8.1 Kompensacja naturalna
Wydłużenia sieci cieplnych mogą być kompensowane przez tzw. kompensację naturalną (samokompensację) i kompensację sztuczną (wydłużki). Budowa kompensatorów dla sieci bezkanałowych została omówiona w dziale sieci cieplnych preizolowanych. Dobór wydłużki (kompensatora) wymaga w pierwszej kolejności znalezienia wydłużenia cieplnego przewodu Δl.
gdzie:
α – współczynnik rozszerzalności cieplnej [1/K]
l – długość rurociągu [m]
tn – temperatura nośnika ciepła [°C]
to – temperatura montażu sieci ciepłowniczej [°C]
Tabela 1 Wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej
|
Temperatura nośnika ciepła |
0-50 | 0-100 | 0-150 | 0-200 | 0-250 | 0-300 |
| Współczynnik α x10-5[1/K] | 1,0 | 1,2 | 1,22 | 1,29 | 1,32 | 1,33 |
Samokompensacja
Samokompensacja to prowadzenie rurociągu cieplnego linią łamaną. Podstawowe układy samokompensacji podlegające obliczeniom to układy w kształcie litery „L” lub „Z”. Układ samokompensacyjny spełnia swoja funkcję pod warunkiem, że naprężenia jakie musi przenieść są mniejsze od dopuszczalnych dla rurociągu. Naprężenia powstające w układzie w kształcie litery „L” jak na rys.1 a i b można obliczyć ze wzoru.
gdzie:
Δl2 – wydłużenie krótszego ramienia [m]
E – moduł sprężystości Younga przy rozciąganiu według tabeli 2 [MPa]
Dz – średnica zewnętrzna przewodu [m]
m – stosunek odcinka dłuższego do krótszego l1/l2
Tabela 2 Wartość modułu Younga E.
|
Temperatura nośnika ciepła |
0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
|
E x10-5 [MPa] |
2,06 | 2,04 | 1,99 | 1,94 | 1,88 | 1,82 | 1,75 |
Maksymalne naprężenie zginające w układzie „Z” obliczamy ze wzoru:
gdzie:
Δl = Δl1 + Δl2 wydłużenie ramion [m]
E – moduł sprężystości Younga przy rozciąganiu według tabeli 2 [MPa]
Dz – średnica zewnętrzna przewodu [m]
lo – długość odcinka według rys. 1c
n = l2/lo stosunek krótszego ramienia do odcinka lo
8.2 Wydłużki U-kształtowe
W sieciach nadziemnych i podziemnych o średnicy do 250 mm zaleca się stosować wydłużki wykonane z kolan gładkich. Powyżej tej średnicy mogą być stosowane kolana segmentowe
Wydłużki U-ksztaltowe
Gładkie stosowane są dla rur o średnicy Dn32-200mm pracujących przy ciśnieniu do 2,5 MPa i temperaturze do 300°C. Wydłużki U-kształtowe gładkie wykonywane są z kolan gładkich o promieniu gięcia R=4Dn, jak:
– wydłużki niskie o wysokości H = 1100-2600mm
– wydłużki wysokie o wysokości H = 2600-4000mm
oraz dodatkowo w dwóch szerokościach jako długie i krótkie (rys.2)
Rys.2 Wydłużki u-kształtowe długie i krótkie.
Na kolejnych rysunkach pokazano nisze kompensacyjne dla różnych typów kanałów.
Rys. Kompensatory U-kształtowe w kanałach T 9/65