Izolace - automatické přižazování tlouštěk

Dimenzování otopných soustav
Odpovědět
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Izolace - automatické přižazování tlouštěk

Příspěvek od Matějka »

Přiřazování tl. izolací podle vyhlášky č.151 nevidím jako šťastné. Otázkou je samotná smysluplnost předpisu v oblasti izolací. Tloušťka izolace by měla být dána výhradně teplotou média, možná i cenou tepla, nikoli však průměrem potrubí, k čemuž vede kriterium povolené ztráty na 1 délkový metr potrubí.
Doporučoval bych volitelně určovat tl.izolací jednak podle vyhlášky (pokud někomu vyhovuje), ale rovněž podle ručního zadání a pouze kontrolovat případný rozpor s vyhláškou.
Pokud bude vycházet na průměru 28mm tl.izolace 13mm, zaizoluji touto tloušťkou izolace celý rozvod. Nevidím důvod, prož izolovat 15mm potrubí slabší izolací. V rozporu s předpisem nebudu a navíc získám pocit, že je to i rozumné řešení, protože ztráta jedné kWh tepla na 15mm potrubí není o nic levnější než ztráta na 28mm potrubí.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

V programech nepřiřazujeme tloušťku izolace podle vyhlášky 151/2001Sb., ale na základě uživatelem zadaného požadavku minimálního tepelného odporu izolace.
Pokud Vám nevyhovují programem navržené tloušťky izolací k jednotlivým DN trubek, můžete na kartě Úseky pomocí záměn izolací vložit do vybrané skupiny úseků Vámi požadovanou tloušťku izolace.
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Příspěvek od Matějka »

Problém je v tom, že uživatelem nebo i vyhláškou zadaný požadavek minimálního tepelného odporu izolace se vztahuje na jeden délkový metr potrubí, nikoli na plochu povrchu potrubí. To vede k zavádějícím výsledkům, kdy na menších dimenzích potrubí jsou slabé izolace a na větších dimenzích silné, přestože teploty pod izolací jsou stejné.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

Zavedení veličiny součinitel prostupu tepla na jednotku délky trubky zjednodušuje výpočty v technické praxi. Tepelnou ztrátu jednoho metru trubky snadno určíme ze vztahu q=U . (ti - te).
Pokud požadujeme, aby všechny úseky otopné soustavy měly stejnou měrnou tepelnou ztrátu, musí mít součinitel prostupu tepla U ve všech úsecích se stejným teplotním spádem (ti-te) stejnou hodnotu. Ze vztahu pro výpočet součinitele prostupu tepla na jednotku délky trubky pak vyplývá, že pro různé průměry trubek je tato podmínka splněna při různých tloušťkách izolace.
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Příspěvek od Matějka »

Nesdílím názor, že je na místě v tomto případě zjednodušovat výpočty v technické praxi. Zda použijeme v programu vztah pro délku potrubí nebo pro povrch jednotkové délky potrubí je otázka jednoho "pi" x d1. Podstatný je výsledek. Pokud má soustava celkový povrch potrubí např. 10m2, je nelogické 3m2 zaizolovat 20mm izolací, 4m2 9mm izolací a 3m2 6 mm izolací. Má-li být provedeno zjednodušení návrhu, nechť je stanoveno, že pro povrchové teploty nad 70st.C se používá 20mm izolace, pro teploty od 50 do 70st.C 13mm a pro nižší teploty 9mm izolace s tepelnou vodivostí pod 0,04W/mK. Potom je to skutečně jednoduché a vyřeší to jediná tabulka.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

Program nepoužívá zjednodušené výpočty.
Součinitel prostupu tepla na jednotku délky je počítán podle rovnice uvedené v příloze vyhlášky 151/2001 Sb.
Jedná se o exaktně odvozený vztah pro prostup tepla plochou VÁLCE. Výpočet součinitele prostupu tepla válcovou plochou se zásadně liší od výpočtu součinitele prostupu tepla rovinnou stěnou.
Teorii související s tímto výpočtem lze nálézt v publikaci: J.Cihelka, Vytápění, větrání a klimatizace, SNTL 1985, na straně 66.
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Příspěvek od Matějka »

Ano, výpočet se zásadně liší, ale výsledky pro naše případy nikoliv.

Rozdíl mezi průběhem teploty v rovinné stěně a válcové stěně závisí na poměru poloměrů. U rovinné stěny je průběh teploty lineární, u válcové stěny logaritmický - to je fakt. Podle publikace strojní fakulty ČVUT "Přenosové jevy I" od Ing. Šestáka a spol je odchylka při poměru r1/r2 nižším než 2,0 menší než 3,9%, při poměru r1/r2 nižším než 1,5 je odchylka jen 1,2%.
Pokud máme potrubí o průměru 15mm izolováno 6mm izolací, je poměr r1/r2 roven 13,5/7,5=1,8
Odchylka bude tedy okolo 2,5% - a to je téměř nejnepříznivější případ - u větších průměrů je procento daleko nižší.

Když si představím, jaké rozdíly jsou v kvalitě provedení izolací na různých stavbách, je ta odchylka zcela zanedbatelná.

Opravdu nevidím žádný logický důvod, proč malé průměry potrubí izolovat jinou tloušťkou izolace než velké průměry. Rozhodně to neospravedlňuje logaritmický průběh teploty ve válcové stěně. Závislost tloušťky izolace by měla být podle mě výhradně funkcí teploty izolovaného média a teplotní vodivosti izolace.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

Program Vám navrhne nejmenší přípustné tloušťky izolace trubek v otopné nebo chladící soustavě. Tedy investičně nejlevnější řešení. Pokud bychom alogoritmus programu upravili tak, aby pro několik DN použil stejnou tloušťku izolace, mohli bychom být oprávněně kritizováni.
Sjednocení tloušťěk izolací musí již provést zpracovatel dokumentace.
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Příspěvek od Matějka »

Problém je ve smysluplnosti vyhlášky samotné, nikoli v programu, který asi zcela pochopitelně respektuje vyhlášku, ať už je jakákoliv. Já bych tam jen rád viděl alternativní způsob přiřazování izolací, který by vyhlášku také splnil a byl přitom logický.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

Co je nebo není logické je závislé na kritériích, podle kterých problém posuzujeme.
Metodika předepsaná vyhláškou zajišťuje takové tloušťky izolací, aby zaizolované úseky, bez ohledu na průměr trubky v úseku, měly stejnou měrnou tepelnou ztrátu.
Z hlediska měrné tepelné ztráty je "logická".
Matějka
Příspěvky: 52
Registrován: 02 kvě 2006, 12:57
Bydliště: Kralupy nad Vltavou

Příspěvek od Matějka »

Nemám Cihelku, čerpám ze skript, ze kterých jsem studoval – prostup tepla rovinnou stěnou, válcem i koulí je zde odvozeno z diferenciálního počtu. Přestože tuto disciplínu pomalu zapomínám, není to v tomto případě nic tak složitého a nepochybuji o tom, že je to správně. To, že počítáte v programu izolace jako prostup válcem, není samozřejmě chyba, je to správné, ale nemění to nic na faktu, že kriterium, které stanoví maximální ztrátu tepla na délkový metr potrubí, je nesmyslné.

Pro pochopení názorný příklad:

Pokud stanoví někdo maximální ztrátu tepla na úseku dlouhém jeden metr např. 0,1 W/mK potrubí, znamená to, že díky rozdílné ploše válce na vnějším průměru u různých potrubí si mohu dovolit zcela odlišné povrchové teploty a tím i izolaci.

Příklad 1, válec 10mm

Válec o průměru 10mm
plocha 1m je S = 3,14*,01*1=0,0314m2

Toto potrubí při delta T =10 může tedy ztrácet Q = 1W

Měrný tepelný tok povrchem válce pro splnění kriteria může tedy být:

q = Q / S

1W/0,0314m2/10K=3,18W/m2K

Při přestupu přirozenou konvekcí ležatého válce přibližně alfa=10W/m2K může být povrchová teplota oproti okolí o

q = alfa * S * delta T

delta T = q / alfa / S

3,18/10/0,0314=10,1K vyšší a tomu bude odpovídat izolace (slabá)

Izolaci navrhujete tedy tak, aby její povrch byl o cca 10 K vyšší než teplota okolí



Příklad 2, válec 100mm

Válec o průměru 100mm

plocha 1m je S = 3,14*,1*1=0,314m2

Toto potrubí při delta T =10 může opět ztrácet jen Q = 1W

Měrný tepelný tok povrchem válce pro splnění kriteria může tedy být:

q = Q / S

1W/0,314m2/10K=0,318W/m2K

Při přestupu přirozenou konvekcí alfa=10W/m2K může být povrchová teplota oproti okolí o

q = alfa * S * delta T

delta T = q / alfa / S

0,318/10/0,314=0,1 K vyšší a tomu musí odpovídat izolace

(a to už bude tloušťka!!!)

Izolaci navrhujete tedy tak, aby její povrch byl jen o cca 0,1K vyšší než teplota okolí - tedy daleko (100x) přísněji, než u malého průměru

Co bude stát tato izolace? Řádově 500 Kč na metr
Co by stálo zaizolovat lépe válec o průměru 10mm? Řádově koruny.

Není tedy efektivní zaizolovat lépe malé průměry a odpustit něco málo velkým průměrům? Z hlediska ekonomiky jistě ano - a o to přece jde. Nebudeme se honit za nějakým kriteriem, je potřeba vynaložit prostředky tak, aby měly co nejvyšší efekt.

Pokud se máme seriozně zabývat v DOMOSu návrhem izolací, je potřeba přiřadit každému úseku parametr okolní teploty. V programu máme sice proměnnou „to“, ale nelze ji editovat ani když otevřeme úsek. Do této proměnné se hodnoty nasypou jednou provždy z „to“ uvedené v zakázce a u přípojek podle vnitřní teploty v místnosti. Část rozvodu přitom může jít nevytápěným suterénem, část vytápěným prostorem, v rozsáhlejších aplikacích i venkovním prostorem po potrubním mostě nebo v zemi – kanálem či bezkanálově. Také je otázka, jaký je přestup z izolace do okolního prostředí. Izolace může být v kontaktu se zdivem, může být v zemi, v interiéru nebo venku….
To vidím jako daleko větší zdroj nepřesností, než otázka rovinná stěna či válec.

Ale především:
Musí se vycházet z rozumného kriteria, jinak je vše předem ztraceno. Takovým kriteriem může být např. rozdíl teploty povrchu izolace a okolí, nebo přímo maximální měrný tepelný tok z potrubí do okolního prostředí, ale samozřejmě vztažený na jednotku plochy povrchu izolace a ne na délku potrubí.

Na pořad věcí by měly přijít i reálné ceny izolací. Izolace PE do 20mm jsou velice levné, řádově do desetikorun, naopak izolace minerální vlnou s hliníkovou folií od tl.20mm a výše jsou řádově ve stovkách korun za metr.
Zdenek Rysavy
PROTECH
PROTECH
Příspěvky: 697
Registrován: 08 pro 2005, 18:41
Bydliště: Novy Bor
Kontaktovat uživatele:

Příspěvek od Zdenek Rysavy »

Souhlasím s Vaším názorem:
"Není tedy efektivní zaizolovat lépe malé průměry a odpustit něco málo velkým průměrům? Z hlediska ekonomiky jistě ano - a o to přece jde. Nebudeme se honit za nějakým kriteriem, je potřeba vynaložit prostředky tak, aby měly co nejvyšší efekt."
Pokusíme se program doplnit o metodu, která by umožňovala návrh izolace i z tohoto pohledu.
Odpovědět