Como calcular as perdas térmicas

No processo de seleção de materiais de isolamento térmico, estruturas e produtos, uma série de questões importantes são inevitáveis, várias questões importantes, que podem ser respondidas corretamente ao qual apenas executando os cálculos apropriados, porque outros métodos (método analógico, etc. ) estão longe de todos os casos, dão um resultado aceitável. Um exemplo simples: no caso de uma junta não canalizada de oleodutos com uma passagem condicional de 200 mm, uma única mudança nas características do solo e a profundidade da incorporação pode alterar a espessura mínima possível do isolamento térmico em 40% sob todas as outras condições iguais. E o valor das perdas térmicas em uma espessura fixa da camada de isolamento térmico pode aumentar em 24%. Segue-se a conclusão de que, mesmo com os parâmetros imutáveis de oleodutos e refrigerantes, é necessário realizar o cálculo individual de perdas de calor, levando em conta as condições de colocação específicas.

Perda de calor do esquema em casa.

Informações gerais sobre o método de calcular perdas térmicas

O objetivo do cálculo das perdas de calor é determinar as perdas reais de calor através do isolamento térmico de tubulações de redes térmicas de água de fornecimento de calor centralizado.

O cálculo de perdas térmicas é realizado para todo o sistema de aquecimento conectado a uma fonte comum de energia. O cálculo das perdas reais de energia térmica para algumas seções separadas da rede não é executada.

O cálculo de perdas térmicas envolve a presença de nós certificados de medição de energia térmica, tanto em consumidores de energia térmica quanto na fonte de energia térmica. O número de consumidores que possuem dispositivos contábeis devem ter pelo menos 20% do número total de consumidores em consideração da rede térmica.

Tabela de cálculo de perdas de calor.

Os dispositivos que utilizam que serão calculados pelo cálculo da perda de calor dos gasodutos de aquecimento, devem ser equipados com um registo no sentido horário e diário de valores. A profundidade do arquivo de relógio deve ser pelo menos 720 horas, e o diariamente - não menos de 30 dias.

O principal ao realizar o cálculo de perdas térmicas de pipelines de aquecimento é um arquivo de hora. O arquivo diário é usado na ausência de dados de tempo por qualquer motivo.

O cálculo das perdas de calor reais é realizado com base em medições de temperatura e fluxos de água da rede no gasoduto de fornecimento em consumidores de uma rede que possuem dispositivos contábeis, bem como a temperatura da água da rede na fonte de energia. O cálculo de perdas térmicas para os consumidores sem instrumentos de medição é realizado por uma metodologia ligeiramente diferente.

Consumidores e fontes de energia térmica são considerados:

Na ausência de dispositivos contábeis diretamente em edifícios: consumidores de energia térmica - itens térmicos individuais ou centrais; Fontes de energia térmica - casas de caldeiras, usinas térmicas, etc.;
No caso de dispositivos contábeis diretamente em edifícios por consumidores de energia térmica, os edifícios são considerados diretamente, e as fontes são pontos térmicos centrais.

Regulamentos do fluxo de energia térmica para as próprias necessidades da sala de caldeiras.

Para a conveniência de calcular a perda de energia térmica através do isolamento térmico, os oleodutos de alimentação são delimitados por: os principais oleodutos e filiais dos pipelines principais.

Sob o pipeline principal deve ser entendido como parte do tubo de fornecimento entre a fonte de energia térmica e a câmara térmica, que é ramificada para os consumidores de energia térmica.

O ramo dos pipelines principais faz parte das tubulações de fornecimento das câmaras térmicas correspondentes para os consumidores da energia térmica.

O cálculo das perdas de calor reais é realizado usando valores de perdas regulatórios, que são determinados por padrões de perda de energia térmica para redes, cujo isolamento térmico foi realizado de acordo com as normas de projeto (as normas devem ser especificadas pelo projeto e documentação executiva).

Preparação para o cálculo

Antes de iniciar o cálculo de perdas de calor, você precisa:

Coletando dados de origem sobre a rede térmica em consideração;
Crie um diagrama de circuito da rede de calor, que indica o diâmetro condicional (passagem condicional), o tipo e o comprimento da colocação de pipeline para todas as seções da rede;
Colete dados sobre a carga conectada de consumidores da rede de calor;
Instale o tipo de dispositivos contábeis e a presença de tempo e arquivos diários.

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Diagrama típico calculado da rede de calor.

Na ausência de uma coleção centralizada de dados de dados de conta, os dispositivos necessários para coleta estão preparando: um computador portátil ou adaptador. Em um computador portátil, você deve instalar um programa especial que vem com o instrumento contábil. Este programa é projetado para ler o tempo e os arquivos diários dos medidores de calor especificados.

A fim de aumentar a precisão do cálculo das perdas de calor, é preferível coletar dados de conta para algum intervalo de tempo para a temporada final, quando o consumo de energia é insignificante, tendo aprendido anteriormente na organização de fornecimento de calor sobre as paradas de fornecimento de calor em O pedido para este momento para excluir do período de testemunho de instrumento de medição.

Com a ajuda de projeto e documentação executiva sob a rede térmica em consideração, a tabela de todas as seções desta rede de calor é criada. Nos termos da seção da rede térmica, é necessário entender a seção do gasoduto, que difere do restante de uma das seguintes características:

o diâmetro condicional do gasoduto (passagem condicional do gasoduto);
tipo de colocação (canal subterrâneo, sobrecarga, excitação subterrânea);
Isolamento térmico (material da camada principal de design de isolamento térmico);
O ano da junta.

Tabela de temperatura média do solo e ar ao ar livre.

A tabela correspondente indica adicionalmente o comprimento do site e o nome dos nós iniciais e finais da área em consideração.

Com base nos dados do serviço meteorológico, é necessário elaborar uma tabela de temperaturas médias do solo e ar ao ar livre em diferentes profundidades de oleodutos de gaxetas em média por 5 anos. O solo médio anual e as temperaturas externas são definidos como a média aritmética de valores médios médios para todo o tempo de operação da rede térmica. Com base no cronograma de calor aprovado de energia térmica, é necessário determinar a temperatura média mensal da água da rede nos pipelines opostos e alimentares.

Para determinar a temperatura média mensal da água da rede, você precisa saber a temperatura média do ar externo. A temperatura média anual da água da rede no reverso e os tubulações de fornecimento é definida como a média aritmética dos indicadores médios mensais, levando em conta a duração da rede térmica durante meses e para o ano civil. Com base no processo de realização do consumo de calor, que pode ser obtido em uma organização de fornecimento de calor, você deve elaborar uma tabela na qual os seguintes dados serão dados para cada consumidor:

Os valores calculados do consumo de água de rede para o fornecimento de água quente.

Tipo de sistema de fornecimento de calor (fechado ou aberto);
O nome dos consumidores de energia térmica;
Carga anexada do sistema de ventilação;
Carga anexada do sistema de aquecimento;
O valor da carga média conectada do sistema de água quente;
Profundidade da hora e arquivos diários;
Dispositivos de contabilidade da marca (nome);
A ausência ou presença de uma coleta central de dados.

Se você tiver uma coleta de dados centralizada de acordo com os resultados da medição, você deve escolher o período para o qual o cálculo de perdas térmicas será realizado. Ao mesmo tempo, vários fatores devem ser levados em conta, nomeadamente:

A fim de aumentar a precisão do cálculo das perdas de calor, é melhor escolher um período com o menor consumo de água de rede (como regra, este é um período urgente);
No período de tempo selecionado, as divulgações planejadas dos consumidores da rede de aquecimento não devem ser realizadas;
Os indicadores de instrumentos de medição são coletados pelo menos 30 dias de calendário.

A fórmula para calcular perdas de calor.

Na ausência de uma coleta de dados centralizada, você precisa coletar os arquivos diários e relógios de contas em consumidores de calor e na fonte de calor, usando o adaptador ou um computador portátil com os dados instalados para ler dados do medidor de calor instalado para esta.

Para calcular as perdas térmicas, você precisa ter os seguintes dados:

A temperatura da água potencial em dutos de alimentação em consumidores;
Consumo de água de rede em tubulações de alimento em consumidores;
A temperatura da água potência nos tubulações reversa e fornecimento na fonte de calor;
O consumo de água de rede em tubulações de fornecimento na fonte de calor;
Consumo de água de alimentação na fonte de energia.

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Procedimento para processar os dados de origem dos dispositivos contábeis

A principal tarefa de processamento de dados da conta é converter os arquivos de origem lidos diretamente de medidores de calor em um único formato que permite realizar uma verificação adicional para a precisão (verificação) dos parâmetros medidos do consumo de calor e dos cálculos necessários.

O design do medidor de calor.

Para contadores térmicos de diferentes tipos, os dados são lidos em diferentes formatos e exigem procedimentos de processamento relevantes. Assim, para um tipo de medidores de calor de vários consumidores, os parâmetros armazenados no arquivo podem exigir o uso de diferentes coeficientes de trazer dados iniciais para quantidades físicas únicas. A diferença nestes coeficientes é determinada pela característica dos insumos da loja de pulso e do diâmetro do conversor de fluxo. Em vista disso, o processamento inicial dos dados obtidos requer uma abordagem individual para arquivos de dados de origem. O tempo e os parâmetros do coolete diário são usados para confirmar a precisão dos valores medidos. Ao executar este procedimento, ele deve ser focado nos seguintes indicadores:

O valor dos custos e temperaturas do refrigerante não deve estar fora de limites fisicamente razoáveis;
O arquivo diário não deve conter alterações afiadas no consumo de refrigerante;
Alterar o valor da temperatura média diária da transportadora no tubo de fornecimento na fonte de energia térmica deve corresponder à mudança na temperatura média no gasoduto e nos consumidores de abastecimento;
A temperatura média diária do líquido refrigerante no gasoduto de fornecimento em consumidores não deve ser maior do que os valores médios de temperatura diária no tubo de alimentação na origem.

O design do medidor de calor.

De acordo com os resultados da verificação dos dados iniciais, os probitamentos contábeis devem ser uma tabela em que para todos os consumidores de energia térmica com dispositivos contábeis, e para a fonte de energia é dado que o período de tempo em que a precisão dos dados iniciais não está em dúvida. Com base nesta tabela, selecione um período total durante o qual existem alterações confiáveis para todos os consumidores de rede e a fonte de calor (a chamada disponibilidade de dados).

Com base no arquivo de tempo dos dados obtidos na fonte de calor, determine o número de horas no período de medição, os dados para os quais serão usados para processamento adicional. Antes de determinar o período de medição, você deve calcular o tempo necessário para preencher todos os pipelines de feed com o refrigerante.

Condições para cálculo

É necessário que o período de medição satisfaça uma série de condições, a saber:

O valor da temperatura média da água da rede no tubo de fornecimento na fonte de calor durante o tempo antes do período de medição e o valor da temperatura média da água no tubo de fornecimento na fonte de calor deve ser diferente de 5 graus;
As medições devem ser realizadas continuamente por pelo menos 240 horas;
O período de medição deve ser totalmente contido na presença de dados.

Cálculo da perda de calor da casa.

Se tal período não puder ser selecionado devido à falta de dados de um ou vários consumidores, esses instrumentos contábeis do consumidor não são usados em cálculos futuros.

O número de consumidores que possuem dados de instrumentos contábeis devem ter pelo menos 20% do número total de consumidores em consideração da rede térmica. No caso de uma diminuição no número de consumidores com dispositivos contábeis até menos de 20%, é necessário selecionar outro período para coleta de dados e novamente o procedimento de verificação.

Para os parâmetros obtidos na fonte de calor, é necessário determinar a média para o período de medição da temperatura da água potência no gasoduto de fornecimento e a média para o período de medição a temperatura da água da rede no pipeline de retorno.

Para o período de medição, é necessário determinar a temperatura média do ar e a temperatura média do solo na profundidade média do eixo de oleodutos.

Método de cálculo das características do isolamento térmico

O cálculo da espessura mínima permitida do isolamento térmico de oleodutos e equipamentos é realizado com base nas normas de densidade de fluxo de calor que são fixadas em Snip 41-30-2003. Os fórmulas de algoritmo e cálculo são fornecidos em SP 41-103-2000. Com a ajuda do mesmo documento, as perdas térmicas reais podem ser calculadas.

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No entanto, o problema reside no fato de que, dependendo da opção de colocação, o número de fórmulas usadas para cálculos será de 8 a 23. O número de variáveis incluídas neles e coeficientes - de 20 a 29. Mesmo que você tenha Conhecimento especial e experiência na realização do cálculo da espessura mínima permitida do isolamento térmico (bem como o cálculo das perdas de calor reais) é um trabalho muito laborioso.

Métodos para calcular a espessura mínima permitida do isolamento térmico

A fórmula para calcular a espessura mínima permitida do isolamento térmico.

A espessura mínima permitida do isolamento térmico de oleodutos é determinada pelos valores máximos permitidos de perdas de calor para uma unidade de comprimento do gasoduto. Estas normas são reguladas por Snip 41-03-2003.

Muitos estão interessados no que acontecerão se negligenciar as arquibancadas de Snip e permitir grandes perdas térmicas. Se você deixar o aspecto administrativo e legal desta questão de lado e considerar conseqüências extremamente econômicas, então será o seguinte.

Nos últimos anos, um aperto planejado da abordagem de supervisão a ser considerado e aprovado pelos indicadores de perdas de calor tecnologicamente determinadas durante o transporte de energia está ocorrendo. Ou seja, todos os anos, as organizações de abastecimento de calor podem incluir na tarifa (e, assim, mudar nos ombros dos consumidores) todas as perdas térmicas menores.

De acordo com os atuais documentos regulatórios, a perda, que são incluídas na tarifa, não podem ser maiores que a definição dos valores mais do que um determinado valor que é rigidamente regulamentado. Por via de regra, esse valor é limitado a linhas de calor adicionais através de suportes de oleodutos e é de cerca de 15-20% das perdas regulatórias.

A tabela de cálculo da espessura mínima permitida do isolamento térmico.

Os padrões de perda de calor da SNIVA de 2003 são cerca de 26% menos que os padrões de abandono de 1988, e quase 2,5 vezes menos que os valores estabelecidos pelas normas de 1959. Torna-se claro que os álbuns de soluções de design e outra documentação do projeto, compilados antes de 2003, não são capazes de garantir o cumprimento da perda de calor com requisitos modernos.

Assim, o uso de obsoleto (especificamente neste caso - desenvolvido até 2003) das decisões do projeto ou a utilização de produtos de isolamento de calor pronto sem realizar cálculos para conformidade com seus requisitos Snip pode se transformar em perdas excessivas anuais de energia térmica.

Método de calcular a perda real de energia térmica através do material isolante

A proporção da densidade calculada do fluxo de calor.

É impossível comparar diferentes materiais de isolamento térmico e produtos pela proporção de seu preço e qualidade, sem determinar antecipadamente, quais são os valores de perdas térmicas quando aplicadas.

O diagrama representado na imagem 1 mostra a proporção da densidade calculada do fluxo de calor ao usar uma variedade de materiais de isolamento térmico. Com uma espessura de isolamento igual, o fluxo térmico através dele para diferentes materiais é diferente muitas vezes. A técnica [1] corresponde ao cálculo que N.N. arefyev e L.I. Munyabin.

Este diagrama mostra um fluxo térmico para produtos com uma espessura igual do material de isolamento térmico. Teoricamente, quanto maior o valor da condutividade térmica do material, o mais espesso deve ser feito a partir dele o produto. No entanto, em condições reais, os produtos com maior condutividade térmica, muitas vezes têm uma espessura menor em comparação com materiais mais eficientes. Em vista disso, na prática, a perda de calor real através do isolamento de diferentes marcas difere ainda mais do que no diagrama.

Daí a conclusão, de acordo com a qual segue-se que a seleção economicamente razoável de produtos e materiais de isolamento térmico é possível apenas com base nos resultados do cálculo da perda de calor, que ocorrerá quando a utilização desses produtos e materiais.

Métodos, de acordo com os quais o cálculo de perdas térmicas através do isolamento pode ser realizado, há bastante. A principal diferença entre eles consiste nos métodos de contabilização de mudanças nas condições de operação de aquecedores, em primeiro lugar, as dependências entre a condutividade térmica e a absorção de umidade do material isolante do calor.