Расчет теплоизоляции трубопроводов: способы расчета, онлайн-калькулятор

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 теплоизоляции труб.

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 при разной толщине труби и теплоизоляции.

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.

Применение калькулятора для расчета теплоизоляции трубопроводов

Утепление труб изделиями из полиэтилена, находящихся за пределами зданий, особенно, внутри почвы – действие, которое необходимо осуществлять ещё на стадии прокладывания трубопровода. В противном случае, для решения проблем, сопутствующих промерзанию труб – деформации и разрыва, потребуется потратить гораздо больше времени и средств.

Теплоизоляция трубопровода из минеральной ваты

В данной статье будут рассмотрены методы расчета теплоизоляции трубопроводов с помощью онлайн калькуляторов, а также технология инженерного расчета утепления посредством формул. Также мы определим, какой утеплитель является оптимальным вариантом для теплоизоляции труб.

Изоляционные материалы

Гамма средств при устройстве изоляции весьма обширна. Их различие состоит как в способе нанесения на поверхности, так и по толщине слоя термоизоляции. Особенности  нанесения каждого вида учтены калькуляторами для подсчета изоляции трубопроводов. По-прежнему актуально использование различных материалов на основе битума с применением дополнительных армирующих изделий, например стеклоткани или стеклохолста.

Более экономичными и прочными являются полимерно-битумные составы. Они позволяют вести быстрый монтаж а качество покрытия при этом получается долговечным и эффективным. Материал, называемый ППУ,  надежен и прочен, что позволяет его применение, как для канального, так и бесканального способа прокладки магистралей. Используется также жидкий пенополиуретан, наносимой на поверхность по ходу монтажа, а также и другие материалы:

• полиэтилен как многослойная оболочка, наносится в условиях промышленного производства для гидроизоляции;
• стекловата различной толщины, эффективный утеплитель из-за своей невысокой стоимости при достаточной прочности;
• для теплотрасс эффективно используются минеральные ваты расчетной толщины для утепления труб различных диаметров.

Монтаж изоляции

Расчет количества изоляции во многом зависит от способа ее нанесения. Это зависит от места применения – для внутреннего или наружного изолирующего слоя. Его можно выполнить самостоятельно или использовать программу – калькулятор для расчета теплоизоляции трубопроводов. Покрытие по наружной поверхности используется для водяных трубопроводов горячего водоснабжения при высокой температуре с целью ее защиты от коррозии. Расчет при таком способе сводится к определению площади наружной поверхности водопровода, для определения потребности на погонный метр трубы.

Для труб для водопроводных магистралей применяется внутренняя изоляция. Основное ее назначение – защита металла от коррозии. Ее используют в виде специальных лаков или цементно-песчаной композиции слоем толщиной несколько мм. Выбор материала зависит от способа прокладки – канальный или бесканальный. В первом случае на дне отрытой траншее размещаются бетонные лотки, для размещения. Полученные желоба закрываются бетонными же крышками, после чего канал заполняется ранее вынутым грунтом.

Бесканальная прокладка используется, когда рытье теплотрассы не представляется возможным. Для этого нужно специальное  инженерное оборудование. Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов в онлайн-калькуляторах является достаточно точным средством, позволяющим рассчитать количество материалов без возни со сложными формулами. Нормы расхода материалов приводятся в соответствующих СНиП.

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:

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.
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.

Калькулятор расчета термоизоляции труб отопления при наружной прокладке

В частном строительстве могут случиться ситуации, когда котельная расположена в основном здании, но от него требуется провести теплотрассу к другой постройке – жилой, технической, подсобной, сельскохозяйственной и т.п. Получается, что некоторые участки трубы проходящие, например, через неотапливаемые помещения, через подвалы или чердаки, проложенные в подземных каналах а иногда – и просто на открытом воздухе, чтобы не допустить ненужных потерь тепловой энергии потребуют дополнительной термоизоляции.

Цены на термоизоляцию для труб

Удобнее всего, конечно, использовать готовые утеплительные полуцилиндры, но если такой возможности нет, то можно применить и минеральную вату. Найти требуемые значения толщины утеплителя несложно – для этого есть соответствующие таблицы. Проблема в том, что любой волокнистый утеплитель при таком использовании со временем обязательно даст усадку, и его толщины может стать недостаточно. Предусмотреть этот нюанс поможет калькулятор расчета термоизоляции труб отопления при наружной прокладке.

Для расчетов потребуются некоторые табличные данные – они указаны ниже, с соответствующими пояснениями.

Табличные данные для расчета и пояснения по его проведению

Точный расчет подобного утепления теплотрассы – это весьма сложные вычисления, и проводит их нет необходимости, так как основные показатели давно определены и сведены в таблицы. Ниже представлена таблица, которую с успехом можно использовать при утеплении теплотрасс минеральной ватой для практически всей Европейской части России. При желании, для районов с более суровым или, наоборот, мягким климатом можно найти свои значения, вбив в поисковике «СП 41-103-2000».

Наружный диаметр трубы, мм	Температурный режим теплоносителя, °С
подача	обратка	подача	обратка	подача	обратка
65	50	90	50	110	50
Толщина минераловатной изоляции, мм
45	50	50	45	45	40	40
57	58	58	48	48	45	45
76	67	67	51	51	50	50
89	66	66	53	53	50	50
108	62	62	58	58	55	55
133	68	68	65	65	61	61
159	74	74	64	64	68	68
219	78	78	76	76	82	82
273	82	82	84	84	92	92
325	80	80	87	87	93	93

Любая минеральная вата при накручивании на трубы обязательно со временем даст усадку. Можно, конечно, «намотать» ее с большим запасом, но это нерентабельно, а кроме того, СНиП определяет и предельно допустимые максимальные толщины утепления:

Наружный диаметр трубопровода, мм	Предельная толщина термоизоляции трубы, мм, при температуре носителя
до +19°С	+20°С и более
18	80	80
25	120	120
32	140	140
45	140	140
57	150	150
76	160	160
89	180	170
108	180	180
133	200	200
159	220	220
219	230	230
273	240	230
325	240	240

предельная толщина

Лучше всего – провести вычисления, в которых учтен коэффициент уплотнения материала и диаметр утепляемой трубы. Для этого есть соответствующая формула, которая и заложена в предлагаемый калькулятор.

А коэффициент уплотнения несложно определить из следующей таблицы:

Варианты изоляции трубопровода

Напоследок рассмотрим три эффективных способа теплоизоляции трубопроводов.

Возможно, какой-то из них вам приглянется:

1. Утепление с применением обогревающего кабеля. Помимо традиционных методов изоляции, есть и такой альтернативный способ. Использование кабеля весьма удобно и продуктивно, если учитывать, что защищать трубопровод от замерзания нужно всего лишь полгода. В случае обогрева труб кабелем происходит значительная экономия сил и денежных средств, которые пришлось бы потратить на земельные работы, утеплительный материал и прочие моменты. Инструкция по эксплуатации допускает нахождение кабеля как снаружи труб, так и внутри них.

Дополнительная теплоизоляция греющим кабелем

1. Утепление воздухом. Ошибка современных систем теплоизоляции заключается вот в чем: зачастую не учитывается то, что промерзание грунта происходит по принципу «сверху вниз». Навстречу же процессу промерзания стремится поток тепла, исходящий из глубины земли. Но так как утепление производят со всех сторон трубопровода, получается, также изолирую его и от восходящего тепла. Поэтому рациональнее монтировать утеплитель в виде зонтика над трубами. В таком случае воздушная прослойка будет являться своеобразным теплоаккумулятором.
2. «Труба в трубе». Здесь в трубах из полипропилена прокладываются еще одни трубы. Какие преимущества есть у этого способа? В первую очередь к плюсам относится то, что трубопровод можно будет отогреть в любом случае. Кроме того, возможен обогрев при помощи устройства по всасыванию теплого воздуха. А в аварийных ситуациях можно быстро протянуть аварийный шланг, тем самым предотвратив все отрицательные моменты.

Изоляция по принципу «труба в трубе»

Метод определения по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

Данное требование актуально на промышленных предприятиях, где различные трубопроводы проходят внутри помещений и цехов, в которых работают люди. В этом случае температура любой нагретой поверхности нормируется в соответствии с правилами охраны труда во избежание ожогов. Расчет толщины теплоизоляционной конструкции для труб диаметром свыше 2 м выполняется в соответствии с формулой:

Формула определения толщины теплоизоляции.

δ = λ (tт – tп) / ɑ (tп – t0), здесь:

• ɑ – коэффициент теплоотдачи, принимается по справочным таблицам, Вт/(м2 ⁰C);
• tп – нормируемая температура поверхности теплоизоляционного слоя, ⁰C;
• остальные параметры – как в предыдущих формулах.

Расчет толщины утеплителя цилиндрической поверхности производится с помощью уравнения:

ln B =(dиз + 2δ) / dтр = 2πλ Rн (tт – tп) / (tп – t0)

Обозначения всех параметров как в предыдущих формулах. По алгоритму данный просчет схож с вычислением толщины утеплителя по заданному тепловому потоку. Поэтому дальше он выполняется точно так же, конечное значение толщины теплоизоляционного слоя δ находят так:

δ = dиз (B – 1) / 2

Предложенная методика имеет некоторую погрешность, хотя вполне допустима для предварительного определения параметров утепляющего слоя. Более точный расчет выполняется методом последовательных приближений с помощью персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.

Метод определения по заданной величине снижения температуры теплоносителя

Материалы для теплоизоляции труб по СНиП.

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 из базальтового волокна.

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).

Подсчет объема и площади теплоизолятора

Чтобы сделать теплоизоляцию, необходимо правильно подсчитать нужное количество изолятора. Для этого используется два показателя — объем или площадь.

Первый показатель используется для подсчета плоских листов (полистирол, фольга в виде плит).

Второй показатель нужно применять в случаях, когда речь идет о материалах, которые упакованы в цилиндры (вата, базальт).

Для подсчета объема и площади используются две формулы. Для площади: S = 3,14 x (A + B) x B x C. Объема: V = 3,14 x (A + 2B) x C. Расшифровка:

• A — диаметр трубы, на которую будет крепиться теплоизолятор.
• B — толщина изолятора, который монтируется на трубную конструкцию.
• C — общая длина трубной конструкции, которая будет покрываться изолирующим материалом.

Обратите внимание, что подобные формулы используются исключительно для подсчета листовых или цилиндрических изоляторов. Если же Вы планируете создавать изоляцию с помощью других материалов (краски, жидкости, полиуретан, каучук), то подсчеты проводятся по-другому

Пример: расход краски-изолятора часто указывается на самой банке.

Примеры

• Вы хотите купить плоский лист теплоизолятора. Ваша труба имеет диаметр 10 см, а ее длина составляет 20 метров. Вам приглянулся материал, толщина которого составляет 5 см. Сколько нужно изолятора, чтобы покрыть такую трубу? Нам нужно определить площадь покрытия по формуле S. Переведем диаметр и толщину в метры. 10 см = 0,1 м, 5 см = 0,05 м. Подставим в формулу: S = 3,14 x (A + B) x B x C = 3,14 x (0,1 + 0,05) x 0,05 x 20 = 0,471 кв. м.
• Вам нужно приобрести материал цилиндрической формы. У Вам имеется труба диаметром 20 см; ее длина — 25 метров. Вы выбрали материал, толщина которого составляет 10 см. Сколько нужно купить такого материала? В данном случае будет использоваться вторая формула V. Выполним перевод в другие системы измерения. 20 см = 0,2 м, 10 см = 0,1 м. Подставим в формулу: V = 3,14 x (A + 2B) x C = 3,14 x (0,2 + 2 x 0,1) x 25 = 31,4 куб. м.

Как вычислить площадь поперечного сечения трубы

Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:

Sтр = ∏ х R2;

Где:

1. R – внутренние радиус трубы;
2. ∏ – постоянная величина 3,14.

Пример:

S_тр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, S_тр = 2 х 20,25 см2 = 40,5 см2, где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.

Параметры трубопровода

Площадь сечения профилированной трубы S_пр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:

S_пр = a х b;

Где:

a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр S_пр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм2 (20 см₂, или 0,002 м₂).

Как рассчитать объем воды в водопроводной системе

Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.

Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много.Геометрические параметры алюминиевых радиаторов

Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.

В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:

Ø внутр, мм	Vвнутр 1 погонного метра трубы, л	Vвнутр 10 погонных метров трубы, л
4,0	0,0126	0,1257
5,0	0,0196	0,1963
6,0	0,0283	0,2827
7,0	0,0385	0,3848
8,0	0,0503	0,5027
9,0	0,0636	0,6362
10,0	0,0785	0,7854
11,0	0,095	0,9503
12,0	0,1131	1,131
13,0	0,1327	1,3273
14,0	0,1539	1,5394
15,0	0,1767	1,7671
16,0	0,2011	2,0106
17,0	0,227	2,2698
18,0	0,2545	2,5447
19,0	0,2835	2,8353
20,0	0,3142	3,1416
21,0	0,3464	3,4636
22,0	0,3801	3,8013
23,0	0,4155	4,1548
24,0	0,4524	4,5239
26,0	0,5309	5,3093
28,0	0,6158	6,1575
30,0	0,7069	7,0686
32,0	0,8042	8,0425

Параметры пластиковых труб

Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.

Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной.Десктопная программа для расчетов объема

Условный проход	Наружный диаметр	Толщина стенки труб	Масса 1 м труб, кг
Легких	Обыкновенных	Усиленных	Легких	Обыкновенных	Усиленных
6	10,2	1,8	2,0	2,5	0,37	0,40	0,47
8	13,5	2,0	2,2	2,8	0,57	0,61	0,74
10	17,0	2,0	2,2	2,8	0,74	0,80	0,98
15	21,3	2,35	–	–	1,10	–	–
15	21,3	2,5	2,8	3,2	1,16	1,28	1,43
20	26,8	2,35			1,42	–
20	26,8	2,5	2,8	3,2	1,50	1,66	1,86
25	33,5	2,8	3,2	4,0	2,12	2,39	2,91
32	42,3	2,8	3,2	4,0	2,73	3,09	3,78
40	48,0	3,0	3,5	4,0	3,33	3,84	4,34
50	60,0	3,0	3,5	4,5	4,22	4,88	6,16
65	75,5	3,2	4,0	4,5	5,71	7,05	7,88
80	88,5	3,5	4,0	4,5	7,34	8,34	9,32
90	101,3	3,5	4,0	4,5	8,44	9,60	10,74
100	114,0	4,0	4,5	5,0	10,85	12,15	13,44
125	140,0	4,0	4,5	5,5	13,42	15,04	18,24
150	165,0	4,0	4,5	5,5	15,88	17,81	21,63

Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.» alt=»»>

Монтаж изоляции

Расчет количества изоляции во многом зависит от способа ее нанесения. Это зависит от места применения – для внутреннего или наружного изолирующего слоя.

Его можно выполнить самостоятельно или использовать программу – калькулятор для расчета теплоизоляции трубопроводов. Покрытие по наружной поверхности используется для водяных трубопроводов горячего водоснабжения при высокой температуре с целью ее защиты от коррозии. Расчет при таком способе сводится к определению площади наружной поверхности водопровода, для определения потребности на погонный метр трубы.

Для труб для водопроводных магистралей применяется внутренняя изоляция. Основное ее назначение – защита металла от коррозии. Ее используют в виде специальных лаков или цементно-песчаной композиции слоем толщиной несколько мм.

Выбор материала зависит от способа прокладки – канальный или бесканальный. В первом случае на дне отрытой траншее размещаются бетонные лотки, для размещения. Полученные желоба закрываются бетонными же крышками, после чего канал заполняется ранее вынутым грунтом.

Бесканальная прокладка используется, когда рытье теплотрассы не представляется возможным.

Для этого нужно специальное  инженерное оборудование. Расчет объема тепловой изоляции трубопроводов в онлайн-калькуляторах является достаточно точным средством, позволяющим рассчитать количество материалов без возни со сложными формулами. Нормы расхода материалов приводятся в соответствующих СНиП.

Опубликовано: Декабрь 29, 2017

(4оценок, среднее: 5,00из 5)Загрузка…

• Дата: 15-04-2015Просмотров: 139Комментариев: Рейтинг: 26

Правильно произведенный расчет тепловой изоляции трубопровода позволяет существенно увеличить срок эксплуатации труб и уменьшить их теплопотери

Однако для того чтобы не ошибиться в подсчетах, важно учитывать даже незначительные нюансы

Теплоизоляция трубопроводов предотвращает образование конденсата, снижает теплообмен труб с окружающей средой, обеспечивает работоспособность коммуникаций.

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 теплоизоляции труб.

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 при разной толщине труби и теплоизоляции.

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.

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.

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.

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.