Расчет тепловых потерь в тепловых сетях

Расчёт потерь тепла с трубопроводов

Расчёт потерь тепла с трубопроводов тепловых сетей выполнен на основе методики приведенной в СНиП 2.04.14 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

Методика расчёта тепловых потерь пригодна для всех трубопроводов, на которые распространяется действие данных норм, за исключением систем с отрицательной температурой рабочей среды.

Расчёт величины тепловых потерь выполнен по нормативной плотности теплового потока через изолированную поверхность трубопровода. В методике использованы табличные данные удельных тепловых потерь с одного метра трубы, приведенные в СНиП. Потери тепла для диаметров труб и температур теплоносителя, не приведенных в таблицах — определены методами интерполяции и экстраполяции.

Расчётные потери тепла трубопроводами тепловой сети определяется по формуле:

q – удельная нормативная величина тепловых потерь с одного метра трубы, Вт/м, при средней температуре теплоносителя и заданном количестве часов работы в год, определяется для каждого из диаметров по табличным данным СНиП 2.04.14;

k – коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла с опор трубопровода и арматуры, принимается по табличным данным;

b – коэффициент, учитывающий изменение плотности теплового потока через теплоизоляционный слой из пенополиуретана (ППУ), определяется по СНиП 2.04.14;

l – длина участка трубопровода, м.

Температуру теплоносителя для расчёта потерь тепла в тепловых сетях следует принимать:

• среднюю температуру теплоносителя за год — для непрерывно работающих сетей;
• среднюю температуру теплоносителя за период со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже 8°С — для тепловых сетей работающих только в отопительный период.

Расчётные температуры в двухтрубных водяных тепловых сетях при качественном регулировании в зависимости от температурного графика отпуска тепла применяют:

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях при транспортировке тепловой энергии

Рассмотрим пример расчета теплопотерь.

Потери в тепловых сетях Q_тc за отчетный период определяются как сумма теплопотерь с непродуктивной утечкой воды из сети Q_ут, с продуктивной Q_ут.пр, и потерь тепла через изоляцию в трубопроводах тепловой сети от границы раздела до узла учета тепловой энергии Q_из.

Значение продуктивной утечки определяется согласно соответствующим актам.

Согласно «Схемы балансового разграничения» у «Потребителя» на балансе находится участок теплосети от места присоединения — тепловой камеры ТК- 2 до дома № 4 условным диаметром Ду65, длина — 118,2 п.м.

Тип прокладки — проходной канал.

Определим по формуле нормативные значения среднегодовых тепловых потерь для этой тепловой сети:

• β — коэффициент, учитывающий местные тепловые потери, потери опор, арматуры, компенсаторов. Определяется согласно СНиП 2.04.07 — 86. Для нашего случая β = 1,2;
• L — длина трубопровода (участка тепловой сети);
• q_н = q_п + q_з — нормативные значения удельных тепловых потерь двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в проходном канале и количестве часов работы за год меньше 5000;
• 1 ккал / ч = 1,163 Вт.

Согласно графику температур в тепловых сетях 105°С — 70°С среднегодовые температуры теплоносителя (воды) в водяных тепловых сетях принимаем:

Среднегодовая температура воды в системе трубопроводов:

Потери тепловой энергии через изоляцию трубопроводов

Данный расчет отображает нормативные значения потерь, которые не должны превышаться, если изоляция трубопроводов подбиралась в соответствии со СНиП. Реальные значения могут отличаться от нормативных. Если выполнить утепление трубопроводов IZOVOL или другими современными изоляционными материалами теплопотери через изоляцию будут очень низкими. Для точного расчета потерь необходимо использовать метод основанный на алгоритме расчета прохождения тепла через цилиндрическую стенку.

Для участка Ду65 длиной 118,2 п.м.:

q_н=(29+17)/1,163=39,66 Ккал /м ч (СНиП 2.04.14–88, приложение 4, табл. 4);

Нормированные значения месячных тепловых потерь через изоляцию трубопроводов для тепловой сети вычисляем:

• n — продолжительность работы сети в данном месяце, час;
• Q_н ср.р — Гкал/ч.

Расчет потерь в тепловых сетях

Здравствуйте, друзья! Расчет тепловых потерь трубопроводами отопления является важным и нужным расчетом, так как позволяет в цифрах определить количество тепла, теряемого в трубах отопления. Также этот расчет важен по той причине, что теплоснабжающие организации включают потери тепла через трубопроводы в оплату теплоэнергии, в том случае если прибор учета тепловой энергии не находится на границе балансовой принадлежности, а от границы раздела до прибора учета тепла есть участки теплотрассы на балансе потребителя тепла.

Вообще, надо сказать, что расчет этот довольно трудоемкий. Ниже приведен пример расчета тепловых потерь трубопроводами отопления. Расчет производится согласно Приказа Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г. N 325 «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя» и методических указаний по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «тепловые потери» СО 153-34.20.523-2003, Часть 3.

Изоляционный материал: скорлупы минераловатные оштукатуренные,

δ- толщина изоляции = 0,05 м,

α – коэффициент теплоотдачи от изоляции трубопровода к воздуху канала, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),

αв – коэффициент теплоотдачи от воздуха к грунту, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),

H – глубина заложения до оси трубопроводов, м,

Ø – наружный диаметр трубопровода = 0,076 м,

L – длина трассы = 60 м,

b – ширина канала теплосети = 0,9 м,

h — высота канала теплосети = 0,45 м,

tпср.г. – средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в подающем трубопроводе = 65,2 °С,

tоср.г — средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в обратном трубопроводе= 48,5 °С,

tгрср.г — среднегодовая температура грунта = 4,5 °С,

λгр – коэффициент теплопроводности грунта = 2,56 Вт/(м °С).

Коэффициент теплопроводности изоляции:

λиз = 0,069+0,00019*((56,85+40)/2) =0,07820075 Вт / (м °С).

Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции в воздушное пространство:

Rвозд = 1 / (π * α * (Ø + 2δ)) = 1 / (π * 8 * (0,076 + 2 * 0,05)) = 0,2262 (м °С) / Вт.

Эквивалентный диаметр сечения канала в свету:

Øэкв. = 2 * h * b / (h + b) = 2 * 0,45 * 0,9 / (0,45 + 0,9) = 0,6 м.

Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту:

Rвозд.кан = 1 / (π * αв * Øэкв.) = 1 / (π * 8 * 0,6) = 0,06631456 (м °С) / Вт.

Термическое сопротивление массива грунта:

Rгр = (ln (3,5 * (Н / h) * (h / b) 0,25) / (λгр * (5,7 + 0,5 * b / h)) = (ln (3,5 * (1/ 0,45) * (0,45 / 0,9) 0,25) / (2,56 * (5,7 + 0,5 * 0,9 / 0,45)) = 0,109390664 (м °С) / Вт.

Температура воздуха в канале:

tкан = (tпср.г./( Rиз + Rвозд) + tоср.г/( Rиз + Rвозд) + tгрср.г/( Rвозд.кан + Rгр)) / (1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rвозд.кан + Rгр)) = (65,2/(1,1397+0,2262) + 48,5/(1,1397 + 0,02262) + 4,5/(0,066 + 0,109)) / (1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(0,066 + 0,109)) = 15,195 °С.

Среднегодовые часовые удельные тепловые потери qр (Вт / м):

qр = (tкан — tгрср.г) / (Rвозд.кан + Rгр) = (15,195 – 4,5) / (0,066 + 0,109) = 61,1 Вт = 52,55 ккал/час.

Часовые тепловые потери при среднегодовых условиях работы тепловой сети:

Qнорм ср.г. = Σ (qр *L *ß) * 10-6 , Гкал/час,

где ß – коэффициент местных потерь (1,2 для Ø < 150 мм);

Qнорм ср.г. = 52,55 *60 *1,2 * 10-6 = 0,0038 Гкал/час.

Количество дней : (n)

В сентябре принята 2-я половина – 15 дней

Qиз мес = Qнормср.г. *(( tпср.м + tоср.м — 2* tгрср.м) / (tпср.г + tоср.г – 2* tгрср.г)) * 24 * n.

Qиз сентябрь = 0,0038 * ((65 + 51,9 – 2 * 13,6) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 15 = 1,17 Гкал;

Qиз октябрь = 0,0038 * ((65 + 51,4 – 2 * 8,9) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 2,5 Гкал;

Qиз ноябрь = 0,0038 * ((65 + 50– 2 * 5,1) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 30 = 2,74 Гкал;

Qиз декабрь = 0,0038 * ((79 + 56,2– 2 * 3,0) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 3,5 Гкал;

Qиз январь = 0,0038 * ((75,3 + 54,2– 2 * 1,6) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,4 Гкал;

Qиз февраль = 0,0038 * ((80,2 + 56,9– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 28 = 3,3 Гкал;

Qиз март = 0,0038 * ((65 + 49,6– 2 * 0,5) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,1 Гкал;

Qиз апрель = 0,0038 * ((65 + 51,3– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,0 Гкал;

Qиз май = 0,0038 * ((65 + 52– 2 * 4,1) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 15 = 1,42 Гкал.

Суммарные потери тепловой энергии через изоляцию