Системы теплоснабжения. Классификация систем теплоснабжения. Тепловое потребление. Совместная работа ТЭЦ и пиковых котельных. Определение стоимости (годовых затрат) перерасхода топлива, страница 35

α_гр=2-3Вт/м^2оС

II.Методика теплового расчета

В зависимости от вида прокладки и количества прокладываемых трубопроводов при определении ΣR должны учитываться только влияющие термические сопротивления для заданной прокладки.

1.Воздушная прокладка

        

ΣR=R_и1+R_и2+R_н

τ-средняя температура теплоносителя.

В водных тепловых сетях изменение средней температуры теплоносителя по длине трубопроводов мало: 1^о на 1км.

поэтому в ориентировочных расчетах можно принимать τ_н=τ_к=τ_ср

t₀ – средняя температура окружающей среды (воздуха) за период (год).

Температуру на поверхности изоляции определяют из уравнений теплового баланса.

Количество теплоты, поступающей к наружной поверхности изоляции должно быть равно количеству теплоты, отводимого от поверхности изоляции в окружающую среду.

тогда

- при прокладке в помещениях.

- для каналов, воздушной прокладки и т.д.

Аналогично определяют температуру любого промежуточного слоя изоляции.

2.Подземная бесканальная прокладка

при h/d<2:

при h/d>2:

Расчет температурных полей:

3.Спаренные трубопроводы при бесканальной прокладке тепловой сети

Трубопроводы влияют друг на друга:

а) подающий трубопровод создает такое температурное поле, что в месте прокладки обратного трубопровода

б) у обратного трубопровода

в) у обратного трубопровода

Таким образом, влияние соседнего трубопровода равноценно изменению (увеличению, уменьшению или равному нулю) термического сопротивления для рассматриваемой трубы.

Это дополнительное термическое сопротивление определяют:

С учетом R_доп теплопотери трубопроводов:

4.Канальная прокладка

5.Многотрубная канальная прокладка

         Тепловые потоки q_i от каждого трубопровода нагревают воздух в канале, а затем общий тепловой поток от нагретого воздуха через стенки канала рассеивается в грунте. В этом случае теплопотери каждого из трубопроводов зависят от теплопотерь соседних трубопроводов. Для определения теплопотерь каждым трубопроводом необходимо определить t_к:

Из этого уравнения определяют t_к

Зная t_к, определяют q_i:

- для непроходного канала.

Температурное поле в грунте рассчитывается аналогично однотрубной прокладке.

III.Местные теплопотери

Теплопотери от специального механического оборудования (арматура, компенсаторы, опоры и т.д.)

β=0,1-0,25

l_экв – длина прямого участка трубопровода, теплопотери которого меньше тплопотерь местного оборудования.

IV.Эффективность теплоизоляции

Эффективность теплоизоляции оценивается коэффициентом эффективности теплоизоляции:

где Q_н – теплопотери неизолированного трубопровода;

Q_и- теплопотери изолированного трубопровода.

η_и=0,85-0,95 для тепловой сети.

Расчет тепловых потерь при малых глубинах заложения теплопроводов.

При определении потерь тепла канальными прокладками теплопроводов систем теплоснабжения обычно используется нормативный метод расчета температурных полей в массиве грунта. Метод основан на оценке термического сопротивления грунта по формуле Форхгеймера, учитывающей наличие так называемого “дополнительного слоя”. Это позволяет с некоторым приближением учесть конвективный теплообмен поверхности грунта с атмосферным воздухом. Эта формула имеет вид:

.                                 (1)

здесь h_п – приведенная глубина заложения трубопровода; d_эн – эквивалентный наружный диаметр канала теплотрассы; λ_r – коэффициент теплопроводности грунта. Входящая в выражение (1) величина h_п вычисляется по соотношению: , где

h – глубина заложения трубы; α_с – коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта к атмосферному воздуху.

      Для определения используются зависимости

 ;   ;  ,

Здесь  F_нк и Р_нк – площадь и периметр наружного сечения канала; δ_к , а, b = соответственно толщина стенки, ширина и высота канала.

      Из выражения (1) видно, что при малых глубинах, когда комплекс , термическое сопротивление грунта R_r = 0. В случае же  расчет по формуле (1) вообще невозможен, т.к. выражение под корнем становится отрицательным. Следовательно, если принять, что при  величина R_r = 0, получим завышенные потери тепла теплопроводами q_max .