В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 до 300 °С
для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять
теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3
и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06
Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной
прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К).
Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов δ k, м по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле:
где – наружный диаметр трубопровода, м;
отношение наружного диаметра изоляционного слоя к диаметру трубопровода .
Величину определяют по формуле:
основание натурального логарифма;
теплопроводность теплоизоляционного слоя Вт/(м·oС) определяемый по приложению 14.
Rк - термическое сопротивление слоя изоляции, м·°С/Вт, величину которого определяют при подземной канальной прокладке трубопровода по формуле:
где суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового
потока, м·°С/Вт определяемое по формуле:
где средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, оС. В соответствии с [6] её следует принимать при различных температурных режимах по таблице 6:
Таблица 6 – Температура теплоносителя при различных режимах
Температурные режимы водяных тепловых сетей, oC
95-70
150-70
180-70
Трубопровод
Расчетная температура теплоносителя, oC
Подающий
65
90
110
Обратный
50
50
50
среднегодовая температура грунта, для различных городов указана в [ 9, c 360 ]
нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м (принимается по приложению15);
коэффициент, принимаемый по приложению 16;
коэффициент взаимного влияния температурных полей соседних трубопроводов;
термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, м·oС /Вт, определяемое по формуле:
где коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в
окружающий воздух, Вт/(м. · °С) который, согласно [6], принимается при прокладке в каналах , Вт/(м · °С);
d – наружный диаметр трубопровода, м;
термическое сопротивление внутренней поверхности канала, м·oС/Вт, определяемое по формуле:
где коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала, αe = 8 Вт/(м. · °С);
внутренний эквивалентный диаметр канала, м, определяемый
по формуле:
периметр сторон по внутренним размерам канала, м; (размеры каналов приведены в приложении 17)
внутреннее сечение канала, м2;
термическое сопротивление стенки канала, м·oС/Вт определяемое по формуле:
где теплопроводность стенки канала, для железобетона
наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;
термическое сопротивление грунта, м·oС/Вт определяемое по формуле:
где коэффициент теплопроводности грунта, зависящий от его
структуры и влажности. При отсутствии данных значение можно принимать для влажных грунтов 2,0–2,5 Вт/(м · °С), для сухих грунтов 1,0–1,5 Вт/(м · °С);
глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м.
Расчетную толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции на основе волокнистых материалов и изделий (матов, плит, холстов) следует округлять до значений, кратных 10 мм. В конструкциях на основе минераловатных полуцилиндров, жестких ячеистых материалов, материалов из вспененного синтетического каучука, пенополиэтилена и пенопластов следует принимать ближайшую к расчетной толщину изделий по нормативным документам на соответствующие материалы.
Если расчетная толщина теплоизоляционного слоя не совпадает с номенклатурной толщиной выбранного материала, следует принимать по
действующей номенклатуре ближайшую более высокую толщину
теплоизоляционного материала. Допускается принимать ближайшую более низкую толщину теплоизоляционного слоя в случаях расчета по температуре на поверхности изоляции и нормам плотности теплового потока, если разница между расчетной и номенклатурной толщиной не превышает 3 мм.
ПРИМЕР 8. Определить толщину тепловой изоляции по нормируемой плотности теплового потока для двухтрубной тепловой сети с dн = 325 мм, проложенной в канале типа КЛ 120x60. Глубина заложения канала hк=0,8 м,
Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов tгр= 5,5 oC, теплопроводность грунта λгр=2,0 Вт/(м·oC), тепловая изоляция – маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем. Температурный режим тепловой сети 150-70oC.
Решение:
1. По формуле (51) определим внутренний и наружный эквивалентный диаметр канала по внутренним и наружным размерам его поперечного сечения:
2. Определим по формуле (50) термическое сопротивление внутренней поверхности канала
3. По формуле (52) рассчитаем термическое сопротивление стенки канала:
4. По формуле (49) определим термическое сопротивление грунта:
5. Приняв температуру поверхности теплоизоляции , (приложение) определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего и обратного трубопроводов:
6. Используя приложение, определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов теплоизоляционных из минеральной ваты на синтетическом связующем):
7. По формуле (49) определим термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя
8. По формуле (48) определим суммарные термические сопротивления для подающего и обратного трубопроводов:
9. Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:
10. Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего и обратного трубопроводов по формуле (47):
x
x = 1,192
x
x = 1,368
11. Величину B для подающего и обратного трубопроводов определим по формуле (46):
12. Определим толщину тепловой изоляции для подающего и обратного трубопроводов по формуле (45):
13. Принимаем толщину основного слоя изоляции для подающего и обратного трубопроводов одинаковой и равной 100 мм.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Министерство образования и науки РФ высшего профессионального образования Российский государственный профессионально-педагогический университет Институт электроэнергетики и информатики Кафедра автоматизированных систем электроснабжения
Курсовой проект по дисциплине
«Теплоснабжение промышленных предприятий и городов»
Выполнил:
Проверил:
Екатеринбург
2012
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Расчетная температура для проектирования систем отопления и вентиляции некоторых городов Российской Федерации (на основании СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
Город
Температура tнро, oC
Город
Температура
tнро, oC
Архангельск
-31
Пенза
-29
Астрахань
-23
Петропавловск-Камчатский
-20
Барнаул
-39
Псков
-26
Белгород
-23
Пятигорск
-20
Братск
-43
Ржев
-28
Брянск
-26
Ростов-на-Дону
-22
Владивосток
-24
Рязань
-27
Воронеж
-26
Самара
-30
Волгоград
-25
Санкт-Петербург
-26
Грозный
-18
Смоленск
-26
Екатеринбург
-35
Ставрополь
-19
Елабуга
-34
Таганрог
-22
Иваново
-30
Тамбов
-28
Иркутск
-36
Тверь
-29
Казань
-32
Тихорецк
-22
Караганда
-32
Тобольск
-39
Кострома
-31
Томск
-40
Курск
-26
Тула
-27
Махачкала
-14
Тюмень
-38
Москва
-28
Улан-Удэ
-37
Мурманск
-27
Ульяновск
-31
Нижний Новгород
-31
Ханты-Мансийск
-41
Новосибирск
-39
Чебоксары
-32
Омск
-37
Челябинск
-34
Оренбург
-31
Чита
-38
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной (для ориентировочных расчетов).
Город
Температура наружного воздуха, oC
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
+8
Архангельск
-
1
10
48
150
380
820
1580
2670
4300
6024
Астрахань
-
-
-
3
32
114
291
601
1238
2460
4128
Барнаул
1
12
52
170
415
792
1430
2260
3120
4130
5250
Белгород
-
-
1
10
58
254
680
1462
2684
4704
Братск
21
96
236
478
861
1343
2021
2752
3439
4214
5904
Брянск
-
-
-
2
17
89
356
870
1730
3210
4950
Владивосток
-
-
-
-
2
91
518
1350
2210
3320
4820
Воронеж
-
-
-
7
34
144
470
1020
1850
3380
4780
Волгоград
-
-
-
1
13
126
420
930
1650
3100
4368
Грозный
-
-
-
-
8
48
148
325
692
1772
3936
Екатеринбург
-
1
11
54
198
494
1070
1980
3020
4000
5472
Елабуга
1
20
104
319
767
1483
2406
3458
5065
Иваново
-
-
5
42
102
275
635
1300
2070
3800
5210
Иркутск
-
7
58
172
458
864
1730
2600
3300
4320
5780
Казань
-
-
1
20
117
328
790
1520
2480
3800
5230
Караганда
-
3
35
109
276
584
1070
1870
2820
4020
5080
Кострома
-
-
3
22
79
244
618
1268
2235
3459
5376
Курск
-
-
-
3
15
97
343
872
1740
3260
4750
Махачкала
-
-
-
-
-
3
18
72
260
1030
3620
Москва
-
-
3
15
47
172
418
905
1734
3033
4910
Мурманск
-
-
-
6
38
135
452
1117
2276
4002
6740
Нижний Новгород
-
-
2
25
99
281
685
1350
2320
3820
5230
Новосибирск
-
15
89
205
488
910
1550
2430
3290
4270
5450
Омск
1
6
64
195
485
950
1660
2480
3310
4250
5280
Оренбург
-
-
5
35
166
500
1060
1810
2640
3770
4820
Пенза
-
-
2
11
55
232
670
1420
2390
3670
4950
Петропавловск-Камчатский
-
-
-
-
1
47
175
925
2219
4188
6316
Псков
-
-
-
1
25
109
285
690
1465
2784
5088
Пятигорск
-
-
-
-
-
4
57
222
806
2138
4200
Ржев
14
53
165
519
1084
2025
3353
5232
Ростов-на-Дону
-
-
-
-
5
41
178
494
1130
2720
4200
Рязань
-
-
1
13
58
187
540
1170
2080
3620
5100
Самара
-
-
1
10
114
400
890
1490
2360
3780
4950
Санкт-Петербург
-
-
-
-
21
83
273
708
1533
2878
5240
Смоленск
-
-
-
2
23
112
381
964
1852
3241
5050
Ставрополь
-
-
-
-
5
17
79
307
959
2181
4056
Таганрог
-
-
-
-
5
41
176
486
1116
2272
4152
Тамбов
-
-
-
-
1
19
139
464
1159
2497
5304
Тверь
-
-
-
14
48
160
516
1080
2020
3620
5250
Тихорецк
-
-
-
-
5
38
165
456
1046
2128
3888
Тобольск
-
6
43
158
386
820
1500
2360
3290
4070
5500
Томск
3
17
82
228
500
932
1600
2500
3360
4400
5600
Тула
-
-
2
10
24
70
206
456
2440
3500
4960
Тюмень
-
5
25
118
294
670
1270
2120
3050
4050
5280
Улан-Удэ
1
15
86
344
859
1592
2348
3000
3549
4220
5640
Ульяновск
-
-
-
12
94
330
800
1560
2420
3660
5110
Ханты-Мансийск
7
63
181
425
806
1345
1998
2698
3438
4303
5952
Чебоксары
-
-
1
20
94
284
701
1399
2348
3490
5208
Челябинск
-
-
7
39
166
520
1110
1950
2980
3920
5180
Чита
-
22
146
478
1050
1800
2540
3160
3340
4400
5760
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Среднемесячные температуры наружного воздуха для ряда городов Российской Федерации (по данным СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
Город
Средняя месячная температура воздуха,oC
Янв.
Фев.
Март
Апр.
Май
Июнь
Июль
Авг.
Сен.
Окт
Нояб
Дек
Архангельск
-12,9
-12,5
-8,0
-0,9
6,0
12,4
15,6
13,6
7,9
1,5
-4,1
-9,5
Астрахань
-6,7
-5,6
0,4
9,9
18,0
22,8
25,3
23,6
17,3
9,6
2,4
-3,2
Барнаул
-17,5
-16,1
-9,1
2,1
11,4
17,7
19,8
16,9
10,8
2,5
-7,9
-15,0
Белгород
-8,5
-6,4
-2,5
7,5
14,6
17,9
19,9
18,7
12,9
6,4
0,3
-4,5
Братск
-20,7
-19,4
-10,2
-1,2
6,2
14,0
17,8
14,8
8,1
-0,5
-9,8
-18,4
Брянск
-9,1
-8,4
-3,2
5,9
12,8
16,7
18,1
16,9
11,5
5,0
-0,4
-5,2
Владивосток
-13,1
-9,8
-2,4
4,8
9,9
13,8
18,5
21,0
16,8
9,7
-0,3
-9,2
Воронеж
-9,8
-9,6
-3,7
6,6
14,6
17,9
19,9
18,6
13,0
5,9
-0,6
-6,2
Волгоград
-7,6
-7,0
-1,0
10,0
16,7
21,3
23,6
22,1
16,0
8,0
-0,6
-4,2
Грозный
-3,8
-2,0
2,8
10,3
16,9
21,2
23,9
23,2
17,8
10,4
4,5
-0,7
Екатеринбург
-15,5
-13,6
-6,9
2,7
10,0
15,1
17,2
14,9
9,2
1,2
-6,8
-13,1
Елабуга
-13,9
-13,2
-6,6
3,8
12,4
17,4
19,5
17,5
11,2
3,2
-4,4
-11,1
Иваново
-11,9
-10,9
-5,1
4,1
11,4
15,8
17,6
15,8
10,1
3,5
-3,1
-8,1
Иркутск
-20,6
-18,1
-9,4
1,0
8,5
14,8
17,6
15,0
8,2
0,5
-10,4
-18,4
Казань
-13,5
-13,1
-6,5
3,7
12,4
17,0
19,1
17,5
11,2
3,4
-3,8
-10,4
Караганда
-14,5
-14,2
-7,7
4,6
12,8
18,4
20,4
17,8
12,0
3,2
-6,3
-12,3
Кострома
-11,8
-11,1
-5,3
3,2
10,9
15,5
17,8
16,1
10,0
3,2
-2,9
-8,7
Курск
-9,3
-7,8
-3,0
6,6
13,9
17,2
18,7
17,6
12,2
5,6
-0,4
-5,2
Махачкала
-0,5
0,2
3,5
9,4
16,3
21,5
24,6
24,1
19,4
13,4
7,2
2,6
Москва
-10,2
-9,2
-4,3
4,4
11,9
16,0
18,1
16,3
10,7
4,3
-1,9
-7,3
Мурманск
-10,5
-10,8
-6,9
-1,6
3,4
9,3
12,6
11,3
6,6
0,7
-4,2
-7,8
Н. Новгород
-11,8
-11,1
-5,0
4,2
12,0
16,4
18,4
16,9
11,0
3,6
-2,8
-8,9
Новосибирск
-18,8
-17,3
-10,1
1,5
10,3
16,7
19,0
15,8
10,1
1,9
-9,2
-16,5
Омск
-19,0
-17,6
-10,1
2,8
11,4
17,1
18,9
15,8
10,6
1,9
-8,5
-16,0
Оренбург
-14,8
-14,2
-7,3
5,2
15,0
19,7
21,9
20,0
13,4
4,5
-4,0
-11,2
Пенза
-12,2
-11,3
-5,6
4,9
13,5
17,6
19,6
18,0
11,9
4,4
-2,9
-9,1
Петропавловск-Камчатский
-7,5
-7,5
-4,8
-0,5
3,8
8,3
12,2
13,2
10,1
4,8
-1,7
-5,5
Псков
-7,5
-7,5
-3,4
4,2
11,3
15,5
17,4
15,7
10,9
5,3
0,0
-4,5
Пятигорск
-4,2
-3,0
1,1
8,9
14,6
18,3
21,1
20,5
15,5
8,9
3,2
-1,4
Ржев
-10,0
-8,9
-4,2
4,1
11,2
15,6
17,1
15,8
10,3
4,1
-1,4
-6,3
Ростов-на-Дону
-5,7
-4,8
0,6
9,4
16,2
20,2
23,0
22,1
16,3
9,2
2,5
-2,6
Рязань
-11,0
-10,0
-4,7
5,2
12,9
17,3
18,5
17,2
11,6
4,4
-2,2
-7,0
Самара
-13,5
-12,6
-5,8
5,8
14,3
18,6
20,4
19,0
12,8
4,2
-3,4
-9,6
С-Петербург
-7,8
-7,8
-3,9
3,1
9,8
15,0
17,8
16,0
10,9
4,9
-0,3
-5,0
Смоленск
-9,4
-8,4
-4,0
4,4
11,6
15,7
17,1
15,9
10,4
4,5
-1,0
-5,8
Ставрополь
-3,2
-2,3
1,3
9,3
15,3
19,3
21,9
21,2
16,1
9,6
4,1
-0,5
Таганрог
-5,2
-4,5
0,5
9,4
16,8
21,0
23,7
22,6
17,1
9,8
3,0
-2,1
Тамбов
-10,9
-10,3
-4,6
6,0
14,1
18,1
19,8
18,6
12,5
5,2
-1,4
-7,3
Тверь
-10,5
-9,4
-4,6
4,1
11,2
15,7
17,3
15,8
10,2
4,0
-1,8
-6,6
Тихорецк
-3,5
-2,1
2,8
11,1
16,6
20,8
23,2
22,6
17,3
10,1
4,8
-0,1
Тобольск
-19,7
-17,5
-9,1
1,6
9,6
15,2
18,3
14,6
9,3
0,0
-8,4
-15,6
Томск
-19,1
-16,9
-9,9
0,0
8,7
15,4
18,3
15,1
9,3
0,8
-10,1
-17,3
Тула
-19,9
-9,5
-4,1
5,0
12,9
16,7
18,6
17,2
11,6
5,0
-1,1
-6,7
Тюмень
-17,4
-16,1
-7,7
3,2
11,0
15,7
18,2
14,8
9,7
1,0
-7,9
-13,7
Улан-Удэ
-24,8
-21,0
-10,2
1,1
8,7
16,0
19,3
16,4
8,7
-0,2
-12,4
-21,4
Ульяновск
-13,8
-13,2
-6,8
4,1
12,6
17,6
19,6
17,6
11,4
3,8
-4,1
-10,4
Ханты-Мансийск
-21,7
-19,4
-9,8
-1,3
6,4
13,1
17,8
13,3
8,0
-1,9
-10,7
-17,1
Чебоксары
-13,0
-12,4
-6,0
3,6
12,0
16,5
18,6
16,9
10,8
3,3
-3,7
-10,0
Челябинск
-15,8
-14,3
-7,4
3,9
11,9
16,8
18,4
16,2
10,7
2,4
-6,2
-12,9
Чита
-26,2
-22,2
-11,1
-0,4
8,4
15,7
17,8
15,2
7,7
-1,8
-14,3
-23,5
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий
на 1 м2 общей площади q o, Вт
Этажность жилой застройки
Характеристика зданий
расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t o, oC
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-55
Для постройки до 1985 г.
1 - 2
Без учета внедрения энергосберегающих мероприятий
148
154
160
205
213
230
234
237
242
255
271
3 - 4
95
102
109
117
126
134
144
150
160
169
179
5 и более
65
70
77
79
86
88
98
102
109
115
122
1 - 2
С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий
147
153
160
194
201
218
222
225
230
242
257
3 - 4
90
97
103
111
119
128
137
140
152
160
171
5 и более
65
69
73
75
82
88
92
96
103
109
116
Для постройки после 1985 г.
1 - 2
По новым типовым проектам
145
152
159
166
173
177
180
187
194
200
208
3 - 4
74
80
86
91
97
101
103
109
116
123
130
5 и более
65
67
70
73
81
87
87
95
100
102
108
Примечания:
1. Энергосберегающие мероприятия обеспечиваются проведением работ по утеплению зданий при
капитальных и текущих ремонтах, направленных на снижение тепловых потерь.
2. Укрупненные показатели зданий по новым типовым проектам приведены с учетом внедрения
прогрессивных архитектурно-планировочных решений и применения строительных конструкций с
улучшенными теплофизическими свойствами, обеспечивающими снижение тепловых потерь.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Удельные тепловые характеристики жилых и общественных зданий
Наименование зданий
Объем зданий,
V, тыс.м
Удельные тепловые хар-ки, Вт/м
Расчетная температура, oC
жилые кирпичные здания
до 5
до 10
до 15
до 20
до 30
0.44
0.38
0.34
0.32
0.32
-
18 - 20
жилые 5-ти этажные крупно-блочные здания, жилые 9-ти этажные крупно-панельные здания
до 6
до 12
до 16
до 25
до 40
0.49
0.43
0.42
0.43
0.42
-
18 - 20
административные здания
до 5
до 10
до 15
Более 15
0.50
0.44
0.41
0.37
0.10
0.09
0.08
0.21
18
клубы, дома культуры
до 5
до 10
Более 10
0.43
0.38
0.35
0.29
0.27
0.23
16
кинотеатры
до 5
до 10
более 10
0.42
0.37
0.35
0.50
0.45
0.44
14
театры, цирки, концертные и зрелищно-спортивные залы
до 10
до 15
до 20
до 30
0.34
0.31
0.25
0.23
0.47
0.46
0.44
0.42
15
универмаги, магазины промтоварные
до 5
до 10
Более 10
0.44
0.38
0.36
0.50
0.40
0.32
15
магазины продовольственные
до 1500
до 8000
0.60
0.45
0.70
0.50
12
детские сады и ясли
до 5
Более 5
0.44
0.39
0.13
0.12
20
школы и высшие учебные заведения
до 5
до 10
Более 10
0.45
0.41
0.38
0.10
0.09
0.08
16
больницы и диспансеры
до 5
до10
до 15
Более 15
0.46
0.42
0.37
0.35
0.34
0.32
0.30
0.29
20
бани, душевые павильоны
До 5
До 10
Более 10
0.32
0.36
0.27
1.16
1.10
1.04
25
прачечные
до 5
до 10
Более 10
0.44
0.38
0.36
0.93
0.90
0.87
15
предприятия общественного питания, столовые, фабрики-кухни
до 5
до 10
Более 10
0.41
0.38
0.35
0.81
0.75
0.70
16
комбинаты бытового обслуживания, дома быта
до 0.5
До 7
0.70
0.50
0.80
0.55
18
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Поправочный коэффициент 𝜶 к величине
Расчетная температура наружного воздуха, °С
a
Расчетная температура наружного воздуха ,°С
a
0
2.02
-30
1.00
-5
1.67
-35
0.95
-10
1.45
-40
0.90
-15
1.29
-45
0.85
-20
1.17
-50
0.82
-25
1.08
-55
0.80
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
Нормы расхода горячей воды (по СНиП 02.04.01-85 “Внутренний водопровод и канализация зданий”)
Потребитель
Единица измерения
Расход
Средне-недельный, л/сут
в сутки наибольшего водопотребления, л/сут
максимально часовой, л/ч
Жилые дома квартирного типа, оборудованные:
умывальниками, мойками и душами
сидячими ваннами и душами
ваннами длиной от 1,5м до 1,7м и душами
1 житель
85
90
105
100
110
120
7,9
9,2
10
Жилые дома квартирного типа при высоте зданий более 12 этажей и повышенном благоустройстве
115
130
10,9
Общежития:
с общими душевыми
с душевыми во всех комнатах
с общими кухнями и блоками душевых на этажах