Приложение 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ЧАСОВЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ДЛЯ СРЕДНЕГОДОВЫХ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ЧАСОВЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ДЛЯ СРЕДНЕГОДОВЫХ
УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
1. Подземная прокладка в непроходных каналах
1.1. Средние за год значения удельных часовых тепловых потерь подающими и обратными трубопроводами, проложенными в непроходном канале, ккал/ч м, определяются по формуле:
t - t в.к гр q = ----------, (4.1) R - R в.к гр где: t и t - среднегодовая температура воздуха в канале и в.к гр грунта, °С; R и R - термическое сопротивление теплоотдаче поверхности в.к гр изоляционной конструкции трубопровода воздуху в канале и грунта, м °С ч/ккал. 1.2. Температура воздуха в канале, °С, определяется по формуле: t t t 1 2 гр ------------ + ------------ + ---------- R + R R + R R + R из.п в.п из.о в.о в.к гр t = ----------------------------------------, (4.2) в.к 1 1 1 ------------ + ------------ + ---------- R + R R + R R + R из.п в.п из.о в.о в.к гр где: t и t - температура теплоносителя в подающем и обратном 1 2 трубопроводах тепловой сети, среднегодовая, °С; R , R - термическое сопротивление изоляционной из.п из.о конструкции подающего и обратного трубопроводов, м °С ч/ккал; R , R - термическое сопротивление теплоотдаче поверхности в.п в.о изоляционной конструкции подающего и обратного трубопроводов воздуху в канале, м °С ч/ккал. 1.3. Термическое сопротивление грунта, м °С ч/ккал, определяется по формуле: 0,25 ln[3,5(H / h) (h / b) ] R = --------------------------, (4.3) гр лямбда [5,7 + (b / 2h)] гр где: Н - глубина заложения оси трубопроводов, м; лямбда - коэффициент теплопроводности грунта, ккал/м °С ч; гр значения лямбда приведены в таблице 4.3. гр 1.4. Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту, в котором проложен канал, м °С ч/ккал, определяется по формуле: 1 R = --------------, (4.4) в.к пи альфа d в экв где: альфа - коэффициент теплопередачи от воздуха в канале к в грунту, ккал/(кв. м ч °С); d - эквивалентный диаметр сечения канала в свету, м. экв Эквивалентный диаметр сечения канала в свету, м, определяется из выражения: 2b h d = -----, (4.5) экв b + h где b и h - ширина и высота канала, м. 1.5. Термическое сопротивление теплоотдаче поверхности изоляционной конструкции трубопровода воздуху в канале, м °С ч/ккал, определяется по формуле: 1 R = ------------------------, (4.6) в пи альфа (d + 2 дельта) н где: альфа - коэффициент теплоотдачи поверхности изоляционной конструкции трубопровода воздуху в канале, ккал/(кв. м ч °С); d - наружный диаметр трубопровода, м; н дельта - толщина изоляционной конструкции трубопровода, м. Значения R определяются как для подающего, так и для в обратного трубопроводов (R и R ). в.п в.о 1.6. Термическое сопротивление изоляционной конструкции трубопровода, м °С ч/ккал, определяется по формуле: ln[1 + 2(дельта / d )] н R = ----------------------, (4.7) из 2 пи лямбда из где лямбда - коэффициент теплопроводности изоляционной из конструкции трубопровода, ккал/м °С ч; значения лямбда приведены из в таблице 4.1. Поправки к значениям лямбда приведены в таблице из 4.2. Значения R определяются для подающего и обратного из трубопроводов (R и R ). из.п из.о 2. Подземная бесканальная прокладка 2.1. Средние за год значения нормируемых удельных часовых тепловых потерь трубопроводами тепловой сети бесканальной прокладки, ккал/м ч, определяются по формуле: q = q + q , (4.8) н н.п н.о где q и q - среднегодовые значения удельных часовых н.п н.о тепловых потерь подающим и обратным трубопроводами тепловой сети бесканальной прокладки. 2.2. Значения q и q , ккал/м ч, определяются по формулам: н.п н.о (t - t ) (R + R ) - (t - t ) R 1 гр из.о гр 2 гр п.о q = ------------------------------------------; (4.9) н.п 2 (R + R ) (R + R ) - R из.п гр из.о гр п.о (t - t ) (R + R ) - (t - t ) R 2 гр из.п гр 1 гр п.о q = ------------------------------------------, (4.10) н.о 2 (R + R ) (R + R ) - R из.п гр из.о гр п.о где: R и R - термическое сопротивление изоляционной из.п из.о конструкции подающего и обратного трубопроводов, м °С ч/ккал; R - термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние п.о подающего и обратного трубопроводов, м °С ч/ккал. Значение R , м °С ч/ккал, определяется по формуле: п.о ------------ / 2 ln\/1 + (2H / s) R = -----------------, (4.11) п.о 2 пи лямбда гр где s - расстояние между осями трубопроводов, м. 2.3. Термическое сопротивление грунта, м °С ч/ккал, определяется по формуле: ln[4H / (d + 2 дельта)] н R = ------------------------. (4.12) гр 2 пи лямбда гр 3. Надземная прокладка 3.1. Средние за год удельные часовые тепловые потери каждого из трубопроводов, проложенных надземным способом, ккал/м ч, определяются по формуле: пи (t - t ) н.в q = ------------------------------------------------. (4.13) н ln[(d + 2 дельта) / d ] н н 1 ------------------------ + --------------------- 2 лямбда альфа (d + 2 дельта) из н
Для каждого из трубопроводов, проложенных надземным способом, по формуле 4.13 следует определять средние нормативные удельные часовые тепловые потери, исходя из проектных показателей изоляционной конструкции трубопровода и нормируемой температуры на поверхности изоляции, и средние фактические удельные толщины изоляции и температуры наружного воздуха раздельно за отопительный и межотопительный периоды, где:
t - средняя за соответствующий период температура теплоносителя в трубопроводе, °С.
Значение альфа при расчетах может быть принято по приложению 9 СНиП 2.04.14-88 [9] и корректируется с учетом скорости ветра для данного региона по СНиП 23-01-99 [1].
Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных изделий приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────┐ │ Теплоизоляционные изделия │Коэффициент теплопроводности │ │ │ лямбда , ккал/ч м °С │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Асбестовый матрац, заполненный │0,0748 + 0,0001t │ │совелитом │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, стекловолокном │0,0499 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Асботкань, несколько слоев │0,1118 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Асбестовый шнур │0,1032 + 0,00027t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, ШАОН │0,1118 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Асбопухшнур │0,08 + 0,00017t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Асбовермикулитовые изделия марки │0,0697 + 0,0002t │ │250 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 300 │0,0748 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Битумоперлит │0,1032 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Битумовермикулит │0,1118 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Битумокерамзит │0,1118 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Вулканитовые плиты марки 300 │0,06364 + 0,00013t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Диатомовые изделия марки 500 │0,09976 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 600 │0,1204 + 0,0002t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Известково-кремнеземистые изделия │0,05934 + 0,00013t │ │марки 200 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Маты минераловатные прошивные │0,0387 + 0,00017t │ │марки 100 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 125 │0,04214 + 0,00017t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Маты и плиты из минеральной ваты │0,037 + 0,00019t │ │марки 75 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, стекловатные марки 50 │0,036 + 0,000241t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Маты и полосы из непрерывного │0,0344 + 0,00022t │ │стекловолокна │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Пенобетонные изделия │0,0946 + 0,000t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Пенопласт ФРП-1 и резопен группы │0,037 + 0,00016t │ │100 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Пенополимербетон │0,06 │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Пенополиуретан │0,043 │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Перлитоцементные изделия марки 300│0,0654 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 350 │0,0697 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Плиты минераловатные полужесткие │0,03784 + 0,00018t │ │марки 100 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 125 │0,0404 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Плиты и цилиндры минераловатные │0,0482 + 0,00016t │ │марки 250 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Плиты стекловатные полужесткие │0,03784 + 0,0002t │ │марки 75 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Полуцилиндры и цилиндры │0,04214 + 0,00017t │ │минераловатные марки 150 │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 200 │0,04472 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Скорлупы минераловатные │0,05934 + 0,00016t │ │оштукатуренные │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Совелитовые изделия марки 350 │0,06536 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 400 │0,0671 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Фенольный поропласт ФЛ монолит │0,043 │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Шнур минераловатный марки 200 │0,04816 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 250 │0,0499 + 0,00016t │ │ │ из │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │То же, марки 300 │0,05246 + 0,00016t │ │ │ из │ └──────────────────────────────────┴─────────────────────────────┘
Примечание. Коэффициент теплопроводности, ккал/ч м °С, определяется по формуле:
t + 40 лямбда = лямбда + k t = лямбда + k ------, из из 2 где: лямбда - коэффициент теплопроводности материала, ккал/ч м °С; t и t - средняя температура теплоизоляционного слоя и из теплоносителя, °С.
Таблица 4.2
ПОПРАВКИ К КОЭФФИЦИЕНТАМ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
┌──────────────────────────────────────────────────────┬─────────┐ │ Техническое состояние изоляционной конструкции │Поправка │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Незначительные разрушения покровного и теплоизоляцион-│1,3 - 1,5│ │ного слоев │ │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Частичное разрушение конструкции, уплотнение основного│1,7 - 2,1│ │слоя на 30 - 50% │ │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Уплотнение изоляционного слоя сверху и обвисание его │1,6 - 1,8│ │снизу │ │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Уплотнение основного слоя конструкции на 75% │3,5 │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Периодическое затопление канала │3 - 5 │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Незначительное увлажнение основного слоя конструкции │1,4 - 1,6│ │(на 10 - 15%) │ │ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Увлажнение основного слоя конструкции (на 20 - 30%) │1,9 - 2,6│ ├──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┤ │Значительное увлажнение основного слоя конструкции │3 - 4,5 │ │(на 40 - 60%) │ │ └──────────────────────────────────────────────────────┴─────────┘
Таблица 4.3
КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ГРУНТОВ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ УВЛАЖНЕНИЯ
┌──────────────────┬─────────────────────────────────────────────┐ │ Вид грунта │ Коэффициент теплопроводности, ккал/ч м °С │ │ ├─────────────┬──────────────┬────────────────┤ │ │ сухой │ влажный │ водонасыщенный │ ├──────────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────────┤ │Песок, супесь │0,95 │1,65 │2,1 │ ├──────────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────────┤ │Глина, суглинок │1,5 │2,2 │2,3 │ ├──────────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────────┤ │Гравий, щебень │1,75 │2,35 │2,9 │ └──────────────────┴─────────────┴──────────────┴────────────────┘