Теплопотери наружной теплотрассы зависят от конструкции трубы и изоляции, температур подачи и обратки, длины участка и условий прокладки. Для труб семейства Изопрофлекс и Касафлекс расчёт начинают с конкретной серии и типоразмера: одно и то же обозначение диаметра ещё не означает одинаковое тепловое сопротивление.
Ниже разобраны единицы, расчёт одной трубы и двухтрубной сети, а также учебный пример по альбому производителя. Полученное число помогает проверить порядок расчёта; для выбора трубы нужны исходные данные объекта и проверка применимой методики.
Содержание:
- Одна труба: формулы и единицы
- Подача и обратка: как считать две трубы
- Проверяемый пример Изопрофлекс-А
- Исходные данные и подбор
- Справочные таблицы и документы
Одна труба: формулы и единицы теплопотерь
Различайте линейные потери q в Вт/м, мощность потерь участка Q в Вт и энергию за период E в кВт·ч. Для участка с одинаковыми условиями по длине: Q = q × L. Если режим и q меняются, трассу и время расчёта разбивают на участки и периоды.
| Величина | Обозначение | Единица |
|---|---|---|
| Линейные тепловые потери | q | Вт/м |
| Мощность потерь участка | Q | Вт или кВт |
| Линейное термическое сопротивление | R | м·К/Вт |
| Линейный коэффициент теплопередачи | Kл | Вт/(м·К) |
| Коэффициент теплоотдачи на поверхности | α | Вт/(м²·К) |
| Теплопроводность материала | λ | Вт/(м·К) |
| Поправка на дополнительные потери | kдоп | Безразмерная |
В стационарной модели одной цилиндрической трубы линейный поток равен температурному напору, делённому на сумму линейных сопротивлений:
q = (tв − tн) / (Rвн + Rс1 + Rиз + Rс2 + Rн).
Здесь tв — температура теплоносителя, tн — температура окружающей среды, выбранная по условиям расчёта; Rс1, Rиз и Rс2 относятся к стенке напорной трубы, изоляции и защитной оболочке. Rвн и Rн описывают теплообмен внутри и снаружи. Разность температур в °C численно равна разности в К.
Kл = 1 / ΣR; q = Kл × (tв − tн). На иллюстрациях ниже этот линейный коэффициент обозначен буквой K.
Для отдельного цилиндрического слоя: R = ln(dнаруж / dвнутр) / (2πλ). В отношении используют фактические диаметры границ слоя в одинаковых единицах. Номинальный код типоразмера не заменяет геометрию стенок и изоляции. Значение λ берут для материала и расчётной температуры из документации конкретного изделия.
Для наружной теплоотдачи в воздушной среде: Rн = 1 / (παdнаруж), диаметр — в метрах. Коэффициент α из справочной таблицы имеет размерность Вт/(м²·К), а не Вт/(м·К). При прокладке в грунте требуется сопротивление грунта; подставлять вместо него воздушную теплоотдачу нельзя.
kдоп и Kл — разные величины. Безразмерная поправка на дополнительные потери не определяет сопротивление изоляции и не заменяет линейный коэффициент. Её применение и учёт соединений, арматуры и опор проверяют по выбранной методике, чтобы не посчитать одни потери дважды.
Подача и обратка: как считать две трубы
Для независимых участков можно сложить мощности: Q = qпLп + qоLо. При одинаковой длине подачи и обратки L это Q = (qп + qо) × L. Если в источнике уже дана сумма q для пары на метр трассы, повторно умножать её на два не нужно.
У двух близко расположенных труб в грунте есть тепловое взаимодействие. В разделе 4.2 альбома технических решений производителя, лист 31 приведена модель двух одинаковых труб с общей глубиной заложения. Её коэффициент для пары обозначим KΣ: qпара = KΣ × ((tп + tо) / 2 − tгрунта). Он учитывает сопротивления изоляции, грунта и взаимодействие двух труб.
Эта схема двух отдельных однотрубных изделий не равна Тандему с двумя напорными трубами в одной оболочке или Квадриге с четырьмя. Для них нужна методика соответствующей конструкции. Значения K для полимерной серии также не переносят на Касафлекс по совпадению типоразмера.
Температуры подачи и обратки берут из режима объекта и цели расчёта. Пиковые зимние потери, среднегодовые потери энергии и проверка нормируемого потока — разные расчёты. Пара 65/50 °C из исторических таблиц не задаёт универсальный рабочий график для всех сетей Москвы и МО.
Проверяемый пример: две трубы Изопрофлекс-А 75/110
Учебный пример по таблице 17 альбома производителя, лист 32. Рассматривается пара одинаковых однотрубных изделий при бесканальной прокладке, а не Тандем. Табличный KΣ относится к этой модели и указанным в альбоме условиям; это не универсальная характеристика любого современного SKU 75/110.
| Исходная величина | Принято в примере |
|---|---|
| Изделие в таблице источника | Изопрофлекс-А 75/110, две одинаковые трубы |
| Коэффициент пары KΣ | 0,577 Вт/(м·К), таблица 17 |
| Температуры для проверки среднего значения | Подача 70 °C, обратка 50 °C; средняя 60 °C |
| Температура грунта в табличной модели | −7 °C |
| Теплопроводность изоляции / грунта в источнике | 0,028 / 1,0 Вт/(м·К) |
| Поверхностное сопротивление грунт–воздух в источнике | 0,0685 м²·К/Вт |
| Геометрические условия таблицы | Зазор между оболочками C − Dс = 0,1 м; глубина до верха оболочки H = 0,6 м, H = Z − Dс/2 |
| Длина однородного участка трассы L | 20 м — условная длина для примера |
- Средняя температура: (70 + 50) / 2 = 60 °C.
- Температурный напор: 60 − (−7) = 67 К.
- Потери пары: 0,577 × 67 = 38,659 Вт/м трассы. В таблице это округлено до 38,7 Вт/м.
- Мощность для 20 м трассы: 38,659 × 20 = 773,18 Вт ≈ 0,773 кВт.
Две отдельные трубы на этом участке имеют суммарную прямую длину 40 м. Но qпара уже включает подачу и обратку, поэтому его умножили на 20 м трассы. При неизменной мощности за условные 24 часа получилось бы 0,77318 × 24 ≈ 18,56 кВт·ч; годовые потери так не определяют без температур и времени работы каждого периода.
Грунт −7 °C, глубина 0,6 м и свойства материалов здесь воспроизводят условия таблицы, а не назначаются для участка в Подмосковье. В примере не выполнены подбор диаметра по расходу, расчёт падения температуры вдоль трассы, расчёт местных потерь тепла, проверка нагрузки источника и соответствия проекта нормам. Для фактической поставки проверяют конструкцию и данные выбранной серии; Изопрофлекс-А/95А, базовая 95 и 115А не взаимозаменяемы по одному этому примеру.
Какие данные нужны для расчёта и подбора
- Серия, типоразмер, схема подачи и обратки, длины участков; для заводской изоляции — геометрия и свойства из документации соответствующего изделия.
- Среда, расход или тепловая нагрузка, температуры и давление, график регулирования, часы работы и цель расчёта.
- Для грунта — глубина с указанием точки отсчёта, свойства и влажность грунта, расстояние между трубами; для воздуха — условия помещения или наружной прокладки.
- Местоположение объекта в Москве, Московской области или другом регионе, план трассы, вводы, соединения и участки с иными условиями.
Для подбора передайте эти данные вместе со схемой. Теплотехническую проверку совмещают с гидравлическим расчётом и допустимым режимом конкретной серии. Сведения о сценариях подключения приведены в статье «Теплотрасса для частного дома»; подробный расчёт здесь её не дублирует.
Подходящие товары и количества можно собрать в корзине сайта. Менеджер уточнит комплект и условия поставки и выставит счёт. Пример расчёта не подтверждает наличие товара и не задаёт его цену.
Справочные таблицы и документы
Ниже приведены исторические справочные таблицы из документов 2000–2003 годов. Таблицы теплоотдачи, поправок и нормируемых потоков решают разные задачи; это не готовый расчёт теплопотерь выбранной трубы. Для проекта проверяют применимость и редакцию нормативной базы. Альбом производителя ссылается на СП 61.13330.2012; архивные таблицы ниже не подтверждают соответствие проекта действующим требованиям.
СП 41-103-2000 — сохранённый PDF; СНиП 41-03-2003 — сохранённый PDF. Для актуального изделия сверяйте документацию производителя.
Поправка на дополнительные потери kдоп — СП 41-103-2000, таблица 1
| Способ прокладки и опоры | Безразмерная поправка kдоп |
|---|---|
| На открытом воздухе, в непроходных каналах, тоннелях и помещениях: для стальных трубопроводов на подвижных опорах, условным проходом, мм: | |
| до 150 | 1,2 |
| 150 и более | 1,15 |
| на подвесных опорах | 1,05 |
| для неметаллических трубопроводов на подвижных и подвесных опорах | 1,7 |
| Бесканальная | 1,15 |
Это справочные значения исходного документа, а не коэффициент Kл для расчёта q. Выбор и применение поправки требуют проверки условий методики.
Теплоотдача α — СП 41-103-2000, таблица 2
Значения α приведены в Вт/(м²·К). Два столбца для помещения относятся к малому и высокому коэффициентам излучения; три наружных — к указанной скорости ветра.
| Объект | В помещении: малое излучение | В помещении: высокое излучение | Воздух: ветер 5 м/с | Воздух: ветер 10 м/с | Воздух: ветер 15 м/с |
|---|---|---|---|---|---|
| Горизонтальные трубопроводы | 7 | 10 | 20 | 26 | 35 |
| Вертикальные трубопроводы, оборудование, плоская стенка | 8 | 12 | 26 | 35 | 52 |
В исходном документе к покрытиям с малым излучением отнесены кожухи из оцинкованной стали, листов алюминиевых сплавов и алюминия с оксидной плёнкой; с высоким — штукатурки, асбестоцементные покрытия, стеклопластики и окраски, кроме краски с алюминиевой пудрой. При отсутствии сведений о ветре источник предлагает столбец 10 м/с. Это контекст архивной таблицы, а не универсальные свойства полиэтиленовой оболочки в грунте.
Архивные нормы для канальной двухтрубной сети — СНиП 41-03-2003
Обе таблицы ниже относятся к подземной канальной прокладке. В ячейках — нормируемый суммарный поток пары в Вт/м, а не рассчитанные потери любой трубы Изопрофлекс или Касафлекс. Заголовки 65/50, 90/50 и 110/50 °C обозначают среднегодовые температуры в контексте этого источника.
Таблица 8: более 5000 ч/год
| Условный проход, мм | 65/50 °C, Вт/м | 90/50 °C, Вт/м | 110/50 °C, Вт/м |
|---|---|---|---|
| 25 | 19 | 24 | 28 |
| 32 | 21 | 26 | 30 |
| 40 | 22 | 28 | 32 |
| 50 | 25 | 30 | 35 |
| 65 | 29 | 35 | 40 |
| 80 | 31 | 37 | 43 |
| 100 | 34 | 40 | 46 |
| 125 | 39 | 46 | 52 |
| 150 | 42 | 50 | 57 |
| 200 | 52 | 61 | 70 |
| 250 | 60 | 71 | 80 |
| 300 | 67 | 79 | 90 |
| 350 | 75 | 88 | 99 |
| 400 | 81 | 96 | 108 |
| 450 | 89 | 104 | 117 |
| 500 | 96 | 113 | 127 |
| 600 | 111 | 129 | 145 |
| 700 | 123 | 144 | 160 |
| 800 | 137 | 160 | 177 |
| 900 | 151 | 176 | 197 |
| 1000 | 166 | 192 | 212 |
| 1200 | 195 | 225 | 250 |
| 1400 | 221 | 256 | 283 |
Таблица 9: 5000 ч/год и менее
| Условный проход, мм | 65/50 °C, Вт/м | 90/50 °C, Вт/м | 110/50 °C, Вт/м |
|---|---|---|---|
| 25 | 21 | 26 | 31 |
| 32 | 24 | 29 | 33 |
| 40 | 25 | 31 | 35 |
| 50 | 29 | 34 | 39 |
| 65 | 32 | 39 | 45 |
| 80 | 35 | 42 | 48 |
| 100 | 39 | 47 | 53 |
| 125 | 44 | 53 | 60 |
| 150 | 49 | 59 | 66 |
| 200 | 60 | 71 | 81 |
| 250 | 71 | 83 | 94 |
| 300 | 81 | 94 | 105 |
| 350 | 89 | 105 | 118 |
| 400 | 98 | 115 | 128 |
| 450 | 107 | 125 | 140 |
| 500 | 118 | 137 | 152 |
| 600 | 134 | 156 | 174 |
| 700 | 151 | 175 | 194 |
| 800 | 168 | 195 | 216 |
| 900 | 186 | 216 | 239 |
| 1000 | 203 | 234 | 261 |
| 1200 | 239 | 277 | 305 |
| 1400 | 273 | 316 | 349 |
В примечании источника средние 65/50, 90/50 и 110/50 °C сопоставлены с графиками 95/70, 150/70 и 180/70 °C; промежуточные нормы предлагается находить интерполяцией. Это пояснение архивного документа, не разрешение эксплуатировать выбранную полимерную трубу при любой из этих температур.
Для бесканальной прокладки в СНиП выделены другие таблицы — 11 и 12. Их данные следует читать в полном документе, а для изделия и проекта — применять соответствующую расчётную модель.