Épületgépészet, 1985 (34. évfolyam, 1-6. szám)

1985 / 1. szám

ÉPÜLET­GÉPÉSZET Föld alatti távvezeték hőveszteségének modellezése Dr.MÉLYHÍRT J­Ó Z­S­E­F—N­ 0 M 0 N N­A I GYÖRGYNÉ dr.—Dr. BAR­NA I L­AJ­OS — MAJOROS IMRE (BME I. Épületgépészeti Tanszék) D­­r. ERB­E­RT ÁRPÁD­ (MTA Matematikai Kutatóintézet) A táv­hő és látó rendszerek veszteségeinek csök­kentése az energiahordozók árának növekedésével egyre inkább a figyelem középpontjába került. A teljes rendszer hő veszteségének leírása egyrészt a távvezeték veszteségeinek lehető egzakt meg­fogalmazását igényli, másrészt a bonyolult vagy nagy felületű szerelvények illetve berendezések, valamint fogyasztói hőközpontok veszteségének vizsgálatát feltételezi. A Budapesti Műszaki Egyetem I. Épületgépé­szeti Tanszéke mintegy másfél évtizede foglalko­zik a távvezetékek hőveszteségének meghatározá­sával, az utóbbi időben pedig a szerelvények és berendezések veszteségeinek leírásával is. A kuta­tómunka eredményeként matematikai modellt és számítógépi programot dolgoztunk ki a — közvetlenül a talajba fektetett egy vagy két szigetelt csővezeték hőveszteségére, valamint —­ vasbeton védőcsatornában vezetett csőpár hő­veszteségének meghatározására. A pillanatnyi hőáram felírása után mód nyílt az éves hőveszteség és a költségoptimumhoz tartozó szigetelési vastagság meghatározására. Ezen cikk­ben a kutatómunka legújabb eredményeit mutat­juk be. 1. A veszteség-hőáram matematikai modellje Mint ismeretes, a szakirodalomban több olyan módszerrel találkozhatunk, amelyeket szigetelt távvezetékek hőveszteségének leírására dolgoztak ki. A korai eredményekből megemlítjük a relaxá­ciós vagy a tükörkép módszert [1], [2], míg erő­teljes változást az elektromos modellkísérlet alap­ján felállított modell hozott [3]. A korszerű szá­mítási apparátus sok esetben megkönnyítette az összefüggések megoldását. Ezt a lehetőséget hasz­náltuk ki korábbi kutatásaink során, amikor ma­tematikai modellt, illetve számítógépi programot dolgoztunk ki térszint felett vezetett távvezetékek hő­veszteségének meghatározására [4], [5]. Figyelembe véve a szakirodalomból ismert meg­oldások közelítéseit, térszint alatti vezetékeknél olyan matematikai modell felírására törekedtünk, amely­­­ nem keresi az „elegendően távol fekvő pontot” a talajban, ahol a hőmérséklet már állandó, — a talaj, mint végtelen féltér valóságos lehűlési viszonyait igyekszik figyelembe venni, ezért a talaj felszínén peremfeltételt ír fel, — tetszőleges időszak átlaghőmérsékletével szá­mít­, tehát lehetőséget ad bármely időinterval­lum hőmérsékletviszonyainak, így hővesztesé­gének figyelembevételére. A kidolgozott matematikai modellek megalkotá­sának menete a távvezeték vezetési módjától füg­gően némileg különbözik, közös jellemzője azon­ban, hogy — első lépésként a peremfeltételeket fogalmaztuk meg, — majd a hőszigetelésben kialakuló hőmérséklet­eloszlást írtuk fel, — a talajban kialakuló hőmérsékleteloszlás fel­írásához a csővezetékkel, illetve védőcsatorná­val könnyített félteret körgyűrűvé képeztük le. A módszert példaként a­­vasbeton védőcsator­nában vezetett szigetelt csőpár hőveszteségének meghatározására kidolgozott modell bemutatásá­val szemléltetjük. A fizikai modellt ebben az esetben az 1. ábra szemlélteti. Látható, hogy a talajfelszín alatt H mélységben vezetett S és M méretű vasbeton védőcsatornát vizsgálunk, amelyben két szigetelt csővezeték ha­lad. Az acélcső külső átmérője legyen d1 és d2, azzal az egyszerűsítő feltételezéssel élve, hogy d1 , d2. A szigetelés vastagsága és vv A csövekben áramló közegek hőmérséklete T1 és T2, a talaj hőmérséklete Tt, a levegőé a talaj köze­lében Ti, a csatornában Tca. A hőszigetelő anyag hővezetési tényezője, A, és /2, a gyakorlatnak meg­felelően, és a hőmérsékletfüggőségtől eltekintve lx,X2. A talaj hővezetési tényezője amelyet közelítéssel állandónak tételezünk fel. 1.1. A peremfeltételek leírása A szigetelés belső felületén az acélcső hővezeté­sének elhanyagolásával l(rh cp) = Ti ahol i — 1,2 1985/1. ÉPÜLETGÉPÉSZET ★1

Next