ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. Теоретические положения теплового расчета трубопроводов систем теплоснабжения изложены в [1,2,3]

Теоретические положения теплового расчета трубопроводов систем теплоснабжения изложены в [1,2,3]. Удельные тепловые потери однотрубного теплопровода определяются по формуле, Вт/м:

, (1)

где τ_т - температура теплоносителя, ^оС; t_о – температура окружающей среды ^оС; R_ТО = R_В + R_ТР + R_Н + R_И + R_ГР – суммарное термическое сопротивление; R_В, R_Н - термическое сопротивление внутренней и наружной поверхностей, м∙гр/Вт; R_ТР, R_И – термическое сопротивление стенки трубы и слоя изоляции, м∙гр/Вт

Термическое сопротивление цилиндрической поверхности, м∙гр/Вт:

, (2)

где d –диаметр поверхности, м; α – коэффициент теплоотдачи на поверхности, Вт/(м² ×гр).

Термическое сопротивление однородного цилиндрического слоя, м∙^оС/Вт:

, (3)

где λ – теплопроводность материала слоя, Вт/(м ×гр); d₁, d₂ - внутренний и наружный диаметры, м.

Термическое сопротивление грунта, м∙гр/Вт:

, (4)

где λ_гр - теплопроводность грунта, Вт/(м ×гр); h – глубина заложения оси трубопровода, м; d – диаметр трубопровода, м.

При h/d >2

, (5)

Удельные тепловые потери двухтрубного теплопровода определяются по формуле, Вт/м:

;

, (6)

где q₁, q₂ – удельные тепловые потери первой (подающей) и второй (обратной) труб, Вт/м; τ₁, τ₂ – температура сетевой воды в подающей и обратной трубах, ^оС; t_о – температура грунта на глубине оси трубопровода, ^оС; R₁, R₂ – суммарное термическое сопротивление (изоляции и грунта) первой и второй труб, м∙гр/Вт; R_о – условное дополнительное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние соседних труб, м∙гр/Вт.

, (7)

где b – горизонтальное расстояние между осями труб, м.

Температура воздуха в канале многотрубного теплопровода с температурами теплоносителей в каждом τ₁, τ₂, …, τ_n и термическими сопротивлениями изоляции R₁, R₂, …, R_n:

, (8)

где R_к = R_пк + R_к + R_гр – суммарное термическое сопротивление внутренней поверхности канала, стенок канала и грунта,

Температура наружной поверхности первого слоя двухслойной изоляции при температуре теплоносителя τ и окружающей среды t_o, ^оС:

, (9)

где R_и1, R_и2 – термические сопротивление первого и второго слоев изоляции, м∙гр/Вт; R_и – термическое сопротивление наружной поверхности изоляции, м∙гр/Вт.

Температура в произвольной точке грунта вокруг одиночного бесканального теплопровода при удалении данной точки на величину от поверхности грунта:

(10)

где х, у – координаты точки, мм; R_то – суммарное термическое сопротивление грунта, м∙гр/Вт.

Температура в произвольной точке грунта вокруг двухтрубного бесканального теплопровода:

(11)

Для подземных теплопроводов глубокого заложения (h/d>2) в формулах (1), (5), (6), (8), (10) и (11) температура t_o принимается равной естественной температуре грунта на глубине заложения оси теплопровода (t_o=t_гр).

Для подземных теплопроводов неглубокого заложения (h/d<2) за температуру окружающей среды t_o, принимается температура наружного воздуха (t_н). В этом случае в формулы (4), (7), (10) и (11) подставляют приведенные глубины заложения h_п = h + h_ф, у_п = у + h_ф. Здесь h_ф = λ_гр/α_о фиктивный слой грунта, а α_о – коэффициент теплоотдачи на поверхности грунта.

Полные тепловые потери теплопровода длиной l, Вт:

, (12)

где β – коэффициент местных потерь теплоты.