Методики розрахунку теплоізоляції

Розрахунок теплової ізоляції трубопроводів і обладнання виконується за певними формулами і повинен відповідати СНиП.

Схема теплової ізоляції трубопроводів.

Формули для розрахунку теплопередачі через плоскі і криволінійні поверхні:

Розрахунок теплової ізоляції для плоских поверхонь здійснюється за такими формулами (Рис.1)

Розрахунок для криволінійних поверхонь може здійснюватися за такими формулами (рис.2), де

• tв - це температура середовища всередині ізолюються обладнання, ° С;
• Rиз - термічний опір кондуктивно переносу теплоти плоского шару ізоляції, м ° С / Вт;
• tн - це температура навколишнього середовища, ° С;
• qF - є поверхневою щільністю теплового потоку через плоску теплоізоляційну конструкцію, Вт / м ;
• Rвн - є термічним опором тепловіддачі на внутрішній поверхні стінки ізолюються обєкта, м ° С / Вт;
• Rст - є термічним опором кондуктивно переносу теплоти стінки ізолюються обєкта, м ° С / Вт;
• Rн - є термічним опором тепловіддачі на зовнішній поверхні захисного шару, м ° С / Вт.

За формулою 1 здійснюється розрахунок теплоізоляції для плоскої поверхні з n-шарів (в більшості випадків захисна поверхня складається не з одного, а з декількох шарів).

За формулою 2 здійснюється розрахунок одношарової теплоізоляції для плоскої поверхні.

За формулою 3 здійснюється розрахунок для криволінійної поверхні з n-шарів.

За формулою 4 здійснюється розрахунок одношарової теплоізоляції для криволінійної поверхні.

самостійно провести розрахунок товщини теплоізоляції обладнання досить важко. Якщо у вас немає часу і спеціальних знань, ви можете звернутися в компанію, яка проведе розрахунок за вас. На сьогоднішній день на ринку чимало пропозицій від фірм, які займаються подібними обчисленнями і складанням усією супутньою документації на професійному рівні. Це більш витратний спосіб, ніж самостійний розрахунок, але він допоможе уникнути помилок і заощадить ваш час.

Якщо ж ви все-таки вирішили працювати самостійно, тобто без залучення професіоналів, то для вас існує безліч компютерних програм, які допоможуть автоматизувати процес самостійного розрахунку товщини теплоізоляційного шару і інших параметрів ізоляції. Функціональність більшості таких програм допоможе вам в автоматичному режимі прорахувати потрібні параметри, досить просто ввести характеристики вашої конструкції і обраного теплоізоляційного матеріалу. ви зможете провести розрахунок наступних показників для трубопроводів:

• розрахунок температури на поверхні ізоляції при заданій товщині ізоляції;
• розрахунок теплового потоку при заданій товщині ізоляції;
• розрахунок зміни температури носія при заданій товщині ізоляції;
• час замерзання носія при заданій товщині ізоляції;
• величина товщини ізоляції з метою запобігання утворення конденсату на поверхні ізоляції;

Безліч аналогічних програмних продуктів цієї сфери ви можете безкоштовно завантажити у вільному доступі в мережі Інтернет або ж скористатися програмою-калькулятором на сайті деяких будівельних компаній. Здебільшого ці програми прості і побудовані на інтуїтивно зрозумілому інтерфейсі, а функціональність і методи використання детально розписані в керівництві.

Особливості теплоізоляції в залежності від завдань

Розмір теплової ізоляції трубопроводів залежить від того, яке завдання вона повинна вирішувати. Виділяють кілька видів завдань, які виконуються теплоізоляцією.

Теплова ізоляція труб для подальшого забезпечення заданої щільності теплового потоку

У разі, коли розраховується теплоізоляція для трубопроводів надземної прокладки, розрахунок ведеться по заданої щільності теплового потоку. Обчислення товщини багато в чому залежать від температури теплоносія, температури повітря, розташування ізолюються трубопроводу (приміщення або відкрите повітря), величини заданого або нормального теплового потоку, а також зовнішнього діаметра труби. Слід памятати, що значення щільності теплового потоку з поверхні труб буде визначатися загальним тепловим балансом підприємства, вимогами технологічного процесу або нормативними значеннями четвертого додатки СНиП 2.04.14-88 «Теплова ізоляція обладнання і трубопроводів».

Теплова ізоляція трубопроводів для забезпечення потрібної температури на поверхні

Переслідування таких цілей зазвичай повязане з тим, що вимоги техніки безпеки наказують необхідність знизити тепловиділення в приміщенні для захисту обслуговуючого персоналу від опіків, а теплові втрати на підприємстві не регламентовані. Згідно із законом, відповідно до норм і вимог СНиП, при температурі теплоносія нижче 100 ° С, що знаходиться в приміщенні, температура на поверхні ізоляції труб не повинна перевищувати 35 °. При температурі теплоносія понад 100 ° С, температура поверхні не повинна перевищувати 45 °. На відкритому повітрі планка температур підвищується, але все одно обмежена 55 ° С при використанні металевого захисного покриття і 60 ° при використанні інших видів покриттів теплоізоляції труб.

При виборі захисного покриття теплоізоляції труб, знаходяться в приміщенні, необхідно враховувати радіаційні властивості його поверхні. Так, для зниження товщини шару теплової ізоляції трубопроводів слід застосовувати неметалевої захисне покриття з високим коефіцієнтом випромінювання, так як при одних і тих же умовах розрахунку товщина неметаллического покриття теплоізоляції труб виявиться істотно нижче, ніж при металевому покритті. Розміри ізоляційного шару, який визначається розрахунком по заданій температурі на його поверхні, будуть залежати від таких факторів як:

• Температура оточуючого повітря;
• розташування конструкції (може знаходитися в приміщенні або на відкритому повітрі);
• зовнішній діаметр труби;
• температура самого теплоносія;
• коефіцієнт тепловіддачі від поверхні теплоізоляції трубопроводу до навколишнього повітря.

Теплова ізоляція труб для запобігання замерзання в них рідин

Така теплова ізоляція виконується для того, щоб рідина, що знаходиться всередині трубопроводів, при припиненні свого руху не замерзала. Це зазвичай робиться для труб малого діаметра, у яких запас акумулюється тепла незначний. Час, на яке теплова ізоляція допоможе вберегти рідина від замерзання при зупинці, обмежена і залежить від наступних чинників:

• Температура оточуючого повітря;
• температура самої рідини;
• швидкість вітру;
• внутрішній діаметр труби;
• товщина стінки труби;
• матеріал стінки труби;
• параметри рідини.

Імовірність замерзання зменшується зі зростанням діаметра труби і температури рідини. Також необхідно враховувати, що при відсутності вентиляції з підвищенням відносної вологості повітря розрахункова товщина шару теплової ізоляції буде рости.

Теплоізоляція для запобігання від конденсації вологи

Розрахунок утеплювача для трубопроводів, які розташовані на відкритому повітрі, не виконують. Даний вид теплоізоляції призначений для обладнання, яке містить речовини з температурою нижче, ніж температура повітря в приміщенні (наприклад, холодна вода). На товщину теплоізоляційного шару, використовуваного для запобігання конденсації вологи на поверхні, будуть впливати такі фактори, як:

• відносна вологість повітря;
• вид захисного покриття утеплювача;
• температура повітря в приміщенні.

Слід враховувати, що розрахункова величина товщини ізоляційного шару буде рости з ростом відносної вологості повітря.

Теплова ізоляція труб теплових мереж двотрубної підземної канальної прокладки

При двотрубної підземної канальної прокладки величина товщини теплового захисту труб розраховується з урахуванням наступних факторів:

• температура теплоносія;
• характеристики теплоізоляційного матеріалу;
• температура грунту на глибині залягання;
• характеристики труби.

Величина товщини теплоізоляційного шару вибирається відповідно до вимог СНиП. При цьому розрахунок для прямого та зворотного труби найчастіше однаковий. Універсального утеплювача не буває. В кожному окремому випадку слід підбирати своє теплоізоляційне покриття, яке зможе забезпечити виконання необхідних завдань. Тому слід ретельно вивчити можливі матеріали.

Матеріали для теплоізоляції

1. Бітум. Використовується в основному для теплоізоляції підземних конструкцій. Бітумна ізоляція запобігає корозії на поверхні. Зовнішня частина складається з шару поліетилену, який захищає бітумне покриття. Іноді додатково обертають стеклохолстом, що, в свою чергу, впливає на величину товщини шару. Найчастіше цей матеріал використовується для захисту трубопроводів газо-, нафто- і водопостачання зі сталі, а також для теплових труб з металу.
2. Теплоізоляція пенополіуретановим шкарлупами. Використовується як під землею, так і для теплового захисту наземних конструкцій. Відрізняється мобільного складанням і багаторазовим використанням.
3. Пінополіуретанова оболонка або «труба в трубі». Пінополіуретан впорскується і твердне між внутрішньою сталевою трубою і поліетиленовою ізоляцією. Перед цим процесом труба повинна пройти стадію очищення. Щоб уникнути руйнування зовнішні конструкції слід покривати акриловими фарбами. Поняття товщини захисного шару в цьому випадку не зовсім доречно, тому що використовується метод «труба в трубі».
4. Поліетиленова антикорозійний захист. Є комбінованим багатошаровим покриттям для ізоляції трубопроводів. Даний процес найчастіше проходить в промислових цехах. Для невеликих мереж побутового рівня зазвичай не використовується.
5. Скловата. Для трубопроводів теплової мережі нерідко використовуються вироби з скловати. Вони добре допомагають у захисті від тепловтрат і запобігають утворенню конденсату в теплоцентралях, паровод і інших комунікаціях. Розрахунок товщини захисного шару залежить від параметрів ізолюючої конструкції.
6. Мінеральна вата. В основному використовується для ізолювання трубопроводів теплопостачання. Може застосовуватися для конструкцій різного діаметру і обєму. Шкаралупи і мати базальтової вати зверху покриваються стрічками антикорозійного оцинкованої ізоляції і азбоцементними листами, які перешкоджають зміні складу і властивостей захисного матеріалу під дією сонця. Це той випадок, коли якість ізоляції (кількість шарів і їх комбінування) безпосередньо впливає на величину товщини захисного покриття.

Слід памятати, що розрахунок товщини теплової ізоляції трубопроводів - це непростий процес, що вимагає обліку безлічі чинників і відповідності будівельним нормам і правилам. Основним документом, який регламентує величину товщини шару теплової ізоляції і багатьох інших його параметрів, є СНиП 2.04.14-88. «Теплова ізоляція обладнання і трубопроводів». У цьому документі містяться основні вимоги до конструкцій, виробів і матеріалів для теплової ізоляції і все розрахункові технічні характеристики матеріалів, які допоможуть при виборі товщини захисного шару.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!