5. Основные требования к размерам непроходных каналов
-
Диаметр условного прохода, мм
Расстояние от поверхности изоляции, мм, не менее
до стенки канала
до смежного трубопровода
до перекрытия канала
до дна канала
25...80
70
100
50
100
100...250
80
140
50
150
300...350
100
160
70
150
Падение температуры теплоносителя – воды (°С) на участке трубопровода длиной l (м) находят из уравнения
, (75)
где β — коэффициент к длине трубопровода, учитывающий потери теплоты изолированными компенсаторами, фланцевыми соединениями, арматурой, равный 1,2; Qm — расход теплоносителя, кг/ч.
Пример 2. Для двухтрубной водяной тепловой сети, рассмотренной в примере 1, проложенной в непроходном бетонном канале, определить экономически целесообразную толщину теплоизоляции, выполненной из минераловатных плит на синтетическом связующем, марки 75, удельные потери теплоты трубопроводами и падение температуры по длине трассы. Наружный диаметр обеих труб 133 мм. Глубина заложения осей труб h = 1,5 м. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе 65 ºС, в обратном –50 °С. Температура грунта на глубине прокладки труб 5 °С. Теплопроводность грунта λгр = 1,75 Вт/(м • °С).
Решение. Задаемся толщиной изоляции 30 мм и определяем ее сопротивление теплопроводности по формуле (64), предварительно подсчитав наружный диаметр изоляции dн.и = 0,133 + 2•0,03 = 0,193 м и теплопроводность по данным приложения 8:
для подающего трубопровода при λи = 0,043 + 0,00022(65 + 40)/2 = 0,055 Вт/(м•°С)
м·ºС/Вт.
Рис. 5. К примеру теплового расчета сети.
для обратного трубопровода при λи = 0,043 + 0,00022(50 + 40)/2 = 0,053 Вт/(м • °С)
м
· ºС/Вт.
Учитывая конструктивные требования к непроходному каналу (см. табл. 5) определим его размеры, если толщина стенок 70 мм (рис. 5).
Эквивалентные наружный и внутренний диаметры канала находим по формуле(68):
м;
м.
Сопротивление теплоотдаче от воздуха канала к его внутренней поверхности определяем по формуле (66)
Rв.п = 1/(3,14 • 0,51 • 11,6) = 0,054 м • °С/Вт.
Тепловое сопротивление стенок канала [при λст = 1,86 Вт/(м • ºС) для бетона во влажных условиях эксплуатации] находим по формуле (67)
м
· ºС/Вт.
Так как отношение h/dэ.н = 1,5/0,66 > 2, то тепловое сопротивление грунта находим по формуле (69)
м
· ºС/Вт.
Тепловое сопротивление канала определяем по формуле (65)
Rк = 0,054 + 0,022 + 0,2 = 0,276 м • ºС/Вт.
Общее тепловое сопротивление:
подающего трубопровода
R1 = 1,08 + 0,276 = 1,356 м • °С/Вт;
обратного трубопровода
R2 = 1,12 + 0,276 =1,396 м • °С/Вт.
Поскольку теплопровод двухтрубный, требуется определить дополнительное сопротивление по формуле (71):
м
· ºС/Вт.
Температуру воздуха в канале находим по формуле (74)
ºС.
По формулам (72) и (73) определяем удельную потерю теплоты:
подающим трубопроводом
Вт/м;
обратным трубопроводом
Вт/м.
Эти значения теплопотерь ниже норм для данного диаметра труб, приведенных в таблице 4. Можно было бы уменьшить толщину изоляции, но теплоизоляционные плиты из минеральной ваты на связке толщиной менее 30 мм не изготовляются. Следовательно, толщина тепловой изоляции выбрана верно.
Падение температуры теплоносителя на длине трассы в подающем теплопроводе определим по формуле (75)
ºС.