Alegerea unui încălzitor
Principalul motiv pentru înghețarea conductelor este rata de circulație insuficientă a purtătorului de energie. În acest caz, la temperaturi ale aerului sub zero, poate începe procesul de cristalizare a lichidului. Prin urmare, izolarea termică de înaltă calitate a țevilor este vitală.
Din fericire, generația noastră este incredibil de norocoasă. În trecutul recent, izolarea conductelor a fost realizată folosind o singură tehnologie, deoarece a existat o singură izolație - vată de sticlă. Producătorii moderni de materiale termoizolante oferă pur și simplu cea mai largă selecție de izolații pentru țevi, care diferă ca compoziție, caracteristici și metodă de aplicare.
Nu este în întregime corect să le comparăm între ele și cu atât mai mult să spunem că una dintre ele este cea mai bună. Deci, să ne uităm doar la tipurile de materiale de izolație a țevilor.
După sfera de aplicare:
- pentru conducte de alimentare cu apă rece și caldă, conducte de abur ale sistemelor de încălzire centrală, diverse echipamente tehnice;
- pentru sistemele de canalizare și sistemele de drenaj;
- pentru conductele sistemelor de ventilație și echipamentelor de congelare.
În aparență, ceea ce, în principiu, explică imediat tehnologia de utilizare a încălzitoarelor:
- rulou;
- cu frunze;
- carcasă;
- turnare;
- combinate (aceasta se referă deja la metoda de izolare a conductelor).
Principalele cerințe pentru materialele din care este realizată izolația țevilor sunt conductivitatea termică scăzută și rezistența bună la foc.
Următoarele materiale corespund acestor criterii importante:
Vata minerala. Cel mai adesea vândut sub formă de rulouri. Potrivit pentru izolarea conductelor cu lichid de răcire la temperatură ridicată. Cu toate acestea, dacă vata minerală este folosită pentru izolarea țevilor în volume mari, atunci această opțiune nu va fi foarte profitabilă în ceea ce privește economiile. Izolarea termică cu vată minerală se realizează prin înfăşurare, urmată de fixarea acesteia cu sfoară sintetică sau sârmă de oţel inoxidabil.
În fotografie, o conductă izolată cu vată minerală
Poate fi folosit atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate. Potrivit pentru conducte din oțel, metal-plastic și alte polimeri. O altă caracteristică pozitivă este că polistirenul expandat are o formă cilindrică, iar diametrul său interior poate fi selectat pentru a se potrivi cu dimensiunea oricărei țevi.
Penoizol. După caracteristicile sale, este strâns legat de materialul anterior. Cu toate acestea, metoda de instalare a penoizolului este complet diferită - aplicarea acestuia necesită o instalare specială de pulverizare, deoarece este un amestec lichid component. După ce penoizolul se întărește, în jurul țevii se formează o înveliș etanș, care aproape că nu permite căldurii să treacă. Avantajul aici este și lipsa de prindere suplimentară.
Penoizol în acțiune
Spumă folie. Cea mai recentă dezvoltare în domeniul materialelor de izolare, dar și-a câștigat deja fanii printre cetățenii ruși. Penofol constă din folie de aluminiu lustruită și un strat de spumă de polietilenă.
Un astfel de design cu două straturi nu numai că reține căldura, ci chiar acționează ca un fel de încălzitor! După cum știți, folia are proprietăți de reflectare a căldurii, ceea ce vă permite să acumulați și să reflectați căldura pe suprafața izolată (în cazul nostru, aceasta este o conductă).
În plus, folie de penofol este prietenoasă cu mediul, ușor inflamabilă, rezistentă la temperaturi extreme și umiditate ridicată.
După cum puteți vedea, există o mulțime de materiale! Există multe cu care să alegeți cum să izolați țevile. Dar atunci când alegeți, nu uitați să țineți cont de caracteristicile mediului, de caracteristicile izolației și de ușurința sa de instalare. Ei bine, nu ar strica să calculați izolația termică a țevilor pentru a face totul corect și fiabil.
Pozarea izolației
Calculul izolației depinde de așezarea utilizată. Poate fi extern sau intern.
Izolarea exterioară este recomandată pentru a proteja sistemele de încălzire. Se aplică de-a lungul diametrului exterior, oferă protecție împotriva pierderilor de căldură, apariției urmelor de coroziune. Pentru a determina volumul materialului, este suficient să calculați suprafața țevii.
Izolația termică menține temperatura în conductă, indiferent de impactul asupra acesteia al condițiilor de mediu.
Pozarea interioară este utilizată pentru instalații sanitare.
Protejează perfect împotriva coroziunii chimice, previne pierderile de căldură din căile de apă caldă. De obicei, acesta este un material de acoperire sub formă de lacuri, mortare speciale de ciment-nisip. Alegerea materialului se poate face si in functie de garnitura care se va folosi.
Așezarea canalelor este cel mai adesea solicitată. Pentru aceasta, sunt amenajate preliminar canale speciale, iar piesele sunt plasate în ele. Metoda de așezare fără canale este mai puțin utilizată, deoarece este nevoie de echipamente speciale și experiență pentru a efectua lucrările.Metoda este utilizată atunci când nu este posibilă efectuarea lucrărilor de șanțuri.
Instalarea izolației
Calculul cantității de izolație depinde în mare măsură de metoda de aplicare a acesteia. Depinde de locul de aplicare - pentru un strat izolator intern sau extern.
Puteți să o faceți singur sau să utilizați programul - un calculator pentru calcularea izolației termice a conductelor. Acoperirea pe suprafața exterioară este utilizată pentru conductele de apă caldă la temperaturi ridicate pentru a o proteja de coroziune. Calculul cu această metodă se reduce la determinarea suprafeței exterioare a sistemului de alimentare cu apă, pentru a determina necesarul pe metru liniar de țeavă.
Pentru conductele pentru rețeaua de apă se utilizează izolație interioară. Scopul său principal este de a proteja metalul împotriva coroziunii. Se folosește sub formă de lacuri speciale sau compoziție de ciment-nisip cu un strat de câțiva mm grosime.
Alegerea materialului depinde de metoda de așezare - canal sau fără canal. În primul caz, tăvile de beton sunt plasate în partea inferioară a șanțului deschis pentru plasare. Jgheaburile rezultate sunt închise cu capace de beton, după care canalul este umplut cu pământ excavat anterior.
Așezarea fără canale este utilizată atunci când nu este posibilă săparea unei magistrale de încălzire.
Acest lucru necesită echipament special de inginerie. Calcularea volumului izolației termice a conductelor în calculatoarele online este un instrument destul de precis, care vă permite să calculați cantitatea de materiale fără a vă juca formule complexe. Ratele de consum de materiale sunt date în SNiP relevant.
Publicat: 29 decembrie 2017
(4 evaluări, medie: 5,00 din 5) Se încarcă...
- Data: 15-04-2015Vizualizari: 139Comentarii: Evaluare: 26
Calculul corect al izolației termice a conductei poate crește semnificativ durata de viață a conductelor și poate reduce pierderile de căldură ale acestora.
Cu toate acestea, pentru a nu face greșeli în calcule, este important să țineți cont chiar și de nuanțe minore.
Izolarea termică a conductelor previne formarea condensului, reduce schimbul de căldură al conductelor cu mediul și asigură operabilitatea comunicațiilor.
Opțiuni de izolare a conductelor
În cele din urmă, luați în considerare trei moduri eficiente de izolare termică a conductelor.
Poate că unul dintre ele vă va atrage:
- Izolatie cu cablu incalzitor. Pe lângă metodele tradiționale de izolare, există o astfel de metodă alternativă. Utilizarea unui cablu este foarte convenabilă și productivă, având în vedere că este nevoie de doar șase luni pentru a proteja conducta de îngheț. În cazul țevilor de încălzire cu cablu, există o economie semnificativă de efort și bani care ar trebui cheltuiți pe lucrări de teren, material de izolare și alte puncte. Instructiunile de utilizare permit amplasarea cablului atat in exteriorul conductelor cat si in interiorul acestora.
Izolatie termica suplimentara cu cablu incalzitor
- Încălzirea aerului.Eroarea sistemelor moderne de termoizolație este aceasta: adesea nu se ia în considerare faptul că înghețarea solului are loc conform principiului „de sus în jos”. Fluxul de căldură care vine din adâncurile pământului tinde spre procesul de îngheț. Dar, deoarece izolarea se realizează pe toate părțile conductei, se dovedește că o voi izola și de căldura în creștere. Prin urmare, este mai rațional să montați un încălzitor sub formă de umbrelă peste țevi. În acest caz, stratul de aer va fi un fel de acumulator de căldură.
- „Țeavă într-o țeavă”. Aici, o altă țeavă este așezată în țevi de polipropilenă. Care sunt avantajele acestei metode? În primul rând, plusurile includ faptul că conducta poate fi încălzită în orice caz. În plus, încălzirea este posibilă cu un dispozitiv de aspirare a aerului cald. Și în situații de urgență, puteți întinde rapid furtunul de urgență, prevenind astfel toate punctele negative.
Izolație țeavă în țeavă
Calculul volumului de izolație a conductei și așezarea materialului
- Tipuri de materiale izolante Pozarea izolației Calculul materialelor izolatoare pentru conducte Eliminarea defectelor de izolație
Izolarea conductelor este necesară pentru a reduce semnificativ pierderile de căldură.
Este necesar un calcul preliminar al volumului izolației conductei. Acest lucru va permite nu numai optimizarea costurilor, ci și asigurarea executării competente a lucrărilor, menținând conductele în stare corespunzătoare. Materialul selectat corespunzător poate preveni coroziunea, îmbunătăți izolarea termică.
Schema de izolare a conductelor.
Astăzi, diferite tipuri de acoperiri pot fi folosite pentru a proteja șinele. Dar este necesar să se ia în considerare exact cum și unde vor avea loc comunicările.
Pentru conductele de apă, două tipuri de protecție pot fi utilizate simultan - acoperire interioară și externă. Pentru traseele de încălzire se recomandă utilizarea vată minerală sau vată de sticlă, iar pentru cele industriale, achiziționarea de spumă poliuretanică. Calculele sunt efectuate prin diferite metode, totul depinde de tipul de acoperire ales.
Caracteristici ale aşezării reţelei şi metodologie de calcul normativ
Efectuarea calculelor pentru determinarea grosimii stratului termoizolant al suprafețelor cilindrice este un proces destul de laborios și complex.
Dacă nu sunteți pregătit să-l încredințați specialiștilor, ar trebui să vă aprovizionați cu atenție și răbdare pentru a obține rezultatul potrivit. Cel mai obișnuit mod de a calcula izolația termică a țevilor este de a calcula în funcție de indicatorii normalizați ai pierderilor de căldură
Faptul este că SNiP a stabilit valorile pierderilor de căldură prin conducte de diferite diametre și cu diferite metode de așezare a acestora:
Schema de izolare a conductelor.
- drum deschis pe stradă;
- deschis într-o cameră sau tunel;
- cale fără canal;
- pe canale impracticabile.
Esența calculului este selecția materialului termoizolant și grosimea acestuia, astfel încât cantitatea de pierdere de căldură să nu depășească valorile prescrise în SNiP. Metodologia de calcul este reglementată și de documente de reglementare, și anume de Codul de Reguli relevant. Acesta din urmă oferă o metodologie puțin mai simplificată decât majoritatea referințelor tehnice existente. Simplificarile se incheie in astfel de momente:
Pierderile de caldura in timpul incalzirii peretilor conductei de catre mediul transportat in aceasta sunt neglijabile in comparatie cu pierderile care se pierd in stratul exterior de izolatie. Din acest motiv, li se permite să fie ignorate.
Marea majoritate a tuturor conductelor de proces și de rețea sunt realizate din oțel, rezistența acestuia la transferul de căldură este extrem de scăzută. Mai ales în comparație cu același indicator de izolație
Prin urmare, se recomandă să nu se țină seama de rezistența la transferul de căldură a peretelui metalic al țevii.
Calculul termic al rețelei termice
Pentru calculul termic vom lua următoarele date:
· temperatura apei în conducta de alimentare 85 °C;
· temperatura apei în conducta de retur 65 оС;
· temperatura medie a aerului pentru perioada de încălzire a Republicii Moldova +0,6 °C;
Calculați pierderile conductelor neizolate. O determinare aproximativă a pierderilor de căldură pe 1 m al unei conducte neizolate, în funcție de diferența de temperatură dintre peretele conductei și aerul ambiant, se poate face folosind o nomogramă. Valoarea pierderii de căldură, determinată de nomogramă, se înmulțește cu factorii de corecție:
Unde: A - factor de corecție ținând cont de diferența de temperatură, A=0,91;
b este corecția pentru radiații, pentru d=45 mm și d= 76 mm b=1,07 și pentru d=133 mm b=1,08;
l — lungimea conductei, m.
Pierderi de căldură 1 m conductă neizolată, determinate de nomogramă:
pentru d=133 mm Qnom=500W/m; pentru d= 76 mm Qnom=350 W/m; pentru d= 45 mm Qnom=250 W/m.
Având în vedere că pierderile de căldură vor fi atât pe conductele de alimentare, cât și pe retur, pierderile de căldură trebuie înmulțite cu 2:
kW.
Pentru pierderea de căldură a suporturilor de suspensie etc. La pierderile de căldură ale celei mai neizolate conducte se adaugă 10%.
kW.
Valorile normative ale pierderilor medii anuale de căldură pentru o rețea de căldură în timpul așezării supraterane sunt determinate de următoarele formule:
unde: , - pierderile de caldura medii anuale normative, respectiv, ale conductelor de alimentare si retur a sectiilor de pozare supraterane, W;
, - valorile normative ale pierderilor de căldură specifice ale rețelelor de încălzire a apei cu două conducte, respectiv, ale conductelor de alimentare și retur pentru fiecare diametru de conductă pentru pozarea supraterană, W/m, determinate de;
l - lungimea secțiunii rețelei de încălzire, caracterizată prin același diametru al conductelor și tip de garnitură, m;
— coeficientul pierderilor locale de căldură, ținând cont de pierderile de căldură ale armăturilor, suporturilor și compensatoarelor. Valoarea coeficientului în conformitate cu se ia pentru pozarea supraterană 1.25.
Calculul pierderilor de căldură ale conductelor de apă izolate este rezumat în Tabelul 3.4.
Tabel 3.4 - Calculul pierderilor de căldură ale conductelor de apă izolate
|
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 |
Pierderea medie anuală de căldură a rețelei izolate de încălzire va fi de 49,12 kW/an.
Pentru a evalua eficiența unei structuri izolatoare, este adesea folosit un indicator numit factor de eficiență a izolației:
Unde QG ,Qși - pierderile de căldură ale conductelor neizolate și izolate, W.
Factorul de eficiență a izolației:
Metodă de calcul al unei structuri termoizolante cu un singur strat
Formula de bază pentru calcularea izolației termice a conductelor arată relația dintre mărimea fluxului de căldură din conducta existentă, acoperită cu un strat de izolație, și grosimea acesteia. Formula se aplică dacă diametrul conductei este mai mic de 2 m:
Formula de calcul a izolației termice a conductelor.
ln B = 2πλ [K(tt - tо) / qL - Rn]
In aceasta formula:
- λ este conductivitatea termică a izolației, W/(m ⁰C);
- K este coeficientul adimensional al pierderii suplimentare de căldură prin elemente de fixare sau suporturi, unele valori ale lui K pot fi luate din Tabelul 1;
- t este temperatura în grade a mediului transportat sau a lichidului de răcire;
- to este temperatura aerului exterior, ⁰C;
- qL este valoarea fluxului de căldură, W/m2;
- Rn - rezistența la transferul de căldură pe suprafața exterioară a izolației, (m2 ⁰C) / W.
tabelul 1
| condiţiile de aşezare a conductelor | Valoarea coeficientului K |
| Conducte de oțel deschis de-a lungul străzii, de-a lungul canalelor, tunelurilor, deschis în interior pe suporturi glisante cu un diametru nominal de până la 150 mm. | 1.2 |
| Conducte de oțel deschis de-a lungul străzii, de-a lungul canalelor, tunelurilor, deschis în interior pe suporturi glisante cu un diametru nominal de 150 mm sau mai mult. | 1.15 |
| Conducte de oțel deschis de-a lungul străzii, de-a lungul canalelor, tunelurilor, deschis în încăperi pe suporturi suspendate. | 1.05 |
| Conducte nemetalice așezate pe suporturi suspendate sau glisante. | 1.7 |
| Metoda de așezare fără canale. | 1.15 |
Valoarea conductivității termice a izolației λ este o referință, în funcție de materialul termoizolant selectat. Temperatura mediului transportat t se recomanda a fi luata ca medie pe parcursul anului, iar aerul exterior t ca medie anuala.Dacă conducta izolată rulează în interior, atunci temperatura ambientală este stabilită de specificația de proiectare și, în absența acesteia, se presupune că este de +20°C. Indicele de rezistență la transferul de căldură pe suprafața structurii termoizolante Rn pentru condițiile de așezare de-a lungul străzii poate fi luat din tabelul 2.
masa 2
| Rn, (m2⁰C)/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 |
Notă: valoarea Rн la valorile intermediare ale temperaturii lichidului de răcire se calculează prin interpolare. Dacă indicele de temperatură este sub 100 ⁰C, valoarea Rn este luată ca pentru 100 ⁰C.
Indicatorul B trebuie calculat separat:
Tabel de pierderi de căldură pentru diferite grosimi de țevi și izolație termică.
B = (dout + 2δ) / dtr, aici:
- diz este diametrul exterior al structurii termoizolante, m;
- dtr este diametrul exterior al conductei protejate, m;
- δ este grosimea structurii termoizolante, m.
Calculul grosimii izolației conductei începe cu determinarea indicelui ln B, înlocuind în formulă valorile diametrelor exterioare ale conductei și ale structurii termoizolante, precum și grosimii stratului, după care ln Parametrul B se găsește din tabelul de logaritmi naturali.Se înlocuiește în formula principală împreună cu indicele de flux de căldură normalizat qL și se face un calcul. Adică, grosimea izolației termice a conductei ar trebui să fie astfel încât părțile din dreapta și din stânga ecuației să devină identice. Această valoare a grosimii ar trebui luată pentru dezvoltare ulterioară.
Metoda de calcul considerată aplicată conductelor cu diametrul mai mic de 2 m. Pentru conductele cu diametru mai mare, calculul izolației este oarecum mai simplu și se efectuează atât pentru o suprafață plană, cât și folosind o formulă diferită:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
In aceasta formula:
- δ este grosimea structurii termoizolante, m;
- qF este valoarea fluxului de căldură normalizat, W/m2;
- alți parametri sunt aceiași ca în formula de calcul pentru o suprafață cilindrică.
Metoda de calcul a unei structuri termoizolante multistrat
Masa de izolare pentru tevi de cupru si otel.
Unele medii transportate au o temperatură suficient de ridicată, care este transferată pe suprafața exterioară a țevii metalice aproape neschimbată. Atunci când aleg un material pentru izolarea termică a unui astfel de obiect, se confruntă cu o astfel de problemă: nu orice material este capabil să reziste la temperaturi ridicate, de exemplu, 500-600⁰C. Produsele capabile să intre în contact cu o astfel de suprafață fierbinte, la rândul lor, nu au proprietăți de izolare termică suficient de ridicate, iar grosimea structurii se va dovedi a fi inacceptabil de mare. Soluția constă în folosirea a două straturi de materiale diferite, fiecare îndeplinește propria sa funcție: primul strat protejează suprafața fierbinte de al doilea, iar cel din urmă protejează conducta de efectele temperaturilor scăzute exterioare. Condiția principală pentru o astfel de protecție termică este ca temperatura la limita straturilor t1,2 să fie acceptabilă pentru materialul acoperirii izolatoare exterioare.
Pentru a calcula grosimea izolației primului strat, se utilizează formula deja prezentată mai sus:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
Al doilea strat se calculează după aceeași formulă, înlocuind temperatura la limita a două straturi termoizolante t1,2 în locul temperaturii suprafeței conductei tт. Pentru a calcula grosimea primului strat de izolație pentru suprafețele cilindrice ale țevilor cu un diametru mai mic de 2 m, se utilizează o formulă de același tip ca și pentru o structură cu un singur strat:
ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]
Înlocuind valoarea de încălzire a limitei a două straturi t1,2 și valoarea normalizată a densității fluxului de căldură qL în locul temperaturii ambiante, se găsește valoarea lui ln B1. După determinarea valorii numerice a parametrului B1 printr-un tabel de logaritmi naturali, grosimea primului strat de izolație se calculează folosind formula:
Date pentru calculul izolației termice.
δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2
Calculul grosimii celui de-al doilea strat se realizează folosind aceeași ecuație, doar că acum temperatura limitei a două straturi t1,2 acționează în locul temperaturii lichidului de răcire tt:
ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]
Calculele se fac într-un mod similar, iar grosimea celui de-al doilea strat termoizolant este calculată folosind aceeași formulă:
δ2 = dout2 (B2 - 1) / 2
Este foarte dificil să efectuați manual astfel de calcule complexe și se pierde mult timp, deoarece pe întregul traseu al conductei, diametrele acesteia se pot schimba de mai multe ori. Prin urmare, pentru a economisi costurile cu forța de muncă și timp pentru calcularea grosimii de izolație a conductelor tehnologice și de rețea, se recomandă utilizarea unui computer personal și a unui software specializat. Dacă nu există, algoritmul de calcul poate fi introdus în programul Microsoft Excel, obținându-se rapid și cu succes rezultate.
