6.5.1 Теплотехнический расчет участка теплотрассы № 1

Исходные данные для расчета участка 1:

• наружный диаметр трубопроводов D_н = 414 мм = 0,414 м;

• прокладка – канальная; марка канала - КЛ 210-60 (внутренние размеры - 2100х900мм, наружные - 2580х1180 мм) = 2,04 Вт/(м·°С);

• материал теплоизоляции марки К-flex SOLAR HT согласно [17];

• средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_тп и обратного t_то трубопроводов:

⁰С; ⁰С;

• коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (согласно 17) для подающего λ_из.1= 0,042 Вт/(м·°С), и обратного λ_из.2.= 0,04 Вт/(м·°С), трубопроводов.

• средняя за период эксплуатации температура теплоносителя принимаем равной ₁ = 90 ⁰С для подающего теплопровода и ₂=50 ⁰С для обратного;

• нормированную линейную плотность теплового потока равна

= 98 Вт/м (q₁ = 70 Вт/м; q₂ = 28 Вт/м);

• коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух = 8 Вт/(м² ·°С);

• среднегодовую температуру окружающей среды принимаем равной +3 ⁰С;

• коэффициент k₁ для западно-сибирского региона равен 0,95;

• глубина заложения h = 1 м (из условия х_min ≥ 0,5 м ).

Расчет:

• эквивалентные диаметры каналов:

• м; м.

• взаимное влияние температурных полей:

; .

• общее термическое сопротивление на пути теплового потока:

(м²·°С)/Вт; (м²·°С)/Вт.

• термическое сопротивление на внутренней поверхности стенок каналов:

(м²·°С)/Вт.

• термическое сопротивление стенки канала:

(м²·°С)/Вт.

• термическое сопротивление грунта:

(м²·°С)/Вт.

• предварительную толщину тепловой изоляции δ_из = 0,12 м., следовательно термическое сопротивление изоляции равно:

(м²·°С)/Вт.

• минимально допустимое термическое сопротивление теплоизоляционных слоев:

R_из1 =1,1578 – 0,0587 – (1+0,4286)∙(0,0498 + 0,0379 + 0,119) = 0,804 (м²·°С)/Вт;

R_из2=1,4594 – 0,0587 –(1+2,3333)∙(0,0498 + 0,0379+ 0,119) = 0,712 (м²·°С)/Вт.

• коэффициент В, определяющий толщину тепловой изоляции:

; .

• минимальная толщина тепловой изоляции составляет:

;

Округляем полученную толщину в большую сторону до стандартного размера слоя, т.е до 0,06 м.

Проверка:

• фактическое термическое сопротивление изоляции без поверхностного слоя:

(м²·°С)/Вт.

• фактическое термическое сопротивление толщины изоляции:

(м²·°С)/Вт;

(м²·°С)/Вт.

• общее термическое сопротивление слоя изоляции:

(м²·°С)/Вт;

(м²·°С)/Вт;

Потери, приходящиеся на 1м длины для данного участка:

; .

q_ф = + = 71,32 + 20 = 91,32 Вт/м.

Так как q_ф<q_e (91,32<98), а стандартная принятая толщина изоляции находится в допустимых пределах (60 < 140), то данная тепловая изоляция всем нормативным требованиям. Расчетная схема теплопроводов в теплоизоляции изображена на рисунке 14.

426

Рисунок 14 – Схема непроходного канала КЛ 210 – 60 с теплопроводом большего диаметра в теплоизоляции (участок 1)