Калькулятор расчета термоизоляции труб отопления при наружной прокладке

Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов

С целью обеспечения оптимальной транспортировки по трубопроводам различных сред цилиндрические конструкции принято изолировать. Нормативными документами установлены определенные требования к толщине теплоизоляции.

Процесс вычисления толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов является сложным и трудоемким. Наиболее распространенной методикой является определение данного параметра по нормируемым показателям теплопотерь. Величины потерь установлены СНиПом и зависят от способов прокладки трубопроводов разного диаметра:

• открыто на улице;
• открыто в помещении;
• бесканальным путем;
• в непроходных каналах.

Суть расчета сводится к подбору такой толщины теплоизоляционного материала, чтобы значение фактических теплопотерь не превышало установленных в СНиПе показателей.

Вычисление толщины однослойной изоляции конструкции

Главная формула для расчета изоляции трубопровода представлена в следующем виде:

ln B = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH], где

• λ — коэффициент теплопроводности изоляции (справочный);
• К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
• tT — температура транспортируемой среды (среднегодовая);
• to — температура наружного воздуха (среднегодовая);
• qL — величина теплового потока;
• RH — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности утеплителя (табличное значение).

Значение показателя В определяется отдельно:

• δ — толщина изоляционной конструкции;
• dиз — наружный диаметр трубопровода;
• dтр — наружный диаметр изолируемой трубы.

Параметр ln находят по таблице логарифмов. В итоге толщина изоляции должна быть такой, при которой будет соблюдено условие тождественности левой и правой частей уравнения.

Вычисление толщины многослойной теплоизоляции

В случае перемещения по трубопроводу теплоносителя с высокой температурой (500-600 ℃) поверхность объекта изолируется двумя слоями из разных материалов.

Один из слоев выступает в качестве ограждения горячей поверхности от второго, который, в свою очередь, служит для защиты трубопровода от низкой температуры воздуха снаружи.

Чтобы рассчитать толщину теплоизоляции первого слоя, используется уже знакомая нам формула:

Для определения толщины второго слоя вместо значения температуры поверхности трубопровода tT принимают температуру на границе двух изоляционных слоев t1,2.

Если диаметр трубопровода меньше 2 м, формула имеет следующий вид:

Довольно громоздкие расчеты толщины теплоизоляции трудно вести вручную. Поэтому с целью упрощения процесса и быстрого получения результата алгоритм рекомендуется внести в программу Microsoft Excel.

Расчет изоляции трубопроводов по заданной величине снижения температуры теплоносителя

В отдельных случаях требуется, чтобы теплоноситель был доставлен по трубопроводу в конечный пункт назначения с определенной температурой. Согласно этому условию и должен быть выполнен расчет толщины теплоизоляции.

Сначала находится полное тепловое сопротивление изоляции RП :

RП = 3,6 К l / GC ln [(tт.нач — tо )/(tт.кон — tо )], где

• К — коэффициент дополнительных теплопотерь через крепления или опоры;
• tт.нач — начальная температура теплоносителя;
• tо — температура окружающей среды;
• tт.нач — конечная температура теплоносителя;
• l — длина трубопровода;
• G — расход теплоносителя;
• C — удельная теплоемкость транспортируемой среды.

Далее значение толщины теплоизоляции рассчитывается по знакомой формуле:

Расчет изоляции трубопроводов по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

На многих промышленных предприятиях трубопроводы проложены внутри рабочих помещений, в которых находятся люди. В этой связи правила охраны труда диктуют повышенные требования к температуре труб. Вычисление толщины теплоизоляционного слоя для труб диаметром более 2 м по заданной температуре поверхности утеплителя выполняется по формуле:

δ = λ (tT — tП) / α (tT — tО), где

• α — коэффициент теплоотдачи (справочный);
• tП — нормируемая температура поверхности утеплителя;
• остальные параметры — из предыдущих формул.

Несмотря на то, что данная методика имеют незначительную погрешность, она применяется в настоящее время для вычисления показателей изолирующего слоя. Для получения более точных расчетов лучше воспользоваться специализированным программным обеспечением.

Цилиндрические трубы

Для расчета их площади используют достаточно простую технологию. Формула расчета:

S = 2 * 3,14159 * R * L

, где R – радиус трубы внешней направленности, измеряющийся в мм;

L – непосредственная длина окрашиваемого объекта.

Ну а число 3,14159 — это число «пи» известно еще со школьной скамьи.

Благодаря такому подходу возможно получить существенную выгоду. Ведь не потребуется приобретать лишние банки краски. Кроме того, цилиндрические трубы имеют свою разновидность, которую используют для канализаций. При этом используется та же формула, что касалась обычных цилиндрических труб. Существует важный нюанс: цилиндрические канализационные трубы обладают большими размерами.

Для упрощения измерений важно понимать фактор: за базу всех измерений считают высоту в 90 см. В подавляющем большинстве случаев применяют кольца именно такой величины. Ну а вешний диаметр способен варьироваться от 70 до 200 см

Приведем пример. Если показатель диаметра равняется 70 см, то площадь составит 1, 99 квадратных метров

Ну а вешний диаметр способен варьироваться от 70 до 200 см. Приведем пример. Если показатель диаметра равняется 70 см, то площадь составит 1, 99 квадратных метров.

Особенности расчета по формулам

Необходимая толщина утепляющего материала рассчитывается, применяя технико – экономический метод. В данном случае показатель толщины зависит от уровня сопротивления температурным значениям: от 0.86 ºC м² на ватт, если диаметр трубопрокатов менее двадцати пяти миллиметров, от 1.22 ºC м² на ватт при сечении трубы свыше двадцати пяти миллиметров.

Для того, чтобы рассчитать теплоизоляцию по формулам, необходимо вычислить следующие параметры:

1.наружное сечение трубопровода.

2.внутреннее сечение трубопровода.

3.показатель температуры стенки снаружи трубы.

4.показатель температуры верхней поверхности утепляющего материала.

5.значение коэффициента теплопроводности утепляющего материала.

Внимание! Данные значения необходимо подставить в инженерные формулы, чтобы получить толщину материала для утепления. Для более точного расчета лучше прибегнуть к помощи профессионалов, которые произведут подсчеты, чтобы теплоизоляция выполняла свои функции на высоком уровне. Для более точного расчета лучше прибегнуть к помощи профессионалов, которые произведут подсчеты, чтобы теплоизоляция выполняла свои функции на высоком уровне

Для более точного расчета лучше прибегнуть к помощи профессионалов, которые произведут подсчеты, чтобы теплоизоляция выполняла свои функции на высоком уровне.

Рассчитывая толщину самостоятельно, следует учитывать определенные условия эксплуатации: тип утеплителя, уровень влажности воздуха, также сезонные перепады температуры в окружающей среде.

Согласно разделу 4 СП 61.13330.2012

4.1 Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать параметры теплохолодоносителя при эксплуатации, нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей.

4.2 Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:

• энергоэффективности — иметь оптимальное соотношение между стоимостью теплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляцию в течение расчетного срока эксплуатации;
• эксплуатационной надежности и долговечности — выдерживать без снижения теплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;
• безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации и утилизации.

Материалы, используемые в теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки, в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, установленные в санитарных нормах.

4.3 При выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций для поверхностей с положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:

• месторасположение изолируемого объекта СП 131.13330;
• температуру изолируемой поверхности;
• температуру окружающей среды;
• требования пожарной безопасности;
• агрессивность окружающей среды или веществ, содержащихся в изолируемых объектах;
• коррозионное воздействие;
• материал поверхности изолируемого объекта;
• допустимые нагрузки на изолируемую поверхность;
• наличие вибрации и ударных воздействий;
• требуемую долговечность теплоизоляционной конструкции;
• санитарно-гигиенические требования;
• температуру применения теплоизоляционного материала;
• теплопроводность теплоизоляционного материала;
• температурные деформации изолируемых поверхностей;
• конфигурация и размеры изолируемой поверхности;
• условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.);
• условия демонтажа и утилизации.
• Теплоизоляционная конструкция трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки должна выдерживать без разрушения:
• воздействие грунтовых вод;
• нагрузки от массы вышележащего грунта и проходящего транспорта.
• При выборе теплоизоляционных материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной температурой дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.

4.4 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

• теплоизоляционный слой;
• покровный слой;
• элементы крепления.

4.5 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с отрицательной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

• теплоизоляционный слой;
• пароизоляционный слой;
• покровный слой;
• элементы крепления.

Пароизоляционный слой следует предусматривать также при температуре изолируемой поверхности ниже 12 °С. Устройство пароизоляционного слоя при температуре выше 12 °С следует предусматривать для оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, если расчетная температура изолируемой поверхности ниже температуры «точки росы» при расчетном давлении и влажности окружающего воздуха.

Необходимость установки пароизоляционного слоя в конструкции тепловой изоляции для поверхностей с переменным температурным режимом (от «положительной» к «отрицательной» и наоборот) определяется расчетом для исключения накопления влаги в теплоизоляционной конструкции.

Антикоррозионные покрытия изолируемой поверхности не входят в состав теплоизоляционных конструкций.

4.6 В зависимости от применяемых конструктивных решений в состав конструкции дополнительно могут входить:

• выравнивающий слой;
• предохранительный слой.

Предохранительный слой следует предусматривать при применении металлического покровного слоя для предотвращения повреждения пароизоляционных материалов.

Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.

Теплотехнический расчет дома

Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.

Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.

В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.

Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома

Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.

Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:

• Толщину и материал стен, покрытий.
• Конструкцию и материал кровельного покрытия.
• Тип и материал фундамента.
• Тип остекления.
• Тип стяжек пола.

Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

Qт — тепловая нагрузка на помещение.

V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.

ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.

K — коэффициент тепловых потерь строения.

860 — перевод коэффициента в кВт×ч.

Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:

K	Тип конструкции
3 — 4	Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.
2 — 2,9	Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши.
1 — 1,9	Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей.
0,6 — 0,9	Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией.

Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.

Работа с онлайн калькулятором

Для расчета толщины теплоизоляции трубопроводов в поля калькулятора вводятся следующие исходные данные:

• Наружный диаметр трубопровода (в мм).
• Материал утеплителя. Обычно поле имеет вид выпадающего списка, где можно выбрать подходящий вариант. Некоторые калькуляторы более специфичны, и рассчитаны только на один теплоизолятор (например, минераловатный цилиндр).
• Средняя температура теплоносителя. Показатель может включать два числа (показания в прямом/обратном трубопроводе), например, 65/50, 90/50, 110/50.
• Температура изолируемой поверхности (в °C).

Утепление подземных коммуникаций Источник znatoktepla.ru

Для вычисления объема теплоизоляции трубопроводов в калькулятор вводятся дополнительные параметры:

• Толщина изоляции (в мм).
• Длина трубопровода (в м).
• Материал, из которого изготовлена труба (пластик или металл).
• Удельный вес (плотность) утеплителя, его коэффициент теплопроводности (иногда достаточно выбрать название из списка).

Некоторые калькуляторы изоляции позволяют рассчитать объем теплоизоляции для отводов круглого сечения. В этом случае необходимо указать радиус изгиба (кривизны осевой линии) и количество отводов.

В итоге вы получите толщину или объем теплоизолятора, подходящие для ваших условий. Для любых параметров не рекомендуется приобретать теплоизоляцию большей толщины, «с запасом». Принципиального улучшения такая модификация не принесет, а вот удорожание материала, по сравнению с ничтожной оптимизацией, будет существенным.

Утепление трубопровода на улице Источник pinimg.com

Как пользоваться онлайн приложениями правильно

Процесс расчета толщины утеплителя с использованием онлайн калькулятора простой и доступный. Сегодня таким способом пользуются все, кто считают услуги инженеров дорогими, а инженерные формулы для собственного расчета — слишком сложными.

Частные пользователи без проблем могут подобрать калькуляторы для быстрого и достаточно точного расчета параметров теплоизоляции для трубопровода.

Большинство источников предоставляют возможность пользоваться калькулятором без оплаты и даже регистрации на сайте. Более того, приложения не нужно скачивать и устанавливать. Онлайн калькуляторы позволяют проводить расчеты изоляции по нескольким целям:

• теплоизоляции трубопроводов для образования нужной температуры на поверхности;
• изоляции труб для защиты среды от промерзания при минусовых температурах;
• утеплению трубопроводов для гарантии защиты поверхностей от образования конденсата и коррозии;
• изоляции для двухтрубной тепловой магистрали, монтированной под землей.

Как только нужная задача будет установлена, в поля калькулятора вводят данные для проведения нужного расчета. Обычно речь идет о диметре трубы, температуре среды, продолжительности замерзания жидкости без прокачки, материале в основе труб, температуре на их поверхности, коэффициенте теплопроводности теплоизолятора.

Готовый результат поможет определиться с выбором толщины теплоизолятора. Выбирать материал нужно в соответствии с данными калькулятора, не пытаясь покупать утеплитель с «запасом» толщины, так как это не даст нужного эффекта, но значительно повлияет на увеличение итоговой стоимости утепления.

Система теплоизоляции WDVS

Вслед за странами Европы, в Российской Федерации приняли новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций, направленные на снижение эксплуатационных расходов и энергосбережение. С выходом СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» прежние нормы теплосопротивления устарели. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Теперь прежде использовавшиеся подходы в строительстве не соответствуют новым нормативным документам, необходимо менять принципы проектирования и строительства, внедрять современные технологии.

Как показали расчёты, однослойные конструкции экономически не отвечают принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же материалом выдержать нормы теплосопротивления, толщину стен необходимо увеличить соответственно до 6 и 2,3 метров, что противоречит здравому смыслу. Если же использовать материалы с лучшими показателями по теплосопротивлению, то их несущая способность сильно ограничена, к примеру, как у газобетона и керамзитобетона, а пенополистирол и минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплосопротивления.

Чтобы отвечать всем нормам строительства и энергосбережения необходимо здание строить по принципу многослойных конструкций, где одна часть будет выполнять несущую функцию, вторая — тепловую защиту здания. В таком случае толщина стен остаётся разумной, соблюдается нормированное теплосопротивление стен. Системы WDVS по своим теплотехническим показателям являются самыми оптимальными из всех представленных на рынке фасадных систем.

Таблица, где: 1 — географическая точка 2 — средняя температура отопительного периода 3 — продолжительность отопительного периода в сутках 4 — градусо-сутки отопительного периода Dd, °С * сут 5 — нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq, м2*°С/Вт стен 6 — требуемая толщина утеплителя

 Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Расчёт основывается на требованиях СНиП 23-02-2003 2. За пример расчёта взята группа зданий 1 — Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития. 3. За несущую стену в таблице принимается кирпичная кладка толщиной 510 мм из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе l = 0,76 Вт/(м * °С) 4. Коэффициент теплопроводности берётся для зон А. 5. Расчётная температура внутреннего воздуха помещения + 21 °С «жилая комната в холодный период года» (ГОСТ 30494-96) 6. Rreq рассчитано по формуле Rreq=aDd+b для данного географического места 7. Расчёт: Формула расчёта общего сопротивления теплопередаче многослойных ограждений: R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Rо.к + Rн Rв — сопротивление теплообмену у внутренней поверхности конструкции Rн — сопротивление теплообмену у наружной поверхности конструкции Rв.п — сопротивление теплопроводности воздушной прослойки (20 мм) Rн.к — сопротивление теплопроводности несущей конструкции Rо.к — сопротивление теплопроводности ограждающей конструкции R = d/l d — толщина однородного материала в м, l — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * °С) R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l dу — толщина теплоизоляции R0 = Rreq Формула расчёта толщины утеплителя для данных условий: dу = l * ( Rreq — 0,832 )

а) — за среднюю толщину воздушной прослойки между стеной и теплоизоляцией принято 20 мм б) — коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ-С-25Ф l = 0,039 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний) в) — коэффициент теплопроводности фасадной минваты l = 0,041 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)

* в таблице даны усреднённые показатели необходимой толщины этих двух типов утеплителя.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

* для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области.

Таким образом, из таблицы видно, что для того, чтобы построить здание из однородного материала, отвечающее современным требованиям теплосопротивления, к примеру, из традиционной кирпичной кладки, даже из дырчатого кирпича, толщина стен должна быть не менее 1,53 метра.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор водяного теплого пола предназначен для расчета основных тепловых и гидравлических параметров системы, расчета диаметра и длины трубы. Калькулятор предоставляет возможность осуществить расчет теплого пола, реализованного «мокрым» способом с обустройством монолитного пола из цементно-песчаного раствора или бетона, а также с реализацией «сухим» методом, с использованием тепло-распределяющих пластин. Устройство системы ТП «сухим» методом предпочтительно для деревянных полов и перекрытий.

При завышении предельно допустимых значений основных параметров, калькулятор укажет на ошибки.

Тепловые потоки, направленные снизу-вверх, являются наиболее предпочтительными и комфортными для человеческого восприятия. Именно поэтому обогрев помещений теплыми полами становится наиболее популярным решением по сравнению с настенными источниками тепла. Нагревательные элементы такой системы не занимают дополнительного места в отличие от настенных радиаторов.

Правильно спроектированные и реализованные системы теплого пола являются современным и комфортным источником обогрева помещений. Использование современных и качественных материалов, а также правильных расчетов, позволяет создать эффективную и надежную систему отопления со сроком службы не менее 50 лет.

Система теплого пола может выступать единственным источником обогрева помещения только в регионах с теплым климатом и с использованием энерго-эффективных материалов. При недостаточном тепловом потоке обязательно применение дополнительных источников тепла.

Полученные расчеты будут особенно полезны тем, кто планирует реализовать систему отопления теплого пола своими руками в частном доме.

Для более точного расчета обязательно обратитесь к квалифицированным специалистам в вашем регионе!

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.