Як зробити розрахунок теплової ізоляції трубопроводів?
Правильно вироблений розрахунок теплової ізоляції трубопроводу дозволяє істотно збільшити термін експлуатації труб і зменшити їх тепловтрати. Однак для того щоб не помилитися в підрахунках, важливо враховувати навіть незначні нюанси.
Види розрахунків теплоізоляції
Розрахувати значення теплової ізоляції трубопроводу можна двома способами:
- За допомогою онлайн-калькуляторів. В цьому випадку користувачеві пропонується ввести відомі значення, такі як діаметр труб і протяжність ділянки, а програма розрахує інші значення самостійно. Єдиний мінус - високий відсоток похибки даного розрахунку, адже отримане значення є усередненими, без урахування геологічних особливостей досліджуваної території.
- За допомогою математичних формул. Для того щоб розрахувати ізоляцію трубопроводу вручну, доцільніше буде звернутися за допомогою до професійних інженерам, які зроблять весь розрахунок протягом декількох годин.
У тому випадку, якщо було прийнято рішення виконати прорахунки самостійно, враховувати необхідно наступні фактори:
- середню температуру трубопроводу;
- середньорічну температуру навколишнього середовища;
- теплопровідність матеріалу - утеплювача і його стійкість до деформації;
- вага вишележащего шару грунту.
Зібравши всі необхідні дані, можна приступати безпосередньо до розрахунку, що складається всього з однієї формули: Q = 2п * Л * L * (Tвн- Tнар) / Ln (D / d).
Отриманий після розрахунку показник Q - це можливі тепловтрати системи. Для того щоб забезпечити оптимальний рівень ізоляції трубопроводу, цей показник збільшується на 50%, що становить запас в 1,5 - 2 рази і дозволяє системі трубопроводу працювати без втрат.
У розрахунковій формулі існує і ряд статистичних значень, які сміливо можна брати з інженерного довідника. Серед них - число П, рівне 3,14, а також коефіцієнт теплопровідності, який дорівнює 0,04 Вт / м20З і часто позначається як Л.
Всі інші дані є динамічними і безпосередньо залежать від особливостей проектованого трубопроводу. До них можна віднести потенційну довжину труби L, зазначену в метрах- внутрішній (d) і зовнішній (D) діаметри труб, а також температуру навколишнього середовища (Tнар ) І ту, яка буде спостерігатися всередині трубопроводу (Tвн ).
Слід памятати і про те, що такий прорахунок повинен проводитися заздалегідь, до того, як всі складові придбані і готові бути введеними в експлуатацію.
Можливі варіанти ізоляції
Провівши необхідний розрахунок і визначившись з варіантом теплоізоляції, можна вибирати альтернативний варіант, який робить систему більш ефективною.
Найбільш ефективний варіант забезпечення теплової ізоляції трубопроводу - це застосування обігрівального кабелю (рис. 1).
Залежно від конструктивних особливостей проектованого трубопроводу такий кабель можна розмістити як всередині труби, так і зовні, істотно заощадивши кошти на утеплювачі.
Примітний і той фактор, що обігрів трубопроводу необхідний виключно в холодну пору року. В інші періоди можна обійтися і без нього, економлячи на спожитої електроенергії.
Наступний альтернативний метод можна назвати частиною основного розрахунку, який робиться ще в процесі проектування системи. Вся справа в тому, що грунт завжди промерзає за принципом зверху вниз, утворюючи на глибині своєрідну подушку з теплого повітря, який, за законами фізики, прагне піднятися вгору. Ізоляція ж обрамляє трубу з усіх боків, одночасно захищає від проникнення як холодного, так і теплого повітря (рис.2). Для того щоб істотно заощадити на ізоляції трубопроводу, її доцільніше буде виконувати в формі парасольки, розташованого виключно над верхньою частиною труби.
Досить трудомістким, однак найбільш надійним способом ізоляції трубопроводів по праву вважається їх укладення в трубу більшого діаметра, повністю виконану з утеплювача.
Вибираючи такий вид трубопроводу, можна виключити використання додаткових матеріалів для утеплення, адже він здатний витримати промерзання грунту до -20 ° С. У разі якщо система все ж замерзла, її з легкістю можна відігріти приладом по всмоктуванню теплого повітря.
Монтуючи таку конструкцію, в розрахунок беруть і аварійні ситуації, від яких не застрахований ніхто. Якщо труба вийшла з ладу, її на час можна замінити шлангом, легко вміщається в теплоізоляційної трубі. Таким чином, можна уникнути безлічі неприємних ситуацій, що негативно впливають на нормальну життєдіяльність людини. Слід також зазначити, що така конструкція не має на увазі будь-який додатковий розрахунок. Важливо коригувати лише глибину установки системи для того, щоб труби не виходили на поверхню і не піддавалися постійному механічному впливу.