovdje:
- diz je vanjski promjer toplinske izolacijske konstrukcije, m;
- dtr je vanjski promjer zaštićene cijevi, m;
- δ je debljina toplinske izolacijske konstrukcije, m.
Proračun debljine izolacije cjevovoda počinje određivanjem indeksa ln B, zamjenom u formulu vrijednostima vanjskih promjera cijevi i toplinske izolacijske konstrukcije, kao i debljine sloja, nakon čega se ln Iz tablice prirodnih logaritama nalazi se parametar B. Zamjenjuje se u glavnu formulu zajedno s normaliziranim indeksom toplinskog toka qL i vrši izračun. Odnosno, debljina toplinske izolacije cjevovoda mora biti takva da desni i lijevi dio jednadžbe postanu identični. Ovu vrijednost debljine treba uzeti za daljnji razvoj.
Razmatrana metoda proračuna primjenjuje se na cjevovode promjera manjeg od 2 m. Za cijevi većeg promjera proračun izolacije je nešto jednostavniji i izvodi se i za ravnu površinu i pomoću druge formule:
δ \u003d [K (tt - to) / qF - Rn]
U ovoj formuli:
- δ je debljina toplinske izolacijske konstrukcije, m;
- qF je vrijednost normaliziranog toplinskog toka, W/m2;
- ostali parametri su isti kao u formuli za proračun za cilindričnu površinu.
Metoda za proračun višeslojne toplinske izolacijske strukture
Izolacijski stol za bakrene i čelične cijevi.
Neki transportirani mediji imaju dovoljno visoku temperaturu, koja se gotovo nepromijenjena prenosi na vanjsku površinu metalne cijevi. Prilikom odabira materijala za toplinsku izolaciju takvog objekta, suočavaju se s takvim problemom: nije svaki materijal u stanju izdržati visoke temperature, na primjer, 500-600⁰C. Proizvodi koji mogu kontaktirati tako vruću površinu, zauzvrat, nemaju dovoljno visoka svojstva toplinske izolacije, a debljina strukture će se pokazati neprihvatljivo velikom. Rješenje je korištenje dva sloja različitih materijala, od kojih svaki obavlja svoju funkciju: prvi sloj štiti vruću površinu od drugog, a drugi štiti cjevovod od utjecaja niskih vanjskih temperatura. Glavni uvjet za takvu toplinsku zaštitu je da temperatura na granici slojeva t1,2 bude prihvatljiva za materijal vanjskog izolacijskog premaza.
Za izračunavanje debljine izolacije prvog sloja koristi se formula koja je već navedena:
δ \u003d [K (tt - to) / qF - Rn]
Drugi sloj se izračunava prema istoj formuli, zamjenjujući temperaturu na granici dvaju slojeva toplinske izolacije t1,2 umjesto temperature površine cjevovoda tt. Za izračunavanje debljine prvog sloja izolacije za cilindrične površine cijevi promjera manjeg od 2 m koristi se formula iste vrste kao i za jednoslojnu strukturu:
ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]
Zamjenom vrijednosti zagrijavanja granice dvaju slojeva t1,2 i normalizirane vrijednosti gustoće toplinskog toka qL umjesto temperature okoline, nalazi se vrijednost ln B1. Nakon određivanja brojčane vrijednosti parametra B1 kroz tablicu prirodnih logaritama, izračunava se debljina izolacije prvog sloja prema formuli:
Podaci za proračun toplinske izolacije.
δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2
Proračun debljine drugog sloja vrši se pomoću iste jednadžbe, samo što sada umjesto temperature rashladne tekućine tt djeluje temperatura granice dvaju slojeva t1,2:
ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]
Izračuni se vrše na sličan način, a debljina drugog toplinskoizolacijskog sloja izračunava se po istoj formuli:
δ2 = dout2 (B2 - 1) / 2
Vrlo je teško ručno izvesti tako složene izračune, a gubi se i puno vremena, jer se tijekom cijele trase cjevovoda njegovi promjeri mogu mijenjati nekoliko puta. Stoga, kako bi se uštedjeli troškovi rada i vrijeme za izračun debljine izolacije tehnoloških i mrežnih cjevovoda, preporuča se korištenje osobnog računala i specijaliziranog softvera. Ako ga nema, algoritam izračuna se može unijeti u program Microsoft Excel, a pritom se brzo i uspješno dobivaju rezultati.
