S15. Расчеты потерь теплоты в тепловых сетях

Автор – В. В. Савенко.  Дата публикации – 17.01.2020

В трубопроводах тепловых сетей имеют место потери теплоты в окружающую среду. Для расчетов потерь теплоты процесс теплопередачи считают стационарным и используют известные формулы теплоотдачи и теплопроводности через цилиндрические стенки. Приведены описание каждого из этих процессов и формула для теплового потока от теплоносителя в окружающий воздух, которая является исходной для расчетов потерь теплоты от теплопроводов.

Показаны различные варианты этой формулы, применяемые в разных источниках, а именно: варианты с использованием коэффициентов теплопередачи, отнесенных к внутренней поверхности трубопровода, к наружной поверхности теплоизоляции, к единице длины трубопровода. Указанные коэффициенты в некоторых источниках применяют без соответствующих разъяснений, что может приводить к серьезным ошибкам в расчетах. Например, линейный коэффициент теплопередачи в разных источниках одинаково называется и обозначается, но отличается по величине в 3,14 раза. Приведенные разъяснения и разные варианты формул будут способствовать исключению возможных ошибок при расчетах.

Приведены также расчетные формулы с применением удельных тепловых потоков и термических сопротивлений. Рассмотрены литературные рекомендации по учету теплоотдачи излучением от теплопроводов и отдельного определения конвективной и радиационной составляющей.

При подземной бесканальной прокладке в приведенные формулы должно входить термическое сопротивление грунта. Для двухтрубных тепловых сетей дополнительно требуется учитывать взаимное влияние соседних теплопроводов, что выполняют с помощью условного дополнительного термического сопротивления.

Если подземные теплопроводы расположены в канале, то в процессе теплопередачи участвуют дополнительные объекты (воздух в канале, стенки канала, грунт). Приведены зависимости для расчетов потерь теплоты в этом случае с необходимыми пояснениями. Показано, что по российским нормам потери теплоты определяют по другому, чем обычно рекомендуют в литературе.

В целом в статье приведен полный набор зависимостей, позволяющих выполнить расчеты потерь теплоты при разных способах прокладки теплопроводов. Однако по разным причинам нет оснований рассчитывать на высокую степень достоверности получаемых при этом результатов. Так, при надземной прокладке трубопроводов имеются затруднения с достоверным определением коэффициентов теплоотдачи от теплопроводов в окружающий воздух, которые зависят от скорости и направления ветра, от переменной температуры теплоносителя и соответственно теплопровода, свойств его наружной поверхности и других факторов. Снижение температуры теплоносителя по длине трубопровода может быть значительным, но это в расчетах не учитывается.

При подземной прокладке теплопроводов для расчетов требуется знать характеристики грунта, данные о которых для мест прокладки теплопроводов или отсутствуют, или являются неполными. По данным различных источников характеристики грунтов, близких по составу, плотности и влажности, существенно отличаются. Нужная для расчетов температура грунта в большинстве случаев может быть задана с некоторой неопределенностью. Кроме того, в расчетах используются показатели, численные значения которых не имеют обоснований.

В итоге результаты рассмотренных расчетов следует расценивать как весьма приблизительные. Оценить погрешность таких расчетов реально только при наличии достоверных опытных данных.

Имеется пример расчетов с использование приведенных зависимостей.

………………………………Полный текст

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *