Приложение 3.
3. МЕТОДИКА
РАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ЧАСОВЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ДЛЯ СРЕДНЕГОДОВЫХ
УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
3.1. Подземная прокладка в непроходных каналах
3.1.1. Средние за год значения удельных часовых тепловых потерь подающими и обратными трубопроводами, проложенными в непроходном канале, определяются по формуле:
t - t
в.к гр
q = ----------, ккал/ч м (Вт/м), (3.1)
R - R
в.к гр
где:
t и t - среднегодовая температура воздуха в канале и
в.к гр
грунта, °C;
R и R - термическое сопротивление теплоотдаче поверхности
в.к гр
изоляционной конструкции трубопровода воздуху в канале и грунта,
м °C ч/ккал (м °C/Вт).
3.1.2. Температура воздуха в канале, °C, 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 = ------------------------------------------, (3.2)
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, °C;
R и R - термическое сопротивление изоляционной
из.п из.о
конструкции подающего и обратного трубопроводов, м °C ч/ккал
(м °C/Вт);
R и R - термическое сопротивление теплоотдаче
в.п в.о
поверхности изоляционной конструкции подающего и обратного
трубопроводов воздуху в канале, м °C ч/ккал (м °C/Вт).
3.1.3. Термическое сопротивление грунта определяется по
формуле:
0,25
ln [3,5(H / h) (h / b) ]
R = ---------------------------, м °C ч/ккал (м °C/Вт), (3.3)
гр лямбда [5,7 + (b / 2h)]
гр
где:
H - глубина заложения оси трубопроводов, м;
лямбда - коэффициент теплопроводности грунта, ккал/м °C ч
гр
(Вт/м °C); значения лямбда приведены в таблице 3 Приложения 3.
гр
3.1.4. Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в
канале к грунту, в котором проложен канал, определяется по
формуле:
1
R = --------------, м °C ч/ккал (м °C/Вт), (3.4)
в.к пи альфа d
в экв
где:
альфа - коэффициент теплопередачи от воздуха в канале к
в
грунту, ккал/кв. м ч °C (Вт/°C кв. м);
d - эквивалентный диаметр сечения канала в свету, м.
экв
Эквивалентный диаметр сечения канала в свету определяется из
выражения:
2b h
d = -----, м, (3.5)
экв b + h
где b и h - ширина и высота канала, м.
3.1.5. Термическое сопротивление теплоотдаче поверхности
изоляционной конструкции трубопровода воздуху в канале
определяется по формуле:
1
R = ------------------------, м °C ч/ккал (м °C/Вт), (3.6)
в пи альфа (d + 2 дельта)
н
где:
альфа - коэффициент теплоотдачи поверхности изоляционной
конструкции трубопровода воздуху в канале, ккал/кв. м ч °C (Вт/°C
кв. м);
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
3.1.6. Термическое сопротивление изоляционной конструкции
трубопровода определяется по формуле:
ln [1 + 2(дельта / d )]
н
R = -----------------------, м °C ч/ккал (м °C/Вт), (3.7)
из 2 пи лямбда
из
где лямбда - коэффициент теплопроводности изоляционной
из
конструкции трубопровода, ккал/м °C ч (Вт/м °C); значения лямбда
из
приведены в таблице 3.1. Поправки к значениям лямбда приведены в
из
таблице 3.2.
Значения R определяются для подающего и обратного
из
трубопроводов (R и R ).
из.п из.о
3.2. Подземная бесканальная прокладка
3.2.1. Средние за год значения нормируемых удельных часовых тепловых потерь определяются по формуле:
q = q + q , ккал/м ч (Вт/м), (3.8)
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.
3.2.2. Значения q и q определяются по формулам:
н.п н.о
(t - t ) (R + R ) - (t - t ) R
1 гр из.о гр 2 гр п.о
q = ------------------------------------------, (3.9)
н.п 2
(R + R ) (R + R ) - R
из.п гр из.о гр п.о
ккал/м ч (Вт/м);
(t - t ) (R + R ) - (t - t ) R
2 гр из.п гр 1 гр п.о
q = ------------------------------------------, (3.10)
н.о 2
(R + R ) (R + R ) - R
из.п гр из.о гр п.о
ккал/м ч (Вт/м),
где:
R и R - термическое сопротивление изоляционной
из.п из.о
конструкции подающего и обратного трубопроводов, м °C ч/ккал
(м °C/Вт);
R - термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние
п.о
подающего и обратного трубопроводов, м °C ч/ккал (м °C/Вт).
Значение R определяется по формуле:
п.о
2
ln [1 + (2H / s) ]
R = ------------------, (3.11)
п.о 2 пи лямбда
гр
где s - расстояние между осями трубопроводов, м.
3.2.3. Термическое сопротивление грунта определяется по
формуле:
ln [4H / (d + 2 дельта)]
н
R = -------------------------, м °C ч/ккал (м °C/Вт). (3.12)
гр 2 пи лямбда
гр
3.3. Надземная прокладка
3.3.1. Средние за год удельные часовые тепловые потери каждого из трубопроводов, проложенных надземным способом, определяются по формуле:
пи (t - t )
н.в
q = -------------------------------------------------, (3.13)
н ln [(d + 2 дельта) / d ]
н н 1
------------------------- + ---------------------
2 лямбда альфа (d + 2 дельта)
из н
ккал/м ч (Вт/м),
где t - средняя за год температура теплоносителя в трубопроводе, °C.
Значение альфа при расчетах может быть принято по приложению 9 СНиП 2.04.14-88 [5].
Таблица 3.1
КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
┌───────────────────────────────┬────────────────────────────────┐ │ Теплоизоляционные изделия │ Коэффициент теплопроводности │ │ │лямбда , ккал/ч м °C (Вт/м °C) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Асбестовый матрац, заполненный │0,0748 + 0,0001t (0,087 + │ │совелитом │ из │ │ │0,00012t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, стекловолокном │0,0499 + 0,0002t (0,058 + │ │ │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Асботкань, несколько слоев │0,1118 + 0,0002t (0,13 + │ │ │ из │ │ │0,00026t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Асбестовый шнур │0,1032 + 0,00027t (0,12 + │ │ │ из │ │ │0,00031t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, ШАОН │0,1118 + 0,0002t (0,13 + │ │ │ из │ │ │0,00026t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Асбопухшнур │0,08 + 0,00017t (0,093 + │ │ │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Асбовермикулитовые изделия │0,0697 + 0,0002t (0,081 + │ │марки 250 │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 300 │0,0748 + 0,0002t (0,087 + │ │ │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Битумоперлит │0,1032 + 0,0002t (0,12 + │ │ │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Битумовермикулит │0,1118 + 0,0002t (0,13 + │ │ │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Битумокерамзит │0,1118 + 0,0002t (0,13 + │ │ │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Вулканитовые плиты марки 300 │0,06364 + 0,00013t (0,074 + │ │ │ из │ │ │0,00015t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Диатомовые изделия марки 500 │0,09976 + 0,0002t (0,116 + │ │ │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 600 │0,1204 + 0,0002t (0,14 + │ │ │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Известково-кремнеземистые │0,05934 + 0,00013t (0,069 + │ │изделия марки 200 │ из │ │ │0,00015t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Маты минераловатные прошивные │0,0387 + 0,00017t (0,045 + │ │марки 100 │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 125 │0,04214 + 0,00017t (0,049 + │ │ │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Маты и плиты из минеральной │0,037 + 0,00019t (0,043 + │ │ваты марки 75 │ из │ │ │0,00022t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, стекловатные марки 50 │0,036 + 0,000241t (0,042 + │ │ │ из │ │ │0,00028t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Маты и полосы из непрерывного │0,0344 + 0,00022t (0,04 + │ │стекловолокна │ из │ │ │0,00026t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Пенобетонные изделия │0,0946 + 0,000t (0,11 + │ │ │ из │ │ │0,0003t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Пенопласт ФРП-1 и резопен │0,037 + 0,00016t (0,043 + │ │группы 100 │ из │ │ │0,00019t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Пенополимербетон │0,06 (0,07) │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Пенополиуретан │0,043 (0,05) │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Перлитоцементные изделия марки │0,0654 + 0,00016t (0,076 + │ │300 │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 350 │0,0697 + 0,00016t (0,081 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Плиты минераловатные │0,03784 + 0,00018t (0,044 + │ │полужесткие марки 100 │ из │ │ │0,00021t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 125 │0,0404 + 0,00016t (0,047 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Плиты и цилиндры минераловатные│0,0482 + 0,00016t (0,056 + │ │марки 250 │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Плиты стекловатные полужесткие │0,03784 + 0,0002t (0,044 + │ │марки 75 │ из │ │ │0,00023t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Полуцилиндры и цилиндры │0,04214 + 0,00017t (0,049 + │ │минераловатные марки 150 │ из │ │ │0,0002t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 200 │0,04472 + 0,00016t (0,052 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Скорлупы минераловатные │0,05934 + 0,00016t (0,069 + │ │оштукатуренные │ из │ │ │0,00019t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Совелитовые изделия марки 350 │0,06536 + 0,00016t (0,076 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 400 │0,0671 + 0,00016t (0,078 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Фенольный поропласт ФЛ монолит │0,043 (0,05) │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │Шнур минераловатный марки 200 │0,04816 + 0,00016t (0,056 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 250 │0,0499 + 0,00016t (0,058 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ ├───────────────────────────────┼────────────────────────────────┤ │То же, марки 300 │0,05246 + 0,00016t (0,061 + │ │ │ из │ │ │0,000185t ) │ │ │ из │ └───────────────────────────────┴────────────────────────────────┘
Примечание. Коэффициент теплопроводности, ккал/ч м °C (Вт/м °C), определяется по формуле:
t + 40
лямбда = лямбда + k t = лямбда + k ------,
из из 2
где:
лямбда - коэффициент теплопроводности материала, ккал/ч м °C
(Вт/м °C);
t и t - средняя температура теплоизоляционного слоя и
из
теплоносителя, °C.
Таблица 3.2
ПОПРАВКИ К КОЭФФИЦИЕНТАМ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
|
Техническое состояние изоляционной конструкции
|
Поправка
|
|
Незначительные разрушения покровного и теплоизоляционного слоев
|
1,3 - 1,5
|
|
Частичное разрушение конструкции, уплотнение основного слоя на 30 - 50%
|
1,7 - 2,1
|
|
Уплотнение изоляционного слоя сверху и обвисание его снизу
|
1,6 - 1,8
|
|
Уплотнение основного слоя конструкции на 75%
|
3,5
|
|
Периодическое затопление канала
|
3 - 5
|
|
Незначительное увлажнение основного слоя конструкции (на 10 - 15%)
|
1,4 - 1,6
|
|
Увлажнение основного слоя конструкции (на 20 - 30%)
|
1,9 - 2,6
|
|
Значительное увлажнение основного слоя конструкции (на 40 - 60%)
|
3 - 4,5
|
Таблица 3.3
КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ГРУНТОВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УВЛАЖНЕНИЯ
|
Вид грунта
|
Коэффициент теплопроводности, ккал/ч м °C
(Вт/м °C)
|
||
|
сухой
|
влажный
|
водонасыщенный
|
|
|
Песок, супесь
|
0,95 (1,1)
|
1,65 (1,92)
|
2,1 (2,44)
|
|
Глина, суглинок
|
1,5 (1,74)
|
2,2 (2,56)
|
2,3 (2,67)
|
|
Гравий, щебень
|
1,75 (2,03)
|
2,35 (2,73)
|
2,9 (3,37)
|