Як зробити розрахунок теплової ізоляції трубопроводів?

Правильно вироблений розрахунок теплової ізоляції трубопроводу дозволяє істотно збільшити термін експлуатації труб і зменшити їх тепловтрати. Однак для того щоб не помилитися в підрахунках, важливо враховувати навіть незначні нюанси.

Теплоізоляція трубопроводів запобігає утворенню конденсату, знижує теплообмін труб з навколишнім середовищем, забезпечує працездатність комунікацій.

Види розрахунків теплоізоляції

Розрахувати значення теплової ізоляції трубопроводу можна двома способами:

1. За допомогою онлайн-калькуляторів. В цьому випадку користувачеві пропонується ввести відомі значення, такі як діаметр труб і протяжність ділянки, а програма розрахує інші значення самостійно. Єдиний мінус - високий відсоток похибки даного розрахунку, адже отримане значення є усередненими, без урахування геологічних особливостей досліджуваної території.
2. За допомогою математичних формул. Для того щоб розрахувати ізоляцію трубопроводу вручну, доцільніше буде звернутися за допомогою до професійних інженерам, які зроблять весь розрахунок протягом декількох годин.

У тому випадку, якщо було прийнято рішення виконати прорахунки самостійно, враховувати необхідно наступні фактори:

Малюнок 1. Схема теплоізоляції труби за допомогою нагрівального кабелю.

• середню температуру трубопроводу;
• середньорічну температуру навколишнього середовища;
• теплопровідність матеріалу - утеплювача і його стійкість до деформації;
• вага вишележащего шару грунту.

Зібравши всі необхідні дані, можна приступати безпосередньо до розрахунку, що складається всього з однієї формули: Q = 2п * Л * L * (Tвн- tнар) / ln (D / d).

Отриманий після розрахунку показник Q - це можливі тепловтрати системи. Для того щоб забезпечити оптимальний рівень ізоляції трубопроводу, цей показник збільшується на 50, що становить запас в 1,5 - 2 рази і дозволяє системі трубопроводу працювати без втрат.

У розрахунковій формулі існує і ряд статистичних значень, які сміливо можна брати з інженерного довідника. Серед них - число П, рівне 3,14, а також коефіцієнт теплопровідності, який дорівнює 0,04 Вт / м20С і часто позначається як Л.

Всі інші дані є динамічними і безпосередньо залежать від особливостей проектованого трубопроводу. До них можна віднести потенційну довжину труби L, зазначену в метрах- внутрішній (d) і зовнішній (D) діаметри труб, а також температуру навколишнього середовища (tнар) і ту, яка буде спостерігатися всередині трубопроводу (tвн).

Слід пам`ятати і про те, що такий прорахунок повинен проводитися заздалегідь, до того, як всі складові придбані і готові бути введеними в експлуатацію.

Можливі варіанти ізоляції

Провівши необхідний розрахунок і визначившись з варіантом теплоізоляції, можна вибирати альтернативний варіант, який робить систему більш ефективною.

Найбільш ефективний варіант забезпечення теплової ізоляції трубопроводу - це застосування обігрівального кабеля (рис. 1).

Залежно від конструктивних особливостей проектованого трубопроводу такої кабель можна розмістити як всередині труби, так і зовні, істотно заощадивши кошти на утеплювачі.

Малюнок 2. Схема ізоляції труб.

Примітний і той фактор, що обігрів трубопроводу необхідний виключно в холодну пору року. В інші періоди можна обійтися і без нього, економлячи на спожитої електроенергії.

Наступний альтернативний метод можна назвати частиною основного розрахунку, який робиться ще в процесі проектування системи. Вся справа в тому, що грунт завжди промерзає за принципом зверху вниз, утворюючи на глибині своєрідну подушку з теплого повітря, який, за законами фізики, прагне піднятися вгору. Ізоляція ж обрамляє трубу з усіх боків, одночасно захищає від проникнення як холодного, так і теплого повітря (рис.2). Для того щоб істотно заощадити на ізоляції трубопроводу, її доцільніше буде виконувати в формі парасольки, розташованого виключно над верхньою частиною труби.

Досить трудомістким, однак найбільш надійним способом ізоляції трубопроводів по праву вважається їх укладення в трубу більшого діаметра, повністю виконану з утеплювача.

Вибираючи такий вид трубопроводу, можна виключити використання додаткових матеріалів для утеплення, адже він здатний витримати промерзання грунту до -20 ° С. У разі якщо система все ж замерзла, її з легкістю можна відігріти приладом по всмоктуванню теплого повітря.

Монтуючи таку конструкцію, в розрахунок беруть і аварійні ситуації, від яких не застрахований ніхто. Якщо труба вийшла з ладу, її на час можна замінити шлангом, легко вміщається в теплоізоляційної трубі. Таким чином, можна уникнути безлічі неприємних ситуацій, що негативно впливають на нормальну життєдіяльність людини. Слід також зазначити, що така конструкція не має на увазі будь-який додатковий розрахунок. Важливо коригувати лише глибину установки системи для того, щоб труби не виходили на поверхню і не піддавалися постійному механічному впливу.