Расчет теплоизоляции трубопроводов


В основном для тепловой изоляции используют три вида труб: стальные, медные и пластиковые. Для обозначения диаметра стальных и медных труб применяют три способа: в миллиметрах, дюймах и условных проходах — Ду*. Ду — это «условный проход», который применяется при расчёте различных параметров трубопроводных систем. Например, таких параметров как напор, расход, потребление, слив и т.п., т.е. внутренний диаметр трубы.

Очень часто использование большого давления в трубопроводной системе не требуется, поэтому толщину стенки трубы уменьшают, чтобы можно было экономить на расходе металла при производстве, и наоборот, при необходимости большого давления в трубопроводе или для соединений по резьбе толщину стенки трубы увеличивают.

Диаметр труб называется условным, потому что существуют трубы квадратного, а не круглого сечения. В этом случае для труб квадратного сечения условный проход рассчитывается через площадь поперечного сечения конкретной трубы, расчет должен приводиться к формуле площади круглой трубы и принимается для дальнейших расчетов так, как будто труба круглая и имеет такой-то условный диаметр. В трубах, имеющих круглое сечение Условный проход — Ду полностью совпадает с внутренним диаметром трубы.


Расчет теплоизоляции трубопроводов

Как правило, условные проходы (Ду) стальных труб указывают до 50 размера, после принято указывать наружные диаметры труб. Но для пластиковых труб, обычно указывают только наружные диаметры.

Техническая изоляция для труб, которая поставляется в виде теплоизоляционных трубок (трубчатых элементов) представляется типоразмерами, которые учитывают Dнар — наружные диаметры труб (не надо путать  с Dу -условными диаметрами) труб.

 Расчет теплоизоляции трубопроводов

Пример:

Допустим в Вашей технической спецификации указана стальная труба, имеющая диаметр Ду 20,и теплоизоляционный слой толщиной 13 мм. Не торопитесь заказывать трубную теплоизоляцию, имеющую внутренние диаметры – 20 мм или ближайшим к нему 22 мм (соответственно типоразмеры изоляции 20х13 и 22х13).


Обязательно обратите внимание на тот фактор что, если у Вас стальная труба имеет Ду 20, то с учетом толщины стенки трубы, ее наружный диаметр будет примерно 28 мм, следовательно необходимый размер теплоизоляции 28х13, а если будет применена медная труба, имеющая Ду 20, то ее наружный диаметр будет около 22 мм, а размер теплоизоляции 22х13 (где 13 мм является толщиной теплоизоляционного слоя).

Таблица подбора типоразмеров изоляции для труб

На кабели и провода с пластмассовой и резиновой изоляцией, предназначенные для стационарных и передвижных силовых и осветительных установок различного назначения на номинальное переменное напряжение по 6 кВ частоты по 1 кГц и постоянное напряжение до 6 кВ. ГОСТ 23286-78 приняты шесть категорий толщины изоляции:

И-1 — изоляция кабелей и проводов в оболочке на номинальное переменное напряжение до 220 В (для систем 220/380 В) или постоянное напряжение до 700 В,

И-2 — изоляция кабелей и проводов без оболочки на номинальное переменное напряжение до 220 В (для систем 220/380 В) или постоянное напряжение до 700 В.


И-3 — изоляция кабелей и проводов в оболочке на номинальное переменное напряжение от 220 В (для систем 220/380 В) до 400 В (для систем 400/600 В) и постоянное напряжение от 700 до 1000 В.

И-4 — изоляция кабелей и проводов без оболочки на номинальное переменное напряжение от 220 В (для систем 220/380 В) до 400 В (для систем 400/600 В) или постоянное напряжение от 700 до 1000 В.

И-5 — изоляция кабелей и проводов на номинальное переменное напряжение от 400 В (для систем 400/600 В) по 1800 В (для систем 1800/3000 В) или постоянное напряжение от 1000 до 6000 В.

И-6 — изоляция кабелей и проводов на номинальное переменное напряжение 3600 В (для систем 3600/6000 В). При обозначении категории изоляции добавляются соответствующие индексы: п ~ пластмассовой, р — резиновой изоляции.

1  Методы расчета теплоизоляции для трубопроводов    

Качественная теплоизоляция трубопроводов возможна только в том случае, когда утепление производится эффективным материалом, с максимально низкой теплопроводностью, правильно рассчитанным для условий конкретного случая.

Пренебрежение расчетом теплоизоляции с звукоизоляцией потолка своими руками, в итоге, выльется против самого же владельца трубопровода. Во-первых – неподходящий утеплитель (недостаточность толщины, высокая теплопроводность и тд), попросту не будет нормально выполнять требуемые задачи.


И наоборот, отсутствие расчета изоляции также чревато неоправданными финансовыми затратами, так как стоимость утеплителя напрямую зависит от его толщины, которая, в некоторых случаях, может быть попросту излишней.

Расчет изоляции необходим для определения объема и толщины, которой должен обладать утеплитель для трубопроводов.

При расчете толщины изоляции необходимо учитывать следующие факторы:

  • Температуру среды, циркулирующей в трубопроводе;
  • Допустимую величину механической нагрузки на конструкцию трубопровода;
  • Перепады температуры воздуха в окружающей трубопровод среде;
  • В случае, если трубопровод расположен в почве – нагрузку, которую он испытывает от грунта;
  • Теплоизоляционные характеристики утеплителя, который вы предпочитаете использовать;
  • Устойчивость теплоизоляции к деформации как у ветрозащитных мембран Изоспан.

Комплексная теплоизоляция труб из сшитого полиэтилена

Также необходимо учитывать требования Строительных Норм и Правил (СНиП), которые определяют особенности утеплителей, исходя из эксплуатационных условий и типа трубопровода.

Для любых трубопроводов с температурой рабочей среды до 12 градусов, с соответствиями с указаниями СНиП, необходимо использовать фольгированный теплоизоляционный материал.


Слой фольги, в таком случае, будет выступать в качестве пароизоляционного барьера, препятствующего образованию конденсата на поверхности трубопровода. А так не может даже теплоизоляция K-Flex для труб.

Ниже представлено два метода, каждый из которых в итоге даст правильный результат. Первый метод – использование онлайн-калькулятора, гораздо проще и быстрее.

Второй – классический расчет по инженерным формулам, более трудоемкий, однако дает возможность рассчитать те параметры теплоизоляции, которые не учитываются в онлайн-программах.

1.1 Расчет посредством онлайн-калькулятора

Ранее, когда качественных компьютерных программ в этой сфере не существовало, для профессионального расчета толщины изоляции для трубопроводов было необходимо пользоваться оплачиваемыми услугами инженеров, однако сейчас ситуация изменилась.

vot-sobstvenno-tak-vyglyadit-onlayn-pomoschnik

К услугам частных пользователей, в интернете представлено большое количество разнообразных инженерных калькуляторов, который позволяют выполнить быстрый и качественный расчет параметров требуемого утепления.

Данный калькуляторы представлены в свободном доступе, они не требуют какой-либо оплаты, поскольку нет необходимости устанавливать калькулятор на компьютер. Вы просто заходите на сайт с программой, и используете её в своих целях.

Технология расчет посредством таких программ достаточно простая. Качественный калькулятор многофункционален – он дает возможность выполнить расчет изоляции сразу по нескольким итоговым целям.


  • Теплоизоляция трубопровода для получения требуемой температуры на поверхности труб (изоляция горячих труб от детей, и тд), и здесь лучше всего ставить отражающие теплоизоляционные материалы;
  • Теплоизоляция трубопровода для защиты циркулирующей в нём среды от промерзания в холодное время года;
  • Теплоизоляция трубопровода для защиты труб от влаги, конденсирующейся на поверхности утеплителя;
  • Теплоизоляция для двухтрубной тепловой магистрали при подземной прокладке.

После выбора требуемой задачи, калькулятор предлагает вам ввести исходные данные, необходимые для осуществления расчета:

  • Диаметр наружной поверхности трубы;
  • Температура рабочей среды трубопровода;
  • Длительность времени, за которое происходит замерзание циркулирующей в трубах жидкости, при отсутствии принудительной прокачки;
  • Материал, из которого изготовлены трубы (металл, медь, либо пластик);
  • Температура на поверхности трубопровода;
  • Коэффициент теплопроводности используемого утеплителя (как правило, калькулятор сам устанавливает этот показатель, и предлагает вам выбрать утеплитель из представленных материалов).

По итогам расчет вы узнаете, какой толщины утеплитель нужно использовать в вашем случае. Не рекомендуется брать утеплитель «с запасом» (теплоизоляция Изорок), поскольку излишняя толщина материала никакой роли играть не будет, а удорожание стоимости теплоизоляции произойдет существенное.

Теплоизоляция трубопровода утеплителем Термит

1.2 Самостоятельный инженерный расчет по формулам

В случае, если онлайн-калькулятор вам по каким-либо причинам не доступен, либо вы желаете проверить полученный результат, можно воспользоваться старым проверенным способом – расчетом теплоизоляции посредством инженерных формул.

Расчет толщины теплоизоляции для трубопроводов своими руками осуществляется в несколько этапов.

  1. В первую очередь вычисляется температурное сопротивление теплоизоляции, которая будет использоваться для утепления труб. Выполняется оно по следующей формуле.

s

  • Dиз – диаметр используемой теплоизоляции;
  • Dн — диаметр трубопровода;
  • Из – коэффициент теплопроводности утеплителя;
  • В – коэффициент теплообмена между воздухом и теплоизоляционным материалом.

  1. Далее, высчитывается линейная плотность теплового потока.

d

  • tн – температура на поверхности трубопровода;
  • tиз – температура на поверхности теплоизоляции.
  1. На третьем этапе выполняется расчет температуры на внутренней стенки теплоизоляции.

f

  • dв – внутренний диаметр трубопровода;
  • г – коэффициент теплообмена между стенкой трубопровода и циркулирующей средой;
  • т – коэффициент теплопроводности материала, использующегося для изготовления труб.
  1. Последней подводящей формулой является расчет теплового баланса.

g

В данную формулу подставляются все величины, уже использованные раннее.

  1. Последняя формула – расчет толщины теплоизоляции для трубопровода.

asd

На этих же формулах базируется алгоритм действия любого онлайн-калькулятора по расчету толщины утеплителей.

Характеристики прокладки сетей и нормативной методики вычислений


Выполнение вычислений по определению толщины теплоизоляционного слоя цилиндрических поверхностей – процесс достаточно трудоемкий и сложный. Если вы не готовы доверить его специалистам, следует запастись вниманием и терпением для получения верного результата. Самый распространенный способ расчета теплоизоляции труб – это вычисление по нормируемым показателям тепловых потерь. Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

Схема утепления трубы

  • открытым способом на улице;
  • открыто в помещении или тоннеле;
  • бесканальным способом;
  • в непроходных каналах.

Суть расчета заключается в подборе теплоизоляционного материала и его толщины таким образом, чтобы величина тепловых потерь не превышала значений, прописанных в СНиПе. Методика вычислений также регламентируется нормативными документами, а именно – соответствующим Сводом Правил. Последний предлагает несколько более упрощенную методику, нежели большинство существующих технических справочников. Упрощения заключены в таких моментах:


  1. Потери теплоты при нагреве стенок трубы транспортируемой в ней средой ничтожно малы по сравнению с потерями, которые теряются в слое наружного утеплителя. По этой причине их допускается не учитывать.
  2. Подавляющее большинство всех технологических и сетевых трубопроводов изготовлено из стали, ее сопротивление теплопередаче чрезвычайно низкое. В особенности если сравнивать с тем же показателем утеплителя. Поэтому сопротивление теплопередаче металлической стенки трубы рекомендуется во внимание не принимать.

Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

Формула расчета

ln B = 2πλ [K(tт – tо) / qL – Rн]

В этой формуле:

  • λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
  • K – безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
  • tт – температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
  • tо – температура наружного воздуха, ⁰C;
  • qL – величина теплового потока, Вт/м2;
  • Rн – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

Таблица 1

Условия прокладки трубы Значение коэффициента К
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода до 150 мм. 1.2
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода 150 мм и более. 1.15
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на подвесных опорах. 1.05
Неметаллические трубопроводы, проложенные на подвесных или скользящих опорах. 1.7
Бесканальный способ прокладки. 1.15

Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

Таблица 2

Rн,(м2 ⁰C) /Вт DN32 DN40 DN50 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 DN350 DN400 DN500 DN600 DN700
tт = 100 ⁰C 0.12 0.10 0.09 0.07 0.05 0.05 0.04 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.017 0.015
tт = 300 ⁰C 0.09 0.07 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.015 0.013
tт = 500 ⁰C 0.07 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.016 0.014 0.012

Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

Показатель В следует рассчитывать отдельно:

Таблица тепловых потерь

B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

  • dиз – наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
  • dтр – наружный диаметр защищаемой трубы, м;
  • δ – толщина теплоизоляционной конструкции, м.

Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

δ = [K(tт – tо) / qF – Rн]

В этой формуле:

  • δ – толщина теплоизоляционной конструкции, м;
  • qF – величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
  • остальные параметры – как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

Метод определения по заданной величине снижения температуры теплоносителя

Материалы для изоляции

Задача такого рода часто ставится в том случае, если до конечного пункта назначения транспортируемая среда должна дойти по трубопроводам с определенной температурой. Поэтому определение толщины изоляции требуется произвести на заданную величину снижения температуры. Например, из пункта А теплоноситель выходит по трубе с температурой 150⁰C, а в пункт Б он должен быть доставлен с температурой не менее 100⁰C, перепад не должен превысить 50⁰C. Для такого расчета в формулы вводится длина l трубопровода в метрах.

Вначале следует найти полное сопротивление теплопередаче Rп всей теплоизоляции объекта. Параметр высчитывается двумя разными способами в зависимости от соблюдения следующего условия:

Если значение (tт.нач – tо) / (tт.кон – tо) больше или равно числу 2, то величину Rп рассчитывают по формуле:

Rп = 3.6Kl / GC ln [(tт.нач – tо) / (tт.кон – tо)]

В приведенных формулах:

  • K – безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры (Таблица 1);
  • tт.нач – начальная температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
  • tо – температура окружающей среды, ⁰C;
  • tт.кон – конечная температура в градусах транспортируемой среды;
  • Rп – полное тепловое сопротивление изоляции, (м2 ⁰C) /Вт
  • l – протяженность трассы трубопровода, м;
  • G – расход транспортируемой среды, кг/ч;
  • С – удельная теплоемкость этой среды, кДж/(кг ⁰C).

Теплоизоляция стальной трубы

В противном случае выражение (tт.нач – tо) / (tт.кон – tо) меньше числа 2, величина Rп высчитывается таким образом:

Rп = 3.6Kl [(tт.нач – tт.кон) / 2 – tо ] : GC (tт.нач – tт.кон)

Обозначения параметров такие же, как и в предыдущей формуле. Найденное значение термического сопротивления Rп подставляют в уравнение:

ln B = 2πλ (Rп – Rн), где:

  • λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
  • Rн – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

После чего находят числовое значение В и делают расчет изоляции по знакомой формуле:

δ = dиз (B – 1) / 2

В данной методике просчета изоляции трубопроводов температуру окружающей среды tо следует принимать по средней температуре самой холодной пятидневки. Параметры К и Rн – по приведенным выше таблицам 1,2. Более развернутые таблицы для этих величин имеются в нормативной документации (СНиП 41-03-2003, Свод Правил 41-103-2000).

Виды изоляционных материалов

Для выполнения изоляции трубопроводов используются различные материалы. Они отличаются по типу нанесения, толщине слоя и по своим характеристикам. К выбору следует относиться внимательно. Битумные покрытия еще не так давно считались самыми востребованными. В некоторых случаях трубу может дополнительно защищать стеклохолст. Битумные материалы используются для теплоизоляции подземных линий. Они препятствуют возникновению коррозии. Рабочие условия следующие: при обычной наружной прокладке -40/+65°C, для подземного глубинного использования -5/+30°C.

Расчет теплоизоляции трубопроводов

Таблица изоляции медных и стальных труб.

В целях экономии можно применять полимерно-битумные композиции. Монтаж быстрый, качество изоляции трубопровода получается высоким. ППУ — надежный и прочный материал, который может быть использован во время бесканальной или канальной прокладки коммуникаций, для надземного трубопровода. Получается прокладка «труба в трубе». Процесс работ простой, с ним справится даже новичок. Пенополиуретан в жидком виде наносится на поверхность, после чего он застывает, образуя прочную и крепкую скорлупу.

Антикоррозионная, полиэтиленовая изоляция — это многослойное покрытие, которое наносится только в промышленных условиях. Такие трубы применяются для транспортировки нефтепродуктов, газовых смесей. Стекловата сегодня применяется тоже часто. Это простой и надежный материал, который наносится просто. Расчет площади проводится без особых трудностей, но необходимо учесть толщину слоя. Минеральная вата тоже отлично подходит для теплотрасс. Материал может использоваться для утепления труб с разным диаметром.

Укладка изоляции

Расчет изоляции зависит от того, какая укладка применяется. Она может быть наружной либо внутренней. Наружная изоляция рекомендована для защиты систем отопления. Она наносится по внешнему диаметру, обеспечивает защиту от потерь тепла, появления следов коррозии. Для определения объемов материала достаточно вычислить поверхностную площадь трубы.

Расчет теплоизоляции трубопроводов

Теплоизоляция сохраняет температуру в трубопроводе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Внутренняя укладка используется для водопровода. Она отлично защищает от химической коррозии, предотвращает потери тепла трассами с горячей водой. Обычно это обмазочный материал в виде лаков, специальных цементно-песчаных растворов. Выбор материала может осуществляться и в зависимости от того, какая прокладка будет применяться.

Канальная прокладка востребована чаще всего. Для этого предварительно устраиваются специальные каналы, в них и помещаются трассы. Реже используется бесканальный способ укладки, так как для проведения работ необходимо специальное оборудование и опыт. Метод применяется в том случае, когда выполнять работы по устройству траншей нет возможности.

Устранение дефектов изоляции

Со временем для изоляции трубопровода потребуется ремонт. Конечно, правильная эксплуатация позволяет продлить сроки службы не только труб, но и отделки. Периодически требуется проводить осмотр, после чего выполнять частичный ремонт, чтобы не доводить до капитального, т.е. замены самого слоя изоляции или в худшем случае труб. Как избежать ремонтов? Необходима установка специальных датчиков, контролирующих состояние системы.

Сам ремонт может заключаться в выполнении таких действий:

  1. Регулярно следует проводить осмотр состояния поверхности изоляции.
  2. Если есть повреждения, то надо залатать дефектный участок, осмотреть поверхность трубы.
  3. Дальнейший ремонт зависит от того, в каком состоянии находятся трубы. Обычно требуется просто счистить следы коррозии, но в более сложных случаях нужна замена отдельных участков. Затем наносится новый слой изоляции трубопровода.

При ремонте покрытия следует выбирать тот же материал, который и был ранее. Если он по каким-либо условиям не удовлетворяет требованиям, то заменять следует всю изоляцию, чтобы не происходило теплопотерь, не возникло участков, подверженных коррозии.

Для теплоизоляции труб и их защиты от коррозии можно применять разные материалы. Перед тем как приобретать их, следует правильно выбрать покрытие.

Расчет теплоизоляции трубопроводов

При нахождении количества необходимой жидкости в отопительной системе часто нужно решить отдельную задачу – выполнить расчет объема трубы с заданными параметрами. Сама вычислительная формула проста. Однако на практике для получения точного результата применять ее нужно аккуратно.

Мы расскажем о том, как рассчитать внутренний объем важной коммуникационной системы. В представленной нами статье детально разобраны варианты проведения вычислений для трубопровода и приборов отопления. С учетом наших советов вы оперативно решите задачу.

Геометрические параметры труб

Для определения объема трубы необходимо и достаточно знать всего два ее показателя: длину и внутренний (фактический) диаметр. Последний параметр важно не перепутать с внешним размером, который приводят для правильного подбора фитингов и соединительных элементов.

Если значение толщины стенки неизвестно, то вместо расчетного внутреннего диаметра можно использовать DN (диаметр внутреннего прохода). Они приблизительно равны, а величина DN, как правило, указана на маркировке, которую размещают на внешней стороне изделия.

Перед тем как попробовать рассчитать объем любой трубы, необходимо не допустить распространенную ошибку и привести все параметры к единой системе измерения. Дело в том, что длину обычно выражают в метрах, а диаметр – в миллиметрах. Отношение этих двух единиц следующее: 1 м = 1000 мм.

На самом деле, можно привести параметры и к промежуточным значениям – сантиметрам или дециметрам. Иногда это даже удобно, учитывая, что в этом случае количество знаков после запятой или, наоборот, нулей, будет не очень большое.

Для произведенных не в России (и не для России) труб диаметр может быть выражен в дюймах. В этом случае необходимо выполнить пересчет, учитывая, что 1″ = 25.4 мм.

Формула для отдельно взятой трубы

С позиции геометрии, труба представляет собой прямой круговой цилиндр.

Объем такого объекта равен площади сечения умноженной на длину:

V = l * S

Площадь сечения трубы, имеющей форму круга с известным диаметром, вычисляют по формуле:

S = π * d 2 / 4

Итоговая формула объема трубы с известными внутренним диаметром и длиной будет иметь следующий вид:

V = π * l * d 2 / 4

Если единицей измерения длины и диаметра трубы будет другая величина (дм, см или мм), то объем будет выражен в дм 3 , см 3 или мм 3 соответственно.

Также, хотелось показать вам нехитрый способ измерения внешнего диаметра трубы (D) без штангенциркуля. D = L / π, где L – длина окружности:

Для правильного вычисления объема труб необходимо подставить в простую формулу два параметра: длину и внутренний диаметр. Насколько точно они будут измерены или рассчитаны, настолько точным будет полученный результат.

Прикладные примеры проведения расчетов

Существенную помощь в разборе принципов вычислений и последовательности действий при выполнении расчетов окажут конкретные примеры, с которыми стоит ознакомиться заинтересованным посетителям.

Задача #1 – расчет объема требуемого теплоносителя

Для загородного дома временного проживания нужно рассчитать объем закупаемого пропиленгликоля – теплоносителя не застывающего при температурах до -30°C. Система отопления состоит из печи с рубашкой на 60 литров, четырех алюминиевых батарей по 8 секций каждая и 90 метров трубы PN25 (20 x 3.4).

Объем жидкости в трубе нужно посчитать в литрах. Для этого в качестве единицы измерения надо взять дециметр. Формулы перехода от стандартных величин длины следующие: 1 м = 10 дм и 1 мм = 0.01 дм.

Объем рубашки котла известен. V1 = 60 л.

В паспорте алюминиевого радиатора Elegance EL 500 указано, что объем одной секции равен 0.36 л. Тогда V2 = 4 * 8 * 0.36 = 11.5 л.

Вычислим суммарный объем труб. Их внутренний диаметр d = 20 – 2 * 3.4 = 13.2 мм = 0.132 дм. Длина l = 90 м = 900 дм. Следовательно:

V3 = π * l * d 2 / 4 = 3.1415926 * 900 * 0.132 * 0.132 / 4 = 12.3 дм 3 = 12.3 л.

Таким образом, теперь можно найти общий объем:

Процентное отношение количества жидкости в трубах по отношению ко всей системе составляет всего 15%. Но если протяженность коммуникаций большая или используют система “водяной теплый пол”, то вклад труб в общий объем значительно увеличивается.

Задача #2 – расчет объема самодельного радиатора

Разберем, как рассчитать классический самодельный радиатор отопления из четырех горизонтальных труб длиной 2 м. Сначала необходимо найти площадь сечения. Измерить наружный диаметр можно с торца изделия.

Пусть он будет 114 мм. Используя таблицу стандартных параметров стальных труб, найдем толщину стенки, характерной для этого размера – 4.5 мм.

Вычислим внутренний диаметр:

d = 114 – 2 * 4.5 = 105 мм.

Определим площадь сечения:

S = π * d 2 / 4 = 8659 мм 2 .

Суммарная длина всех фрагментов равна 8 м (8000 мм). Найдем объем:

V = l * S = 8000 * 8659 = 69272000 мм 3 .

Объем вертикальных соединительных трубок можно вычислить аналогичным образом. Но этой величиной можно и пренебречь, так как она будет составлять менее 0.1% от общего объема радиатора отопления.

Получившееся значение неинформативно, поэтому переведем его в литры. Так как 1 дм = 100 мм, то 1 дм 3 = 100 * 100 * 100 = 1000000 = 10 6 мм 3 .

Поэтому V = 69272000 / 10 6 = 69.3 дм 3 = 69.3 л.

Большие батареи или системы отопления (которые устанавливают, например, на фермах) требуют значительные объемы теплоносителя.

Поэтому так как нужно будет посчитать объем труб в м 3 , то и все габариты перед подстановкой их в формулу надо будет сразу переводить в метры.

Задача #3 – расчет необходимой длины ПП труб

Получить значение длины фрагмента можно с использованием обыкновенной линейки или рулетки. Незначительными изгибами и провисаниями полимерных труб можно пренебречь, так как они не приведут к серьезной итоговой ошибке.

Для соблюдения точности гораздо важнее правильно определить начало и конец фрагмента:

  • При присоединении трубы к стояку измерять длину нужно от начала горизонтального фрагмента. Не нужно захватывать примыкающую часть стояка, так как это приведет к двойному подсчету одного и того же объема.
  • На входе в батарею измерять длину нужно до ее трубок захватывая краны. Они не учитываются при определении объема радиатора по его паспортным данным.
  • На входе в котел измерять нужно от рубашки учитывая длину выходящих трубок.

Закругления можно измерять упрощенно – считать, что они проходят под прямым углом. Такой метод допустим, так как общий их вклад в длину труб незначителен.

Объем теплого пола считают по метражу установленных труб.

Если данные по длине или схема отсутствуют, но известен шаг между трубками, то расчет можно провести по следующей приблизительной формуле (вне зависимости от способа укладки):

l = (n – k) * (m – k)/k

  • n – длина участка теплого пола;
  • m – ширина участка теплого пола;
  • k – шаг между трубками;
  • l – итоговая длина трубок.

Несмотря на малое сечение труб, которые применяют для водяного теплого пола, их общая протяженность приводит к значительному объему вмещаемого теплоносителя.

Так, для обеспечения системы, аналогичной на приведенном выше рисунке (длина – 160 м, внешний диаметр – 20 мм), необходимо будет 26 литров жидкости.

Получение результата экспериментальным методом

На практике возникают проблемные ситуации, когда гидравлическая система имеет сложную структуру или некоторые ее фрагменты проложены скрытным способом. В этом случае определить геометрию ее частей и рассчитать общий объем становится невозможно. Тогда единственным выходом становится проведение эксперимента.

Необходимо слить всю жидкость, взять какую-либо мерную емкость (например, ведро) и наполнить систему до нужного уровня. Заливка происходит через самую верхнюю точку: расширительный бак открытого типа или верхний спусковой клапан. При этом все остальные клапаны должны быть открыты во избежание образования воздушных пробок.

Если движение воды по контуру осуществляет насос, то нужно дать ему час или два поработать без подогрева теплоносителя. Это поможет выгнать остаточные воздушные скопления. После этого нужно еще раз долить жидкость в контур.

Такой метод можно использовать и для отдельных частей отопительного контура, например, теплого пола. Для этого нужно его отсоединить от системы и таким же образом “пролить”.

Выводы

Несмотря на то, что в сети нам предложен огромный выбор программных продуктов для производства вычислений по литражу теплоносителя, есть гостовские таблицы для определения внутреннего объема труб, знать принципы «ручных» расчетов нужно.

Они необходимы тем, кто самостоятельно занимается сооружением и ремонтом коммуникаций, и тем, кто пользуется услугами проектных и строительных организаций. Полезные сведения помогут определиться с расходом материала перед устройством системы, точно подсчитать смету и получить представление о предстоящих эксплуатационных выплатах.


Использованные источники

  1. s-k-s.ru/guide/tablicza-podbora-tiporazmerov-izolyaczii-dlya-trub/
  2. rostech.info/normy-tolschiny-izolyatsii-u-kabelya-i-provoda
  3. uteplimvse.ru/izolyaciya/kalkuliator-trub.html
  4. ostroymaterialah.ru/izolyaciya/raschet-tolshhiny-izolyacii-truboprovodov.html
  5. gbou1595.ru/kalkuljator-obema-izoljacii-truby-v-m3/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.