• Энергосбережение в системах распределения пара и горячей воды.

Мероприятия по энергосбережению при распределении и транспорте энергоносителей имеют несколько направлений: снижение прямых утечек пара и воды, снижение тепловых потерь теплопроводов за счет их изоляции, оптимизация гидравлического сопротивления при транспорте энергоносителей и т.д.

Количество тепла (Вт; ккал/ч), передаваемое в окружающую среду нагретой поверхностью трубопровода, определяется:

Q_ТР = π×d×α×(t_нар - t_в)×L,

где t_нар, t_в– средняя температура наружной поверхности и окружающего воздуха, °С

d, L – диаметр и длина трубопровода, м

α – суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К (ккал/м3×ч×°С)

Для нагретых плоских поверхностей:

Q_П = α×(t_нар - t_в)×H,

где H – площадь поверхности, м².

Суммарный коэффициент теплоотдачи учитывает теплоотдачу конвекцией α_ки излучением α_л.

Для расчета первого из них используют зависимости вида Nu=f(Re, …) или Nu=f(Gr, Pr).

Приближенно для объектов, находящихся вне помещений на открытом воздухе, α_к (Вт/м2×К) можно оценить:

α_к= 10 + 6 , Вт/м²×К,

где w – скорость ветра, м/с

Для трубопроводов диаметром до 2 м., находящихся в помещениях:

α_к= 8,1 + 0,045 ×(t_нар - t_в),

Лучистый теплообмен между поверхностью технологического оборудования и окружающим пространством определяется уравнением:

где ε_П- приведенная степень черноты системы;

с_о – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, = 5,7 Вт/м2×К4;

t_нар и t_в- абсолютные температуры стенок оборудования и окружающих стен.

Потери тепла (Вт/м(ккал/м×ч)) неизолированной трубой в грунте определяются по формуле:

где λ_гр– коэффициент теплопроводности грунта, Вт/м×°С;

Для влажных грунтов можно принимать λ_гр=1,5; для грунтов средней влажности λ _гр=1,5 и для

сухих грунтов λ_гр=0,5.

t_гр– температура грунта, °С;

r – радиус поверхности трубы, соприкасающейся с грунтом, м;

a – глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м.

Известно, что непрерывно увлажняемая за счет адсорбирования парообразной влаги из окружающей среды изоляция теряет в 3÷4 раза больше энергии, чем сухая, имеющая влагоизолирующийслой.

Изоляция типа минваты непрерывно увлажняемая потоками воды теряет в окружающее пространство энергии больше, чем полностью неизолированная поверхность, если температура поверхности трубы более 1000С.

При расчете общей длины неизолированных труб для определения потерь тепла важно включить в расчет все фланцы и запорную арматуру. По тепловым потерям фланец эквивалентен 0,8 мтрубы, а вентиль или задвижка эквивалентны 1 м трубы.

Можно считать, что неизолированный фланец эквивалентен по величине потерь 8 метрам, а вентиль или задвижка – 10 метрам изолированной трубы.

Поскольку экономия тепловой энергии приводит к уменьшению финансовых затрат, а изоляционные работы к увеличению последних, то следует для конкретных условий вычислять оптимальнуювеличину изоляции трубопроводов.

Для этого рассчитывают приведенные затраты, грн./м

С_е- единовременные затраты; Z_{от пер} - продолжительность отопительного периода, сутки; m -1,05 коэффициент, учитывающий инфляцию; С_т - стоимость тепловой энергии.