Коэффициент теплоотдачи стальной поверхности

Обновлено: 23.01.2025

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

Часть II, раздел А

Строительная теплотехника. Нормы проектирования

Дата введения 1972-04-01

Внесены Научно-исследовательским институтом строительной физики Госстроя СССР

Утверждены Государственным комитетом Совета министров СССР по делам строительства 27 октября 1971 года

Глава СНиП II-А.7-71 "Строительная теплотехника. Нормы проектирования" разработана Научно-исследовательским институтом строительной физики Госстроя СССР при участии институтов ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, ЦНИИЭПЖилища Госгражданстроя, НИИ Мосстрой Главмосстроя Мосгорисполкома, МИСИ им. Куйбышева Министерства высшего и среднего специального образования СССР, ЦНИИЭПСельстрой Минсельстроя СССР, Гипронисельпром, Гипронисельхоз Минсельхоза СССР с учетом материалов Промстройпроекта Госстроя СССР и других научно-исследовательских и проектных институтов.

С введением в действие главы СНиП II-А.7-71 утрачивают силу с 1 апреля 1972 г. главы СНиП II-A.7-62 "Строительная теплотехника. Нормы проектирования" и II-В.6-62 "Ограждающие конструкции. Нормы проектирования".

Редакционная коллегия - инж. А.М.Кошкин (Госстрой СССР), кандидаты техн. наук С.И.Пермяков (НИИ строительной физики Госстроя СССР), И.С.Шаповалов (ЦНИИЭПЖилища Госгражданстроя), д-р техн. наук К.Ф.Фокин (НИИ Мосстроя Мосгорисполкома), инж. П.С.Суханов (ЦНИИПромзданий Госстроя СССР), д-р экон. наук Л.Д.Богуславский (МИСИ им. Куйбышева).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая глава содержит теплотехнические нормы и требования, которые распространяются на проектирование ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перекрытий, покрытий, перегородок, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот) вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения.

Примечания: 1. При проектировании зданий и сооружений следует также соблюдать требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям соответствующими главами СНиП и нормативными документами, утвержденными или согласованными с Госстроем СССР, в части необходимой прочности, жесткости, устойчивости, долговечности, биостойкости, коррозионной стойкости и других показателей.

2. Принятые в настоящей главе условные обозначения теплотехнических величин и их размерности приведены в приложении 1.

1.2. Настоящие теплотехнические нормы и требования распространяются на все ограждающие конструкции и стыки сборных элементов, на расположенные по периметру проемов участки конструкций, углы стен, теплопроводные включения, в том числе в местах примыкания к наружным стенам балконов, транспортных галерей, цокольных, междуэтажных и чердачных перекрытий и покрытий и т.д.

1.3. Замкнутые воздушные прослойки, устраиваемые в толще наружных стен зданий и сооружений, должны иметь высоту не более высоты этажа и не более 5 м.

В наружных стенах зданий и сооружений с мокрым и влажным режимом помещений допускается устройство воздушных прослоек только в случаях вентиляции этих прослоек наружным (при необходимости подогреваемым) воздухом; высота воздушных прослоек в этом случае не ограничивается.

Высота воздушных прослоек в окнах с переплетами определяется требованиями ГОСТов на изготовление переплетов.

1.4. Влажностный режим помещений зданий и сооружений в зависимости от относительной влажности внутреннего воздуха следует считать:

нормальным при 5060%;

влажным при 6175%;

1.5. При проектировании наружных стен необходимо предусматривать меры по защите их от увлажнения:

а) атмосферной влагой (косыми дождями), в первую очередь проникающей через стыки конструкций;

б) влагой, конденсирующейся на внутренней поверхности стен и в их толще;

в) влагой производственных и хозяйственно-бытовых процессов;

г) грунтовой влагой;

д) конденсатом, образующимся на поверхностях заполнений световых проемов или светопрозрачных ограждений.

Меры по ограничению возможного увлажнения, указанного в подпунктах "б", "в", "г", "д", следует предусматривать также и при проектировании внутренних стен и перегородок.

1.6. Беспустотные полы на грунте, устраиваемые в отапливаемых помещениях (с нормируемым перепадом между температурами внутреннего воздуха и поверхности пола), следует утеплять в зонах примыкания пола к наружным стенам. Утепление, устраиваемое непосредственно по грунту, следует предусматривать из неорганических влагостойких материалов.

1.7. Для защиты от увлажнения теплоизоляционного слоя в покрытиях следует предусматривать пароизоляцию (ниже теплоизоляционного слоя) или вентилируемые наружным воздухом прослойки и каналы.

Примечания: 1. В вентилируемых покрытиях зданий и сооружений необходимая высота воздушной прослойки или диаметр каналов должны определяться в соответствии с указаниями Пособия по теплотехническому расчету ограждающих конструкций, но независимо от расчета они должны приниматься не менее 5 см, а расстояние между осями каналов 15-25 см.

2. Устройство невентилируемых воздушных прослоек в покрытиях над отапливаемыми помещениями с влажным и мокрым режимом не допускается.

3. В покрытиях не следует предусматривать пароизоляцию в тех случаях, когда влажность теплоизоляционного материала превышает по условиям эксплуатации влажность, указанную в табл.1 приложения 2, а предусматривать другие мероприятия.

1.8. Для зданий и сооружений, указанных в п.3.1 настоящей главы, возводимых в районах со среднемесячной температурой наружного воздуха за июль 20 °С и выше, следует при необходимости предусматривать меры по солнцезащите, например вентилируемые наружным воздухом воздушные прослойки и каналы в наружных стенах и покрытиях, защитные экраны, козырьки и жалюзи, охлаждаемые водой покрытия и др.

Рекомендуется предусматривать покрытие рулонных кровель мелким гравием светлых тонов толщиной не менее 10 мм.

2. СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций в м·ч·°С/ккал должно быть не менее сопротивления теплопередаче , требуемого из санитарно-гигиенических условий, и , определяемого экономическим расчетом в соответствии с указаниями раздела 6 настоящей главы.

Примечание. Для индустриальных элементов ограждающих конструкций, изготовляемых по действующим каталогам, а также для сплошных каменных стен из штучных материалов (кирпича, камней и т.п.) допускается принимать на 5% меньше .

2.2. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций следует определять по формуле (1) с учетом требований п.1.2 настоящей главы:

м·ч·°С/ккал, (1)

где - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл.1;

- расчетная температура внутреннего воздуха в °С, принимаемая по нормам проектирования зданий и сооружений соответствующего назначения;

- расчетная зимняя температура наружного воздуха в °С, принимаемая согласно указаниям п.2.4 настоящей главы;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции в °С, принимаемый по табл.2;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый согласно указаниям п.2.13 настоящей главы.

Значения коэффициента

1. Наружные стены, покрытия, перекрытия над проездами, а также перекрытия над холодными (проветриваемыми) подпольями зданий и сооружений, возводимых в районах Северной строительно-климатической зоны

2. Чердачные перекрытия со стальной, черепичной или асбестоцементной кровлей по разреженной обрешетке и покрытия с вентилируемыми прослойками

3. Чердачные перекрытия с кровлей из рулонных материалов

4. Стены и перекрытия (за исключением указанных в поз.8 и 9 настоящей таблицы), отделяющие отапливаемые помещения от сообщающихся с наружным воздухом неотапливаемых помещений (например, тамбуры)

5. Стены и перекрытия, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающихся с наружным воздухом

6. Перекрытия над подпольями, расположенными ниже уровня земли, при непрерывной конструкции цоколя с 1 м·ч·°С/ккал

7. То же, с 1 м·ч·°С/ккал и перекрытия над холодными подпольями, расположенными выше уровня земли

8. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами, расположенными ниже уровня земли или имеющими наружные стены, выступающие над уровнем земли до 1 м, при наличии окон в наружных стенах подвалов

9. То же, при отсутствии окон

Нормируемые величины температурного перепада

для наружных стен

для покрытий и чердачных перекрытий

1. Жилые помещения, а также помещения общественных зданий (больницы, детские ясли-сады)

2. Помещения поликлиник и школ

3. Помещения общественных зданий (за исключением указанных в поз.1 и 2), административных зданий, а также вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий, за исключением помещений с влажным и мокрым режимами

4. Отапливаемые помещения производственных зданий с расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха менее 50%

5. То же, но с расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха от 50 до 60%

6. Помещения производственных зданий с избыточными тепловыделениями и расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха не более 45%

7. Помещения производственных зданий (промышленных, сельскохозяйственных и других предприятий) с расчетной влажностью внутреннего воздуха выше 60%:

а) в которых не допускается конденсация влаги на внутренних поверхностях стен и потолков

б) в которых не допускается конденсация влаги на внутренних поверхностях потолков

Примечания: 1. Температурный перепад между расчетной температурой воздуха и температурой поверхности пола следует принимать равным:

2 °С - для полов жилых зданий, больниц, детских яслей-садов;

2,5 °С - для плов общественных зданий, за исключением указанных выше, а также производственных зданий с постоянными рабочими местами, если на них не предусмотрены специальные мероприятия против охлаждения ног работающих. На участках, где отсутствуют постоянные рабочие места, не нормируется.

2. Расчетную разность между температурой воздуха помещения и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций в местах теплопроводных включений (диафрагм, толстых сквозных швов раствора кладок, прокладных рядов, стыков панелей, колонн и ригелей железобетонного каркаса и пр.), а также чердачных перекрытий помещений, указанных в п.7 "а" и "б", в графе 3 табл.2, допускается принимать равной

3. Температурный перепад , а также не нормируются, и технические решения ограждающих конструкций принимаются по конструктивным соображениям, если это допустимо по условиям технологического процесса и когда:

а) тепловыделения значительно превышают потери тепла (более чем на 50%), либо когда избытки явного тепла превышают 20 ккал/м·ч, а влаговыделения незначительны;

6) внутренняя поверхность стен и покрытий подвергается интенсивному воздействию лучистого тепла или омывается сухим горячим воздухом;

в) площадь пола помещений на одного работающего более 100 м.

4. В табл.2 - температура точки росы внутреннего воздуха в °С.

Примечания: 1. Величину сопротивления теплопередаче наружных стен жилых зданий, определенную по формуле (1), при однослойных панельных стенах следует увеличивать на 10%, при многослойных панельных стенах на 20% При изготовлении панелей со знаком качества указанные надбавки не предусматривать.

2. Для наружных ограждающих конструкций с характеристикой тепловой инерции 2,5 жилых, общественных (больниц, поликлиник, детских яслей-садов) и производственных зданий, в которых по условиям технологии необходимо поддерживать постоянными температуру и относительную влажность воздуха, величину , определенную по формуле (1), следует увеличивать на 30%. При изготовлении конструкций со знаком качества указанную надбавку не предусматривать.

Расчет теплоотдачи трубы

Сколько тепла отдает воздуху помещения стояк или лежак системы отопления? На сколько градусов остывает вода в изолированной воздушной теплотрассе? Как правильно и экономично выполнить теплоизоляцию трубопровода? Используя представленную далее.

. программу в Excel, можно оперативно получить точные ответы на эти и другие вопросы!

Объект исследований — труба с теплоносителем — водой, окруженная воздушным пространством.

Очередные пользовательские функции (ПФ) Полковова Вячеслава Леонидовича выполняют автоматический расчет теплоотдачи трубы с теплоизоляцией поверхности и без таковой в любом пространственном положении.

Напомню, что пользовательской функцией (ПФ-функцией, UDF-функцией) в Excel называется программа (макрос), записанная на языке VBA в программном модуле файла, и имеющая вид:

Чуть подробнее о работе с пользовательскими функциями можно посмотреть в предыдущей статье на блоге и почитать в Интернете.

Расчет в Excel теплоотдачи трубы.

Для выполнения расчетов необходимо ввести в таблицу MS Excel исходные данные. Их – 13. Это — физические параметры теплоносителя (воды), температура окружающего воздуха, геометрические размеры трубы и слоя теплоизоляции, теплопроводность материалов и степень черноты наружных поверхностей трубы и изоляции.

В ячейках результатов автоматически выводится значение мощности тепловой отдачи трубы в Ваттах для четырёх вариантов, и температура остывания воды в градусах Цельсия за время движения по заданному участку трубопровода.

Все 22 пользовательские функции, задействованные в этой расчетной программе Excel, записаны каждая в своем Module в папке Modules. Доступ к папке — в Редакторе Visual Basic.

Теория, алгоритмы, литература.

Трубы, в системах теплоснабжения, могут выполнять две функции — транспортировать теплоноситель к месту его использования и служить сами отопительным прибором (регистром).

При реализации любой из вышеперечисленных функций необходимо производить количественную оценку эффективности её выполнения.

Основные показатели для систем транспорта тепловой энергии определены нормативными документами СО 153-34.20.523-2003 в 4 частях.

В любом случае возникает необходимость оперативного и точного расчёта:

параметров теплообмена между трубой и окружающей её средой;
затрат энергии на транспортирование теплоносителя (воды) через трубу.

Теплоотдача «голой» трубы

Параметры, знание которых позволяет рассчитывать тепловые процессы в системе «вода — труба — воздух», собраны и показаны в блоке исходных данных таблицы из предыдущей части статьи.

На рисунке ниже приведена эквивалентная схема теплоотдачи голой трубы.

При расчётах теплоотдачи трубы удобно использовать метод аналогии между теплотехникой и электротехникой, принимая:

По аналогии с законом Ома получаем следующее уравнение:

q=dt/R_t=(t_вода— t_возд)/(R_вн+R_тр+R_нар), Вт.

Термическое сопротивление между двумя средами – водой и воздухом – препятствует всем формам теплообмена между ними:

конвективному;
контактному;
излучением.

Каждая из перечисленных форм теплообмена имеет свою специфику и описывается соответствующими аналитическими выражениями.

1. Конвективный теплообмен между движущейся водой и твёрдой цилиндрической стенкой

R_вн=1/(α_вн·F_вн) – термическое внутреннее сопротивление, °С/Вт, где:

α_вн – средний по длине трубы коэффициент теплоотдачи от движущейся воды внутренней поверхности трубы, Вт/(м²·°С);
F_вн — площадь смачиваемой внутренней стенки трубы, м².

α_вн=Nu_вода·λ_вода/D_тр – коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубы, Вт/(м²·°С), где:

Число Нуссельта (Nu_вода) для движущейся воды в цилиндрической трубе, равно:

Nu_вода=С·Re_вода m ·Pr_вода n ·K — число Нуссельта для движущейся воды в цилиндрической трубе, где:

2. Термическое сопротивление твёрдой стенки цилиндрической трубы

R_тр=Ln(D_нар/D_тр)/(λ_тр·2·π·L_тр) — термическое сопротивление стенки трубы, °С/Вт, где:

3. Конвективный и лучистый теплообмены между твёрдой цилиндрической стенкой трубы и окружающим воздухом

R_нар=1/[(α_к+α_л)·F_нар] – термическое наружное сопротивление, °С/Вт, где:

α_к – средний по длине трубы коэффициент конвективной теплоотдачи, Вт/(м²·°С);
α_л – средний по длине трубы коэффициент лучистой теплоотдачи, Вт/(м²·°С);
F_нар — площадь омываемой воздухом наружной стенки трубы, м².

α_к=Nu_возд·λ_возд/D_нар — коэффициент теплоотдачи за счёт конвекции, Вт/(м²·°С), где:

Nu_возд=С·(Gr_возд·Pr_возд) n ·K — число Нуссельта для воздуха, омывающего цилиндрическую горизонтальную трубу, где:

Gr_возд – критерий Грасгофа для воздуха;
Pr_возд – критерий Прандтля для воздуха;
С,m и n – индексы, значения которых зависит от характера потока воздуха, омывающего трубу.

Если Gr_возд·Pr_возд≤10 9 — ламинарный поток воздуха: С=0,47; n=0,26; К=1.

Если Gr_возд·Pr_возд>10 9 — турбулентный поток воздуха: С=0,2; n=0,33; К=1.

Gr_возд=g·β·ρ_возд²·dt_нар·D_нар³/μ_возд² — число Грасгофа для воздуха, омывающего горизонтальную трубу, где:

g– ускорение свободного падения, м/с²;
β– температурный коэффициент объёмного расширения для воздуха, 1/К;
ρ_возд – объёмная плотность воздуха, кг/м³;
dt_нар – разность температур между наружной стенкой трубы и воздухом, °С;
μ_возд — динамическая вязкость воздуха, Н·с/м² (Па·с).

q_л=e_изл·С₀·[(T₀+t_возд+dt_нар) 4 -(T₀+t_возд) 4 ] — удельный тепловой поток за счёт излучения, Вт/м², где:

e_изл – излучательная способность (степень черноты) поверхности трубы;
С₀– постоянная Стефана-Больцмана, С₀=5,67·10 -8 Вт/(м²·К 4 ).

α_л=q_л/dt_нар — коэффициент теплоотдачи за счёт излучения, Вт/(м²·К).

4. Перепад температур между наружной стенкой трубы и воздухом

Значение разности температур между наружной стенкой трубы и воздухом (dt_нар) находится с помощью метода итераций при использовании следующих равенств:

R_нар=φ(dt_нар) -> dt_нар=R_нар·q -> R_нар=φ(dt_нар) n раз, или до момента Δ(dt_нар) ≈ 0.

5. Итоговые обобщения алгоритма

При движении воды по трубе изменяются физические параметры воды и, следовательно, меняются режимы теплообмена. Для «длинных» труб погрешности расчёта могут быть очень большими, даже при использовании усреднённых значений физических параметров (Р, t) воды.

Одним из вариантов повышения точности расчётов является разбиение трубы на участки небольших размеров, физические параметры воды на которых изменяются в «приемлемых границах». При этом параметры воды на выходе предыдущего участка являются входными параметрами воды последующего участка.

Рассмотренный выше алгоритм расчета разработан для горизонтально расположенных труб.

Аналогичный алгоритм расчёта и аналитические зависимости используются и при расчёте теплоотдачи вертикальной трубы. Незначительные отличия в формулах и новые значения индексов представлены далее.

Nu_возд=С·(Gr_возд·Pr_возд) n — критерий Нуссельта для воздуха, омывающего цилиндрическую вертикальную трубу, где:

Gr_возд=g·β·ρ_возд²·dt_нар·L_тр³/μ_возд² — критерий Грасгофа для воздуха, омывающего вертикальную трубу.

Если Gr_возд·Pr_возд≤10 9 — ламинарный поток воздуха: С=0,59; n=0,25.

Если Gr_возд·Pr_возд>10 9 — турбулентный поток воздуха: С=0,021; n=0,4.

6. Пользовательские функции

Для автоматизации рутинных расчетов были разработаны перечисленные ниже пользовательские функции (ПФ), предназначенные для вычисления параметров теплообмена между «голой» трубой и внешней воздушной средой:

ПФ для расчёта теплоотдачи горизонтальной «голой» трубы с водой в воздушном пространстве:

Р_трГГ=qТрВодаВоздухГор(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, kэ, L_тр, е_тр), Вт.

ПФ для вычисления тепловой мощности вертикальной «голой» трубы, заполненной движущейся водой и окруженной воздушной средой:

Р_трВГ=qТрВодаВоздухВерт(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, kэ, L_тр, е_тр), Вт.

ПФ для расчёта разности между температурами воды на входе и выходе горизонтальной «голой» трубы при теплообмене с воздушной средой:

dt_трГГ=dtТрВодаВоздухГор(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, kэ, L_тр, е_тр), °С.

ПФ для вычисления изменения температуры воды на участке от входа до выхода из вертикальной «голой» трубы, находящейся в воздушном пространстве:

dt_трВГ=dtТрВодаВоздухВерт(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, kэ, L_тр, е_тр), °С.

Теплоотдача изолированной трубы

На следующем рисунке приведена эквивалентная схема к расчету теплоотдачи изолированной трубы.

Расчётный алгоритм для теплоизолированной трубы отличается от алгоритма для «голой» трубы учётом дополнительного термического сопротивления теплоизоляции.

R_из=Ln(D_из/D_нар)/(λ_из·2·π·L_тр) – термическое сопротивление изоляции, °С/Вт, где:

q=dt/R_t=(t_вода— t_возд)/(R_вн+R_тр+R_из+R_нар) — тепловой поток от воды через стенку трубы, слой изоляции к окружающему водуху, Вт.

Остальные формулы — те же, что и в расчетах «голой» трубы.

Для упрощения расчётов теплоотдачи изолированных труб были разработаны похожие на предыдущие четыре пользовательские функции:

ПФ для расчёта теплоотдачи изолированной горизонтальной трубы:

Р_трГИ=qТрИзолВодаВоздухГор(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, h_из, λ_из, kэ, L_тр, e_из), Вт.

ПФ для вычисления тепловой мощности изолированной вертикальной трубы:

Р_трВИ=qТрИзолВодаВоздухВерт(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, h_из, λ_из, kэ, L_тр, e_из), Вт.

ПФ для определения падения температуры воды в теплоизолированной горизонтальной трубе:

dt_трГИ=dtТрИзолВодаВоздухГор(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, h_из, λ_из, kэ, L_тр, e_из), °С.

ПФ для расчёта разности между температурами воды на входе и выходе теплоизолированной вертикальной трубы:

dt_трВИ=dtТрИзолВодаВоздухВерт(P_вода, G_вода, t_вода, t_возд, D_тр, h_тр, λ_тр, h_из, λ_из, kэ, L_тр, e_из), °С.

Влияние степени черноты наружной поверхности на мощность теплового потока «голых» и изолированных труб

В рассмотренном ниже примере расчёты теплоотдачи выполнены с использованием пользовательских функций для «голой» и теплоизолированной труб со степенью черноты наружных поверхностей в диапазоне e=0,1…1,0.

Графики наглядно демонстрируют, что коэффициент излучения наружной поверхности теплоизоляции не значительно влияет на относительную мощность теплового потока. В то же время степень черноты внешней стенки «голой» трубы оказывает весьма существенное влияние на теплоотдачу! Это означает, что для «голых» труб необходимо более точно в расчётах задавать значение коэффициента излучения их наружных поверхностей. Для теплоизолированных труб точность задания степени черноты поверхности изоляции менее критична.

Коэффициенты излучения поверхностей различных материалов существенно отличаются и часто значительно зависят от температуры.

Коэффициент теплоотдачи стальной поверхности

для трубопровода отопления (двухтрубка, подача с температурой 80 градусов) из различных материалов:

- стальная труба

p.s для изоляции эти коэффициенты, вернее именно коэффициент α_(н ), уже есть в таблице указанного СП и т.к. не могу найти их для "голых" труб беру их же и для таких труб

Если не хочется лезть в подробности - можете воспользоваться возможностями проги Аудитор СО. Она учитывает величину теплоотдачи от труб. Ваша задача - только указать величину эффективности теплоизоляции (если она есть).

Но можно пойти и более трудным путём. Найти на сайтах изготовителей таблицы теплоотдачи различных видов (материалов) труб.

таблицы потерь Вт/м думаю можно найти для нужных материалов. Но все-таки должны же эти коффициенты теплоотдачи существовать и создатели таблиц Вт/м их учитывали) если были бы их хотя бы какие-то усредненные значения для материалов труб, то тогда бы отпала необходимость пользоваться таблицами Вт/м , ну мне так кажется..

там те же коэффициенты (выделены красной рамкой) , которые неизвестно откуда брать :

Как это неизвестно откуда? А лекции по теплопередаче прогуливали? Академики давно "изобрели" все формулы, вот только применять их замучаешься. Через Прандтяля, Грасгофа, Нуссельта, "завсклад", "товаровед", "задний проход".

Почитайте вот здесь - приложение в первом посте. Там возможные варианты описаны.

Хуже того, более мелкие "доценты с кандидатами", которых допустили до разработки новых СП ради пущей наукообразности вписали в СП формулы, с участием этих коэффициентов. Вот десятки лет их брали или ориентировочные, или потери в процентах, а прям сейчас потребовалось точно.

И эти уже некоторые экспертизы пользуются - требуют рассчитать "по науке". Пришлось эти расчеты в программы вставлять.

Судя по контексту ТС не владеет методикой расчета, поэтому добавим, что указанный расчет есть итерационный процесс. Задаются температурой стенки, через тепловой поток и теплопроводность находят обе температуры стенки, далее находят Нуссельты с обеих сторон из них находят альфа нуружное и внутреннее. Вычисляют общий коэффициент теплопередачи и по основной формуле теплопередачи проверяют обеспечивается ли требуемый тепловой поток

Нужен был как то расчет неизолированной трубы, по ссылке ниже файл.
Внутри на первом листе методика расчета (нужно кликнуть по ней она и откроется), откуда она не скажу, верны ли там расчеты не помню, но в качестве еще одной из . попробуйте, покопайтесь.
Там программа расчета по вложенной методике

Только не забудьте потом плодами ваших изысканий с форумом поделиться)))

Методика взята от сюда:
Под ред. А.П. Баскакова, "Теплотехника" 2-е издание, Москва, Энергоатомиздат, 1991 г. - взята методика расчета теплопотерь, рассмотренная в примере 12.2 на стр. 99

Как рассчитать теплоотдачу стальной трубы и для чего это делается

Стальные водогазопроводные трубы являются самым популярным металлопрокатом широкого применения. Кроме использования для прокладки коммуникаций в соответствии с названием, они успешно выполняют функции отопительных приборов. Из труб вгп изготавливают гладкие и ребристые регистры разной конфигурации, которые по эффективности теплоотдачи не уступают современным радиаторам. Они прекрасно подходят для транспортировки теплоносителя в системах с естественной циркуляцией, при этом попутно участвуя в обогреве помещений.

Устанавливая стальные водогазопроводные трубы для отопления, очень важно знать их основные характеристики. В первую очередь к ним относятся вес и коэффициент теплоотдачи. Тщательно выполнив предварительные расчеты, вы убережете себя от неожиданных сложностей при монтаже и обеспечите требуемый эффект при эксплуатации.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Радиатор из стальных труб

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Виды отопительных регистров

Стальные отопительные регистры представляют собой водогазопроводные или электросварные трубы, которые с помощью сварки соединяются в приборы для обогрева помещений. Они могут быть разной конфигурации. В соответствии с формой приборов выделяют следующие разновидности:

На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного исполнения.

Секционные в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от способа соединения: ниткой или колонкой. В первом случае нагретая жидкость проходит последовательно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. Во втором – теплоноситель входит в каждую последующую трубу с двух сторон параллельно, как показано на рисунке выше.

Иногда применяют аналогичные конструкции из металлического профиля прямоугольного или квадратного сечения. Они несколько дороже круглых, но могут быть удобны для самостоятельного изготовления при наличии исходного материала.

Несмотря на непривлекательный внешний вид, стальные регистры довольно популярны в помещениях технического назначения. Их часто можно встретить в гаражах, мастерских, производственных цехах, а иногда и в общественных зданиях. Некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно регистрам из труб из-за относительной дешевизны изделия и возможности изготовления своими руками прибора нужной длины и формы.

По способности отдавать тепло такие приборы несколько уступают радиаторам аналогичной длины, но при этом имеют меньшую стоимость. Важным преимуществом гладкотрубных регистров является простота в уходе за ними. Именно удобство регулярного очищения обуславливает их частое применение в медицинских учреждениях.

Для увеличения теплоотдачи стальной трубы используют оребрение из пластин. Они существенно увеличивают площадь контакта с окружающим воздухом, к тому же улучшают конвекцию. Эффективность таких отопительных приборов примерно раза в 3 выше, чем гладкотрубных. Недостаток регистров с оребрением только в сложности удаления пыли, которая скапливается между пластинами.

Существуют и более сложные современные конструкции вертикальных регистров. Они могут быть как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя очертания самых сложных архитектурных форм. Возможны варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры очень удобны для больших высоких помещений и дают свободу смелым дизайнерским решениям.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Применение теплоизоляционных материалов

Наверное, первое, что приходит в голову при необходимости сохранить максимум тепла внутри трубы – это обмотать ее теплоизоляционным материалом. В конце прошлого века для этих целей применяли утеплитель из стекловолокна с дополнительной обмоткой негорючей тканью (данный способ рекомендован нормативной базой). Еще чуть раньше активно использовались растворы гипса или цемента, то есть теплоизоляция получалась твердой. В действительности же нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, в надежде, что никто не проконтролирует.

Обилие современных материалов, например накладки на трубы из пенопласта, разрезные полиэтиленовые оболочки, минеральная вата и прочие, позволяет выполнить теплоизоляцию отопительных труб намного более качественно. И в новостройках такие материалы с успехом применяются. Тем не менее, отсталость ЖЕКов зачастую приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

К – коэффициент теплопроводности стали;
Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T1 + T2)) — Tк

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
F = 10 м 2 , площадь трубы;
dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Полотенцесушители

Полотенцесушитель для ванной сам является наглядным примером того, как можно улучшить теплоотдачу трубы. «Змеевик» прибора – не что иное, как искусственно увеличенная площадь теплового излучения. Поскольку раньше они были лишь частью общей ветки отопления, изменить диаметр стальной трубы не представлялось возможным. Поэтому площадь теплопередачи увеличивалась путем простого наращивания длины.

Кстати, как раз водяной полотенцесушитель из нержавеющей стали будет неплохо смотреться в черном цвете. Блестящие и хромированные изделия, хоть и выглядят красиво, препятствуют теплообмену между трубой и окружающей средой.

Для вертикально ориентированных систем, таких как радиаторы и полотенцесушители, имеет значение способ подключения входных и выходных труб. Теплоотдача одного прибора при разной установке может значительно измениться:

100% эффективности – диагональное подключение (вход горячей воды сверху, выход с обратной стороны внизу);
97% – одностороннее с верхним входом;
88% – нижнее двухстороннее подключение;
80% – диагональное обратное (с нижним входом);
78% – одностороннее с нижним входом и выходом отработанной воды.

Полиэтилен это самая простая гидроизоляция для теплого пола, так же он увеличивает теплоотдачу

Сколько ватт отдаст медная труба отопления с внешним диаметром 22 мм длиной 1 метр ?

ИмхоДом › Форумы › коммуникации и отопление › Сколько ватт отдаст медная труба отопления с внешним диаметром 22 мм длиной 1 метр ?

Как посчитать (или где узнать) сколько ватт отдаст медная труба отопления с внешним диаметром 22 мм длиной 1 метр (одиночная, идущая горизонтально, ничем не загороженная от воздуха)? Например, для условий — воздух вокруг трубы с температурой 20 градусов, теплоноситель (и труба, соответственно, тоже) 70 градусов.

Глупость, это не недостаток ума, это такой ум. (А.И.Лебедь)

У меня труба сталь вдоль стены 40мм длиной 38 метров. Получается площадь 4,77м2 стали в краске. Очень внушительная теплоотдача!

д — дополнительные потери теплоты, связанные с остыванием теплоносителя в подающих и обратных магистралях, проходящих в неотапливаемых помещениях, кВт. Величину Q

д рекомендуется определять при коэффициенте эффективности, изоляции 0,75, по табл. 2.

температура теплоносителя на входе в систему отопления (для подающих трубопроводов) или на выходе из нее (для обратных трубопроводов), °С; tв

— температура воздуха помещений, в которых проложены трубопроводы, °С; определя

… (0,022х пи) х 1м= 0,07 м2 очень мало.

Очень мало для чего? Я же спрашиваю сколько “в граммах”, а Вы “мало”, “внушительно”. Поточнее можете, хотя бы дать примерную цифру? Буду благодарен.

Вот спасибо. Извините за дремучесть в этой области, но требуются (мне) уточнения. Я правильно понял таблицу: если температура теплоносителя 60 градусов, а в комнате 20 градусов, то для трубы 20 мм и эффективности теплоизоляции 75 % в водух уйдет 20 ватт с каждого погонного метра? Поясните, пожалуйста, термин “коэффициент теплоизоляции”. Если он 0.75, то в воздух уходит 25 % тепла, или наоборот — 75? Соответственно, уточняющий вопрос: если теплоизоляции совсем нет, то каждый метр такой трубы отдаст 27 ватт?

Вот ссылка со всеми выкладками и формулами:

А коэффициен изоляции 0,75, как понимаю это коэффициент учитывающий неэффективность теплосъёма с трубы, связанный с её положением, препятствующим нормальной конвекции, краски на трубе, и т.п. Т.е. при трубе, расположенной в центре помещения, без затруднений конвекции воздуха вокруг неё, без дополнительного покрытия, этот коэф. =1.(табличные значния надо умножить на 1,25).

Теплый пол

Не так давно теплый пол от полотенцесушителя или комнатного радиатора становился продолжением общей системы отопления в квартире, в разы увеличивая площадь обогревающей поверхности. Но вода в качестве теплоносителя именно в этой ситуации может создать немало проблем.

Как бы ни были надежны стальные трубы, они не вечны, а места соединений, особенно резьбовых, могут со временем дать течь. Только представьте, что это произошло внутри бетонной стяжки, которую так просто не снять. По этой причине теплый пол в водяном исполнении практически не применяется.

Если вы все-таки решили реализовать эту систему, вам придется подумать, как сделать ее максимально эффективной. Мощность теплого пола должна рассчитываться с предельной точностью. Но если цифры показывают, что теплопередача получается недостаточной, нужно в первую очередь озаботиться повышением эффективности стальных труб.

Поскольку эта конструкция контактирует не с воздухом в помещении, а нагревает материалы пола, сыграть можно только на увеличении протяженности труб. Поэтому их и укладывают компактной, но длинной «змейкой». Благодаря большой площади собственной поверхности она передает много тепла.

Нюанс: при плотной укладке нескольких погонных метров трубы теплоотдача теплого пола в целом возрастет, а каждого отдельного сегмента, не критично, но уменьшится.

Причина в том, что слишком близко расположенные трубы частично налаживают теплообмен друг с другом. Вокруг каждой создается нагретая зона, что приводит к некоторому снижению теплового напора.

Коэффициенты

Таблица теплоотдачи стальных труб

Тип соединения	Для труб с внутренним диаметром, мм	Δt, °С
Тип соединения	Для труб с внутренним диаметром, мм	50 — 60	60 — 70	70 — 80	80 — 100
В одну нитку	до 40	11,5	12	12,5	12,5
	50-100	10	10,5	11	11,5
	свыше 125	10	10,5	10,5	10,5
В несколько ниток	до 40	10	11	11,5	11,5
В несколько ниток	свыше 50	8	9	9	9

Приведенные цифры даны для труб с толщиной стенок от 3 мм и выше.

Полотенцесушитель в ванную из нержавейки, хоть и относится к рассмотренным гладким трубам, придется рассчитывать через другой коэффициент из-за разницы между черной и нержавеющей сталью. При тепловом напоре Δt = 70-80 °С для труб разного диаметра принимают такие значения:

Следует учитывать, что сушка для полотенец в ванную, если это не старая часть отопительной системы, как правило, изготавливается из двух типоразмеров труб. Поэтому для змеевика и соединительных перемычек меньшего диаметра коэффициент k выбирается отдельно.

Какую систему вам бы ни пришлось обсчитывать, напольный водяной полотенцесушитель или регистры отопительного прибора, вам понадобится еще один коэффициент. Он позволит привести полученный результат в единицах Ккал/ч к привычному виду Вт/ч. Для этого Q умножают на 1,163.

СНиП 2.04.01-85 требует, чтобы стальной полотенцесушитель имел теплоотдачу не меньше 100 Вт на единицу площади помещения (1 м2) и минимум 40 Вт на 1 м3 ванной. Поэтому после перевода теплоотдачи в соответствующие единицы измерения, можно определить, для комнат каких размеров подходит выбранная конструкция сушки.

Еще раз о стальных и металлополимерных трубопроводах

А. С. Жданов, старший преподаватель НовГУ имени Ярослава Мудрого

В настоящее время в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения все большее распространение получают трубопроводы из полимерных материалов. Преимущества их очевидны: коррозионная стойкость, малый вес, простота монтажа и т. д. Зачастую реклама делает акцент на малые гидравлические и тепловые потери из-за низких значений коэффициентов эквивалентной шероховатости и теплопроводности полимеров. При этом даются рекомендации по уменьшению диаметров металлополимерных трубопроводов [1], а также по отсутствию необходимости их изоляции по сравнению со стальными. Ошибочность подобных утверждений была показана в статье В. И. Сасина «Применение полимерных труб в системах отопления» [2], в которой приведены результаты тепловых и гидравлических испытаний металлополимерных труб. Однако информация о низких гидравлических сопротивлениях и тепловых потерях пластиковых труб в осторожных формулировках периодически появляется в технических статьях, например в [3, 4].

Читайте также: