Расчет тепловой изоляции.

При проектировании тепловой сети расчет изоляции проводится согласно СНиП 41.03.2003 "Тепловая изоляция оборудования и теплопроводов". Для тепловой сети общепринятой является методика расчета по нормированной плотности теплового потока через изолированную поверхность.

Толщина слоя изоляции для цилиндрических объектов диаметром менее двух метром определяется как:

,

,

где - отношение наружного диаметра изоляции к наружному диаметру трубы;

R_tot - сопротивление теплопередаче теплоизолирующей конструкции на 1 метр длины трубопровода;

;

R_m - термическое сопротивление стенки трубопровода. Учитывается для неметаллических трубопроводов;

α_е - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции;

q_l - нормирующая линейная плотность теплопотока с 1 м длины цилиндрической трубы;

t - температура теплоносителя;

t_o - температура окружающей среды;

k₁ - коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизолирующей конструкции в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода.

За температуру окружающей среды принимают:

- для поверхностей, расположенных на открытом воздухе - средняя температура за год;

- при подземной прокладке в каналах или при бесканальной прокладке - среднюю за год температуру грунта на глубине заложения оси трубопровода.

За расчетную температуру теплоносителя принимают среднюю за год температуру сетевой воды, причем для сетей, работающих только отопительный период - среднюю температуру за отопительный период. Для сетей с графиком 150-70: средняя температура в подающем трубопроводе 90ºС, в обратном - 50ºС; средняя - 70ºС. Предельная толщина изоляции для трубопроводов надземной прокладки и подземной в непроходных каналах с D_у=100 мм, δ=160мм, а рекомендуемая 80 мм.

Термическое сопротивление изолированного теплопровода

.

При увеличении наружного диаметра изоляции термическое сопротивление слоя изоляции возрастает, а термическое сопротивление наружной поверхности изоляции R_н уменьшается. При некотором значении D_из, которое называется критическим, термическое сопротивление изоляции минимально. Это значение критического диаметра изоляции определяется из условия , находится по формуле

.

Зависимость R = f (D_из) при D_т= const, λ = const, α = const показана на рис. При D_из ≤ D увеличение толщины изоляции дает отрицательный эффект, так как тепловые потери возрастают.

В диапазоне λ=0,04-0,2 Вт/(м∙К), характерном для изоляции тепловых сетей и при α_н=6-15 Вт/(м²∙К) критический диаметр изоляции составит от 70 до 3 мм. Как правило, трубопроводы тепловых сетей имеют диаметр изоляции больше критического, поэтому всегда увеличение толщины изоляции всегда приводит к снижению тепловых потерь.