Výpočet tepelných ztrát
1. Použité značky a jednotky
Poř. č. |
Značka |
Název veličiny |
1. |
Qztr |
tepelná ztráta potrubí |
2. |
ko |
součinitel prostupu tepla válcovou stěnou |
3. |
Diz |
průměr potrubí s izolací |
4. |
D |
vnější průměr potrubí |
5. |
d |
vnitřní průměr potrubí |
6. |
s |
tloušťka stěny trubky |
7. |
siz |
tloušťka izolace |
8. |
l |
délka potrubí |
9. |
tin |
teplota média |
10. |
tout |
vnější teplota |
11. |
λ |
součinitel tepelné vodivosti všeobecně |
12. |
λt |
součinitel tepelné vodivosti trubky |
13. |
λiz |
součinitel tepelné vodivosti izolace |
14. |
αi |
součinitel přestupu tepla mezi médiem a vnitřním povrchem trubky |
15. |
αe |
součinitel přestupu tepla mezi povrchem potrubí a okolního vzduchu |
16. |
|
|
2. Teorie výpočtu tepelné ztráty potrubí
Tepelná ztráta potrubí kruhového průřezu je způsobena vedením tepla jednotlivými vrstvami potrubí a přestupem tepla do okolního prostředí. Je vyjádřena vzorcem:
Součinitel prostupu tepla válcovou stěnou ko je ovlivňován v malé míře materiálem trubky a ve větší míře materiálem izolace, je též ovlivňován součinitelem přestupu tepla mezi povrchem potrubí a okolního prostředí.
Pro vyčíslení součinitele prostupu tepla válcovou stěnou ko musíme znát vzorec:
Tento součinitel závisí také na teplotě daného materiálu, a to tak, že lambda materiálu trubky je ve výpočtu uvažována jako konstanta, lambda materiálu tepelné izolace je vypočtena z rovnice teplotní závislosti daného materiálu a součinitele při teplotě 0 °C. Uvažovaná teplota, pro kterou je lambda vypočtena, je teplota uprostřed izolační vrstvy. Tato teplota je aritmetickým průměrem teploty média a teploty na povrchu izolace. Z důvodu zjednodušení stačí, když výpočet probíhá pouze 2x.
Při první iteraci je vypočtena povrchová teplota, z lambdy při teplotě 0 °C a při druhém přůběhu již výpočet uvažuje lambdu při teplotě uprostřed izolační vrstvy. Pokud není výrobcem tepelné izolace stanovena jiná teplotní závislost, uvažujeme teplotní závislost součinitele tepelné vodivosti jako λ(t) = λ0 (1 + 0.0025 . t). Zadáte-li vlastní součinitel tepelné vodivosti materiálu izolace, potom již nedochází k jeho přepočítání podle střední teploty a výpočet proběhne pouze jednou.
DN |
siz,min |
do DN 20 |
≥ 20 |
DN 20 až DN 35 |
≥ 30 |
DN 40 až DN 100 |
≥ DN |
nad DN 100 |
≥ 100 |
4. Literatura a odkazy pro další a podrobnější informace
Steidl H., Neužil L., Fořt I., Vlček J.: Úvod do proudění tekutin a sdílení tepla, Academia Praha, 1975
Jelínek V., Bradáčová A.: Posuzování tepelně izolačních vlastností teplovodního potrubí,
Část 1. Prostup tepla stěnou potrubí, 2016, http://vytapeni.tzb-info.cz/potrubi-a-armatury/14301-posuzovani-tepelne-izolacnich-vlastnosti-teplovodniho-potrubi
Část 2. Teoretické zásady ochlazování vody při průtoku, 2016, http://vytapeni.tzb-info.cz/potrubi-a-armatury/14362-posuzovani-tepelne-izolacnich-vlastnosti-teplovodniho-potrubi
Část 3. Příklad výpočtu exponenciálního průběhu ochlazování, 2016, http://vytapeni.tzb-info.cz/potrubi-a-armatury/14420-posuzovani-tepelne-izolacnich-vlastnosti-teplovodniho-potrubi-iii
Část 4. Navrhování tepelné izolace podle ČSN EN 12 828, 2016, http://vytapeni.tzb-info.cz/potrubi-a-armatury/14459-posuzovani-tepelne-izolacnich-vlastnosti-teplovodniho-potrubi-iv
Část 5. Příklady ochlazování potrubí u teplovodního vytápění, 2016, http://vytapeni.tzb-info.cz/potrubi-a-armatury/14514-posuzovani-tepelneizolacnich-vlastnosti-teplovodniho-potrubi
ČSN EN ISO 12241 (72 7006) Tepelně izolační výrobky pro zařízení budov a průmyslové instalace – Pravidla výpočtu
ČSN EN ISO 13787 (73 0313) Tepelně izolační výrobky pro zařízení budov a průmyslové instalace – Stanovení deklarované hodnoty součinitele tepelné vodivosti
ČSN EN 12828 (060205) Tepelné soustavy v budovách - Navrhování teplovodních tepelných soustav
ČSN EN 12667 (730569) Tepelné chování stavebních materiálů a výrobků - Stanovení tepelného odporu metodami chráněné topné desky a měřidla tepelného toku - Výrobky o vysokém a středním tepelném odporu