Calculator voor het berekenen van de thermische isolatie van verwarmingsbuizen voor buiteninstallaties

Een verwarming kiezen

De belangrijkste reden voor het bevriezen van leidingen is de onvoldoende circulatiesnelheid van de energiedrager. In dit geval kan bij luchttemperaturen onder nul het proces van kristallisatie van de vloeistof beginnen. Hoogwaardige thermische isolatie van leidingen is dus van levensbelang.

Gelukkig heeft onze generatie onuitsprekelijk geluk. In het recente verleden werd de isolatie van pijpleidingen uitgevoerd met slechts één technologie, omdat er maar één isolatie was: glaswol. Moderne fabrikanten van thermische isolatiematerialen bieden eenvoudigweg de breedste keuze aan buisisolatie, die verschillen in samenstelling, kenmerken en toepassingsmethode.

Het is niet helemaal correct om ze met elkaar te vergelijken, en nog meer om te zeggen dat een van hen de beste is. Laten we dus eens kijken naar de soorten buisisolatiematerialen.

Per bereik:

voor pijpleidingen van koud- en warmwatervoorziening, stoompijpleidingen van centrale verwarmingssystemen, diverse technische apparatuur;
voor rioleringen en afvoersystemen;
voor leidingen van ventilatiesystemen en vriesapparatuur.

Qua uiterlijk, wat in principe meteen de technologie voor het gebruik van kachels verklaart:

rollen;
lommerrijk;
behuizing;
gieten;
gecombineerd (dit verwijst eerder al naar de methode van pijpleidingisolatie).

De belangrijkste vereisten voor de materialen waaruit buisisolatie is gemaakt, zijn een lage thermische geleidbaarheid en een goede weerstand tegen vuur.

De volgende materialen voldoen aan deze belangrijke criteria:

Minerale wol. Meestal verkocht in de vorm van rollen. Geschikt voor isolatie van pijpleidingen met koelvloeistof op hoge temperatuur. Als er echter minerale wol wordt gebruikt om leidingen in grote volumes te isoleren, zal deze optie qua besparing niet erg rendabel zijn. Thermische isolatie met minerale wol wordt geproduceerd door wikkelen, gevolgd door bevestiging met synthetisch touw of roestvrij staaldraad.

Op de foto een pijpleiding geïsoleerd met minerale wol

Het kan gebruikt worden bij zowel lage als hoge temperaturen. Geschikt voor stalen, metaal-kunststof en andere polymeerbuizen. Een ander positief kenmerk is dat geëxpandeerd polystyreen een cilindrische vorm heeft en dat de binnendiameter kan worden aangepast aan de maat van elke pijp.

Penoizol. Volgens zijn kenmerken is het nauw verwant aan het vorige materiaal. De installatiemethode van penoizol is echter compleet anders - de toepassing ervan vereist een speciale spuitinstallatie, omdat het een vloeibaar componentmengsel is. Nadat de penoizol is uitgehard, wordt er een luchtdichte schil gevormd rond de buis, die bijna geen warmte doorlaat. Het voordeel hier is ook het ontbreken van extra bevestiging.

Penoizol in actie

Folie schuim. De nieuwste ontwikkeling op het gebied van isolatiematerialen, maar heeft al fans gewonnen onder Russische burgers. Penofol bestaat uit gepolijst aluminiumfolie en een laag polyethyleenschuim.

Zo'n tweelaags ontwerp houdt niet alleen warmte vast, maar fungeert zelfs als een soort verwarming! Zoals u weet, heeft de folie warmtereflecterende eigenschappen, waardoor u warmte kunt accumuleren en reflecteren op het geïsoleerde oppervlak (in ons geval is dit een pijpleiding).

Daarnaast is folie penofol milieuvriendelijk, licht ontvlambaar, bestand tegen extreme temperaturen en hoge luchtvochtigheid.

Zoals je ziet zijn er genoeg materialen! Er is keuze genoeg om leidingen mee te isoleren. Maar vergeet bij het kiezen niet rekening te houden met de kenmerken van de omgeving, de kenmerken van de isolatie en het installatiegemak. Welnu, het zou geen kwaad om de thermische isolatie van leidingen te berekenen om alles correct en betrouwbaar te doen.

Isolatie leggen

De isolatieberekening hangt af van welke plaatsing wordt gebruikt. Het kan extern of intern zijn.

Calculator voor het berekenen van de thermische isolatie van verwarmingsbuizen voor buiteninstallaties

Externe isolatie wordt aanbevolen om verwarmingssystemen te beschermen. Het wordt aangebracht langs de buitendiameter, biedt bescherming tegen warmteverlies, het verschijnen van sporen van corrosie. Om het materiaalvolume te bepalen, volstaat het om het oppervlak van de buis te berekenen.

Thermische isolatie handhaaft de temperatuur in de pijpleiding, ongeacht de impact van omgevingscondities.

Interne plaatsing wordt gebruikt voor sanitair.

Het beschermt perfect tegen chemische corrosie, voorkomt warmteverlies door warmwaterroutes. Meestal is dit een coatingmateriaal in de vorm van vernissen, speciale cementzandmortels. De materiaalkeuze kan ook worden gemaakt afhankelijk van welke pakking wordt gebruikt.

Het leggen van kanalen is het meest gevraagd. Hiervoor zijn vooraf speciale kanalen opgesteld en worden de sporen erin geplaatst. De kanaalloze legmethode wordt minder vaak gebruikt, omdat er speciale apparatuur en ervaring nodig is om het werk uit te voeren.De methode wordt gebruikt wanneer het niet mogelijk is om sleuven te graven.

Installatie van isolatie

De berekening van de hoeveelheid isolatie hangt grotendeels af van de methode van toepassing. Het hangt af van de plaats van toepassing - voor een interne of externe isolatielaag.

U kunt het zelf doen of het programma gebruiken - een rekenmachine voor het berekenen van de thermische isolatie van pijpleidingen. Coating op het buitenoppervlak wordt gebruikt voor warmwaterleidingen bij hoge temperaturen om deze te beschermen tegen corrosie. De berekening met deze methode wordt teruggebracht tot het bepalen van het oppervlak van het buitenoppervlak van het watertoevoersysteem, om de behoefte per strekkende meter leiding te bepalen.

Voor leidingen voor waterleidingen wordt interne isolatie gebruikt. Het belangrijkste doel is om het metaal te beschermen tegen corrosie. Het wordt gebruikt in de vorm van speciale vernissen of een cementzandsamenstelling met een laag van enkele mm dik.

De materiaalkeuze hangt af van de legmethode - kanaal of kanaalloos. In het eerste geval worden ter plaatsing op de bodem van de open sleuf betonnen bakken geplaatst. De resulterende goten worden afgesloten met betonnen afdekkingen, waarna de goot wordt gevuld met eerder uitgegraven grond.

Kanaalloos leggen wordt gebruikt wanneer het graven van een verwarmingsleiding niet mogelijk is.

Dit vereist speciale technische apparatuur. Het berekenen van het volume van thermische isolatie van pijpleidingen in online rekenmachines is een redelijk nauwkeurige tool waarmee u de hoeveelheid materialen kunt berekenen zonder te rommelen met complexe formules. Materiële verbruikspercentages worden gegeven in de relevante SNiP.

Gepubliceerd: 29 december 2017

(4 beoordelingen, gemiddelde: 5.00 van de 5) Bezig met laden…

Datum: 15-04-2015Bekeken: 139Opmerkingen: Beoordeling: 26

Een juiste berekening van de thermische isolatie van de pijpleiding kan de levensduur van de pijpen aanzienlijk verlengen en hun warmteverlies verminderen.

Om echter geen fouten in de berekeningen te maken, is het belangrijk om zelfs met kleine nuances rekening te houden.

De thermische isolatie van pijpleidingen voorkomt de vorming van condensaat, vermindert de warmte-uitwisseling van pijpen met de omgeving en zorgt voor de werking van communicatie.

Opties voor pijpleidingisolatie

Overweeg ten slotte drie effectieve manieren om pijpleidingen thermisch te isoleren.

Misschien spreekt een van hen je aan:

Isolatie met verwarmingskabel. Naast traditionele isolatiemethoden is er zo'n alternatieve methode. Het gebruik van een kabel is erg handig en productief, aangezien het slechts zes maanden duurt om de leiding te beschermen tegen bevriezing. In het geval van verwarmingsbuizen met een kabel is er een aanzienlijke besparing van moeite en geld die zou moeten worden besteed aan grondwerk, isolatiemateriaal en andere punten. Met de gebruiksaanwijzing kan de kabel zowel buiten als binnen in de leidingen worden geplaatst.

Extra thermische isolatie met verwarmingskabel

Lucht opwarming.De fout van moderne thermische isolatiesystemen is deze: vaak wordt geen rekening gehouden met het feit dat bodembevriezing plaatsvindt volgens het "top-down"-principe. De warmtestroom die uit de diepten van de aarde komt, neigt naar het proces van bevriezing. Maar aangezien isolatie aan alle kanten van de pijpleiding wordt uitgevoerd, blijkt dat ik deze ook zal isoleren van opstijgende hitte. Daarom is het rationeler om een verwarming in de vorm van een paraplu over de leidingen te monteren. In dit geval zal de luchtlaag een soort warmteaccumulator zijn.
"Pijp in een pijp". Hier wordt nog een buis gelegd in polypropyleen buizen. Wat zijn de voordelen van deze methode? Allereerst zijn de pluspunten dat de pijpleiding in ieder geval kan worden opgewarmd. Daarnaast is verwarming mogelijk met een warmeluchtaanzuiginrichting. En in noodsituaties kunt u de noodslang snel oprekken en zo alle negatieve punten voorkomen.

Pijp-in-pijp isolatie

Berekening van het volume van pijpleidingisolatie en het leggen van het materiaal

Soorten isolatiematerialen Isolatie leggen Berekening van isolatiematerialen voor pijpleidingen Verhelpen van isolatiedefecten

Isolatie van leidingen is noodzakelijk om warmteverlies aanzienlijk te verminderen.

Voorafgaande berekening van het volume van pijpleidingisolatie is vereist. Dit maakt het niet alleen mogelijk om de kosten te optimaliseren, maar ook om de competente uitvoering van het werk te garanderen en de leidingen in goede staat te houden. Goed geselecteerd materiaal kan corrosie voorkomen en de thermische isolatie verbeteren.

Leidingisolatieschema.

Tegenwoordig kunnen verschillende soorten coatings worden gebruikt om sporen te beschermen. Maar het is noodzakelijk om rekening te houden met precies hoe en waar communicatie zal plaatsvinden.

Voor waterleidingen kunnen twee soorten bescherming tegelijk worden gebruikt: interne coating en externe. Voor verwarmingsroutes wordt het aanbevolen om minerale wol of glaswol te gebruiken, en voor industriële, polyurethaanschuim te kopen. Berekeningen worden op verschillende manieren uitgevoerd, het hangt allemaal af van het gekozen type coating.

Kenmerken van netwerkaanleg en normatieve berekeningsmethodiek

Het uitvoeren van berekeningen om de dikte van de warmte-isolerende laag van cilindrische oppervlakken te bepalen, is een nogal arbeidsintensief en complex proces.

Als u niet klaar bent om het aan specialisten toe te vertrouwen, moet u aandacht en geduld hebben om het juiste resultaat te krijgen. De meest gebruikelijke manier om de thermische isolatie van leidingen te berekenen, is door te berekenen volgens de genormaliseerde indicatoren van warmteverlies

Het feit is dat SNiP de waarden van warmteverlies heeft vastgesteld door pijpleidingen met verschillende diameters en met verschillende methoden om ze te leggen:

Schema van pijpisolatie.

open weg op straat;
open in een kamer of tunnel;
kanaalloze manier;
in onbegaanbare kanalen.

De essentie van de berekening is de selectie van warmte-isolerend materiaal en de dikte ervan op een zodanige manier dat de hoeveelheid warmteverlies de in SNiP voorgeschreven waarden niet overschrijdt. De berekeningsmethode wordt ook geregeld door regelgevende documenten, namelijk door de relevante Code of Rules. De laatste biedt een iets meer vereenvoudigde methodologie dan de meeste bestaande technische referenties. Vereenvoudigingen komen op zulke momenten tot stand:

Het warmteverlies tijdens verwarming van de buiswanden door het daarin getransporteerde medium is verwaarloosbaar in vergelijking met de verliezen die verloren gaan in de buitenste isolatielaag. Om deze reden kunnen ze worden genegeerd.
De overgrote meerderheid van alle proces- en netwerkpijpleidingen zijn gemaakt van staal, de weerstand tegen warmteoverdracht is extreem laag. Vooral in vergelijking met dezelfde indicator van isolatie

Daarom wordt aanbevolen om geen rekening te houden met de weerstand tegen warmteoverdracht van de metalen wand van de buis.

Thermische berekening van het warmtenet

Voor thermische berekening nemen we de volgende gegevens:

· temperatuur van water in de toevoerleiding 85 °C;

· temperatuur van water in de retourleiding 65 °C;

· gemiddelde luchttemperatuur voor de stookperiode van de Republiek Moldavië +0,6 °C;

Bereken de verliezen van ongeïsoleerde leidingen. Met behulp van een nomogram kan een geschatte bepaling van warmteverliezen per 1 m van een ongeïsoleerde leiding, afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de leidingwand en de omgevingslucht, worden gemaakt. De waarde van het warmteverlies, bepaald door het nomogram, wordt vermenigvuldigd met de correctiefactoren:

waar: een - correctiefactor rekening houdend met het temperatuurverschil, een=0,91;

B is de correctie voor straling, voor D=45 mm en D=76mm B=1.07, en voor D=133 mm B=1,08;

ik — pijpleidinglengte, m.

Warmteverliezen van 1 m ongeïsoleerde leiding, bepaald door het nomogram:

voor D=133 mm Q_naam=500 W/m²; voor D=76mm Q_naam=350 W/m; voor D=45mm Q_naam= 250 W/m.

Aangezien warmteverliezen zowel aan de aanvoer- als aan de retourleiding zullen plaatsvinden, moeten de warmteverliezen worden vermenigvuldigd met 2:

kW.

Voor warmteverlies van ophangsteunen, enz. 10% wordt toegevoegd aan de warmteverliezen van de meest ongeïsoleerde leiding.

kW.

Normatieve waarden van gemiddelde jaarlijkse warmteverliezen voor een warmtenet tijdens bovengrondse aanleg worden bepaald door de volgende formules:

waarbij: , - maatgevend gemiddelde jaarlijkse warmteverliezen van respectievelijk de aanvoer- en retourleidingen van de bovengrondse aanlegsecties, W;

, - normatieve waarden van specifieke warmteverliezen van tweepijpswaterverwarmingsnetwerken, respectievelijk van de toevoer- en retourleidingen voor elke buisdiameter voor bovengrondse aanleg, W / m, bepaald door;

ik - de lengte van het gedeelte van het verwarmingsnetwerk, gekenmerkt door dezelfde diameter van pijpleidingen en type pakking, m;

— coëfficiënt van lokale warmteverliezen, rekening houdend met de warmteverliezen van fittingen, steunen en compensatoren. De waarde van de coëfficiënt in overeenstemming met wordt genomen voor bovengrondse plaatsing 1,25.

De berekening van warmteverliezen van geïsoleerde waterleidingen is samengevat in tabel 3.4.

Tabel 3.4 - Berekening van warmteverliezen van geïsoleerde waterleidingen

dн, mm	, W/m	, W/m	ik, mijn	,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

Het gemiddelde jaarlijkse warmteverlies van het geïsoleerde warmtenet zal 49,12 kW/jaar bedragen.

Om de effectiviteit van een isolerende structuur te evalueren, wordt vaak een indicator gebruikt die de isolatie-efficiëntiefactor wordt genoemd:

waar Q_G ,Q_en - warmteverliezen van ongeïsoleerde en geïsoleerde leidingen, W.

Isolatie-efficiëntiefactor:

Methode voor het berekenen van een enkellaags warmte-isolerende structuur

De basisformule voor het berekenen van de thermische isolatie van pijpleidingen toont de relatie tussen de grootte van de warmtestroom van de bestaande pijp, bedekt met een isolatielaag, en de dikte ervan. De formule wordt toegepast als de buisdiameter kleiner is dan 2 m:

De formule voor het berekenen van de thermische isolatie van leidingen.

ln B = 2πλ [K(tt - tо) / qL - Rn]

In deze formule:

λ is de thermische geleidbaarheid van de isolatie, W/(m ⁰C);
K is de dimensieloze coëfficiënt van extra warmteverlies door bevestigingsmiddelen of steunen, sommige waarden van K kunnen worden ontleend aan tabel 1;
t is de temperatuur in graden van het getransporteerde medium of koelmiddel;
to is de buitenluchttemperatuur, ⁰C;
qL is de waarde van de warmtestroom, W/m2;
Rn - weerstand tegen warmteoverdracht op het buitenoppervlak van de isolatie, (m2 ⁰C) / W.

tafel 1

voorwaarden voor het leggen van pijpen	De waarde van de coëfficiënt K
Stalen pijpleidingen open langs de straat, langs kanalen, tunnels, openlijk binnenshuis op glijdende steunen met een nominale diameter tot 150 mm.	1.2
Stalen pijpleidingen open langs de straat, langs kanalen, tunnels, openlijk binnenshuis op glijdende steunen met een nominale diameter van 150 mm of meer.	1.15
Stalen pijpleidingen openlijk langs de straat, langs kanalen, tunnels, openlijk in kamers op hangende steunen.	1.05
Niet-metalen pijpleidingen gelegd op ophanging of glijdende steunen.	1.7
Kanaalloze legmethode.	1.15

De waarde van de thermische geleidbaarheid van de isolatie λ is een referentie, afhankelijk van het gekozen thermische isolatiemateriaal. Aanbevolen wordt om de temperatuur van het getransporteerde medium t als het gemiddelde over het jaar te nemen en de buitenlucht t als het gemiddelde jaar.Als de geïsoleerde pijpleiding binnenshuis loopt, wordt de omgevingstemperatuur bepaald door de ontwerpspecificatie en bij afwezigheid wordt aangenomen dat deze +20 ° C is. De index van weerstand tegen warmteoverdracht op het oppervlak van de warmte-isolerende structuur Rn voor legomstandigheden langs de straat kan worden ontleend aan tabel 2.

tafel 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 C	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

Let op: de waarde van Rн bij tussenliggende waarden van de koelvloeistoftemperatuur wordt berekend door interpolatie. Als de temperatuurindex lager is dan 100 ⁰C, wordt de Rn-waarde genomen als voor 100 ⁰C.

Indicator B moet afzonderlijk worden berekend:

Tabel met warmteverliezen voor verschillende diktes van leidingen en thermische isolatie.

B = (dout + 2δ) / dochter, hier:

diz is de buitendiameter van de warmte-isolerende structuur, m;
dtr is de buitendiameter van de beschermde leiding, m;
δ is de dikte van de warmte-isolerende structuur, m.

De berekening van de dikte van de pijpleidingisolatie begint met het bepalen van de ln B-index, waarbij in de formule de waarden van de buitendiameters van de buis en de warmte-isolerende structuur worden vervangen, evenals de laagdikte, waarna de ln De parameter B wordt gevonden in de tabel met natuurlijke logaritmen en wordt samen met de genormaliseerde warmtefluxindex qL in de hoofdformule gesubstitueerd en maakt een berekening. Dat wil zeggen, de dikte van de thermische isolatie van de pijpleiding moet zodanig zijn dat de rechter en linker delen van de vergelijking identiek worden. Deze diktewaarde moet worden genomen voor verdere ontwikkeling.

De overwogen berekeningsmethode wordt toegepast op leidingen met een diameter van minder dan 2 m. Voor leidingen met een grotere diameter is de isolatieberekening iets eenvoudiger en wordt deze zowel voor een vlak oppervlak als met een andere formule uitgevoerd:

δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]

In deze formule:

δ is de dikte van de warmte-isolerende structuur, m;
qF is de waarde van de genormaliseerde warmtestroom, W/m2;
andere parameters zijn hetzelfde als in de berekeningsformule voor een cilindrisch oppervlak.

Methode voor het berekenen van een meerlaagse warmte-isolerende structuur

Isolatietafel voor koperen en stalen buizen.

Sommige getransporteerde media hebben een voldoende hoge temperatuur, die vrijwel ongewijzigd wordt overgebracht naar het buitenoppervlak van de metalen buis. Bij het kiezen van een materiaal voor thermische isolatie van een dergelijk object worden ze geconfronteerd met een dergelijk probleem: niet elk materiaal is bestand tegen hoge temperaturen, bijvoorbeeld 500-600⁰C. Producten die in contact kunnen komen met een dergelijk heet oppervlak, hebben op hun beurt niet voldoende hoge thermische isolatie-eigenschappen en de dikte van de structuur zal onaanvaardbaar groot blijken te zijn. De oplossing is om twee lagen van verschillende materialen te gebruiken, die elk hun eigen functie vervullen: de eerste laag beschermt het hete oppervlak tegen de tweede en de laatste beschermt de pijpleiding tegen de effecten van lage buitentemperaturen. De belangrijkste voorwaarde voor een dergelijke thermische bescherming is dat de temperatuur aan de grens van de lagen t1,2 acceptabel is voor het materiaal van de buitenste isolerende coating.

Om de dikte van de isolatie van de eerste laag te berekenen, wordt de hierboven reeds gegeven formule gebruikt:

δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]

De tweede laag wordt berekend volgens dezelfde formule, waarbij de temperatuur op de grens van twee warmte-isolerende lagen t1,2 wordt vervangen door de oppervlaktetemperatuur van de pijpleiding tт. Om de dikte van de eerste isolatielaag te berekenen voor cilindrische oppervlakken van buizen met een diameter van minder dan 2 m, wordt een formule van hetzelfde type gebruikt als voor een enkellaagse structuur:

ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]

Door de waarde van verwarming van de grens van twee lagen t1,2 en de genormaliseerde waarde van de warmtefluxdichtheid qL in plaats van de omgevingstemperatuur te vervangen, wordt de waarde van ln B1 gevonden. Na het bepalen van de numerieke waarde van de parameter B1 door middel van een tabel met natuurlijke logaritmen, wordt de dikte van de eerste laagisolatie berekend met behulp van de formule:

Gegevens voor berekening van thermische isolatie.

δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2

De berekening van de dikte van de tweede laag wordt uitgevoerd met dezelfde vergelijking, alleen werkt nu de temperatuur van de grens van twee lagen t1,2 in plaats van de temperatuur van het koelmiddel tt:

ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]

Berekeningen worden op een vergelijkbare manier gemaakt en de dikte van de tweede warmte-isolerende laag wordt berekend met dezelfde formule:

δ2 = dout2 (B2 - 1) / 2

Het is erg moeilijk om dergelijke complexe berekeningen handmatig uit te voeren en er gaat veel tijd verloren, omdat de diameters gedurende het hele pijpleidingtraject meerdere keren kunnen veranderen. Om arbeidskosten en tijd te besparen voor het berekenen van de isolatiedikte van technologische en netwerkpijpleidingen, wordt daarom aanbevolen om een pc en gespecialiseerde software te gebruiken. Als er geen is, kan het berekeningsalgoritme worden ingevoerd in het Microsoft Excel-programma, terwijl snel en succesvol resultaten worden verkregen.