保冷厚度计算

保温层经济厚度的确定于 明济南大学化学系 济南 250002摘要 将传热方程与经济核算相结合 ,导出了单层和双层保温层经济厚度的计算公式 ,介绍了有关参数 的确定方法 ,对于合理选择绝热材料和确定保温层的厚度具有重要意义 。

关键词 保温层 经济厚度 经济核算 绝热材料 费用1 前 言保温层厚度按计算方法分为经济厚度 、允许热(冷) 损失下保温厚度和防结 露 、烫 伤 厚 度 等 多 种 。

在没有特殊要求的情况下 ,应采用经济厚度 ,对长距 离管路和大型设备尤其如此 ; 只有在经济厚度无法 达到工艺要求时 ,才考虑采用其它方法确定保温层 厚度 。

经济厚度是指管路或设备采用保温层后 ,年 热损失费用与保温工程投资费的年分摊费用之和最 小时的保温层厚度 。

确定经济厚度不仅需考虑传热 影响因素 ,还需考虑热能价格 、保温材料价格以及偿 还利息等 。

目前文献资料中仅介绍了单层保温层经济厚度 的近似计算法 , 没 有 涉 及 双 层 保 温 层 的 计 算 问 题 。

实际上由于绝热材料在价格 、强度 、耐温性能等方面 有差异 ,许多场合采用双层保温层效果更好 ,一方面 可以降低费用 ,另一方面可以弥补绝热材料的某些 不足 ,如将耐温性能好但强度差的绝热材料作为内 层 ,而将耐温性能差但强度好的材料作为外层 。

因 此 ,合理选择各层绝热材料并按经济厚度施工 ,可以 获得优于单层保温层的效果 。

(1)F = 式中 , b ———保温层厚度 ,mB ———热能价格 ,元/ J F ———年总费用 ,元K ———单位体积保温层造价 ,元/ m 3 K ′———单位面积保护层造价 ,元/ m 2N ———保温投资贷款年分摊率 , %t w , t o ———分别为管路或设备的表面温度和环境温度 , ℃ τ———年运行时间,s λ———绝热材料的导热系数 ,W/ m 〃℃αo ———保温层外表面与周围空气间的对流辐 射联合传热系数 ,W/ m 2 〃℃ dF 求 d b = 0 得 :21d F= KN - Bτ( t w - t o ) / λ+ = 0am 在t 计c 算保温层厚度时 ,外径 ≤1 m 的管路或设αord b整理得保温层的经济厚度 :作为圆筒壁考虑 , 以 单 位 长 度 为 计 算 基 准 ; 外 径 >1 m 的管路或设备作为平壁考虑 ,以单位面积为计算基准 。

保温保冷厚度计算举例 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-一、蒸汽管道保温厚度计算计算的已知条件管道直径：219mm，管道长度：100m管道内介质温度：t0=400℃和150 ℃环境温度：平均温度t a=25℃保温表面温度：t s=45℃（温差20℃）CAS铝镁质保温隔热材料的导热方程：0.038+0.00015tcp，导热系数修正系数1.2复合硅酸盐保温材料的导热方程：0.038+0.00018tcp，导热系数修正系数1.8120kg/m3管壳的导热方程：0.048+0.00021tcp，导热系数修正系数1.8注：复合硅酸盐、岩棉管壳的导热方程摘自《保温绝热材料及其制品的生产工艺与质量检验标准规范实用手册》。

1、介质温度为400℃，表面温度为45℃，温差为20℃，材料保温厚度计算CAS铝镁质保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.038+0.00015×（400+45）÷2｝×1.2=0.0857复合硅酸盐保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.038+0.00018×（400+45）÷2｝×1.8=0.1405岩棉管壳（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数λ=｛0.048+0.00021×（400+45）÷2｝×1.8=0.1705温差为20℃，室内管道表面换热系数as=5.0+3.4+1.27=9.67w/㎡.ka、用CAS铝镁质保温隔热材料保温D 1ln(D1/D)=2λ(t-ts)/<as(ts-ta)>=｛2×0.0852×（400-45）｝÷｛9.67×（45-25）｝=0.3128 （D1/D）ln(D1/D)=0.3128/0.219=1.4282查表X-XlnX函数得到：X=（D1/D）=2.02（采用内查法：XlnXX1.4192.021.4392.03①1.439—1.419=0.020.02÷10=0.002②1.4282—1.419=0.0092③0.0092÷0.002=4.6④1.4282对应的X为：2.02+（2.03—2.02）×4.6=2.0246）保温层厚度：δ=D（X-1）/2=219（2.02—1）/2=111.7mm。

和田地区保冷材料厚度计算(最大冷损法计算)根据国标【GB50264-97】工业设备及管道绝热工程设计的规定，管道保冷材料最大冷损法计算适用以下公式：D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)αs -保冷层外表面对大气的放热系数W/m2k，取8.14；T a–环境温度K(。

C)To-设备表面温度，介质温度K(。

C)λ－保温层材料的导热系数W/mkD1－管道保温层的外径mD0－管道保温层的内径mQ为每平方米最大允许热损失量，保冷计算时Q取负值。

根据国标【GB50264-97】4.4.2条规定要求：当T a-T d<4.5时，[Q]=-(T a-T d) *αs当T a-T d>4.5时，[Q]=-4.5 *αsT d-当地最热月份露点温度K(。

C)根据气候条件，和田地区T a-T d>4.5，所以[Q]=-4.5*8.14=-36.6W/m2（二）实例计算根据热力学计算，冷损量与管道、保冷材料性能及厚度的关系为：D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)αs =8.14；T o =-170℃（-190℃或-58℃）Ta=36℃λ =0.028 （因为内层LTD材料及外层材料导热系数λ很接近。

及为简化计算统一取0.028）D1、D0－管道保温层的内外径，由公式（2）得知：D1=D0+2δ代入D1l n（D1/D0）=2λ(（T o-T a）/Q – 1/αs) ---------------------------------- (1)当T o =-170℃时；=> D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（206/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.056*5.068=> D1l n（D1/D0）=0.308同理，当T o =-190℃时；D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（226/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.339当T o =-58℃时；D1l n（D1/D0）=2*0.028*(（94/36.6）– 1/8.14)=> D1l n（D1/D0）=0.137以外管径D0==0.021m的管道作为例子求解：当厚度为0.05m，即D1=0.121m时，D1l n（D1/D0）=0.212当厚度为0.075m，即D1=0.171m时，D1l n（D1/D0）=0.357对比在该温度（-170℃）下的方程D1l n（D1/0.021）=0.308，数值0.308落在0.212和0.357之间，由于D1l n（D1/D0）是D1为变量的单增函数，由于所以实际D1有如下限制：0.171m> D1>0.121m,即厚度小于0.075而大于0.05m。

1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
（D1/D0）Ln（D1/D0）＝2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）
δ＝（D1-D0）/ 2
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
δ＝λ/αs*（Tf-Ts ）/（Ts-Ta ）
输入参数
输入参数介质温度 T f ＝
5℃露点温度 T d ＝20.54℃环境温度 Ta ＝
23.6℃表面温度 Ts ＝21.54℃取值T d +1℃相对湿度 RH ＝90%导热系数 λ＝0.034
w/（m·k）放热系数 αs ＝8.14w/（m2k）保温管内径 D 0＝
15mm 1.圆筒面（公称直径等于和小于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝17.3mm
3.95458≥
4.4715854公式右边2λ/αsD0*（Tf-Ts）/（Ts-Ta）注：设的保温厚度值必须使公式左边≥公式右边
2.平面单层保冷层（公称直径大于1000mm 的管道和圆筒形设备）
福耐斯保温层厚度为δ＝33.536891mm
计算保温层厚度（防凝露法）
一、保温厚度计算公式：
二、设计参数：
三、计算保温层厚度：
公式左边（D 1/D 0）Ln（D 1/D 0）＝
（Tf-Ts）/（Ts-Ta）。

石油化工设计Petrochemical Design2019,36(1) 53 ~55 7營#$低温液氮管道保冷设计计算方法浅析(海工英派尔工程有限公司，山东青岛266101)摘要：通过某一工程实例对低温液氮管道的保冷层厚度度计算方法进行了探讨，分析了用限定外表面温度C的方法计算低温管道保冷时存在的问题，针对不同的室外低温管道，按保冷目的不同，选用合适的限定条件和计算方法；即低温液氮管道宜分别采用限定内部介质温升6的方法和不会结露的“限定冷 损失量”的方法计算保冷层厚度。

关键词：低温液氮管道保冷层厚度计算方法doi：10. 3969/j.issn. 1005 - 8168.2019.01.014氮在化学工业、石油工业、电子工业、食品工 业、炼及加工业等领域有着广泛的$在液氮的制取、利用过程中，通常需要有低温液体 输送管路，为减少液态氮在生产和输送过程中的 或气化[即减少 损失（热侵人）或控制冷损量]，需对设备和管道进行保冷，以确保保冷 层外表面温度高于环境的露点温度，从而达到减 少（控制&损失，节 的目的。

工程中多包扎多 热材料、粉末真空、高真空或高真多层的绝热。

本 某一液氮管道保冷厚度的设计工程实例，对其所用的计算 行析与探讨，液氮管道 包扎圆筒型单多 热 料。

式中:)---绝热层厚度，m;3---绝热层外直径，m;3—管道或设备外 ，m;0—冷价（元/GJ);*—绝热材料在平均温度下的导热系数，[W/(m •K)];C—年运行时间，h;#0—管道或设备的外表面温度，a;#—环境温度，a;0—绝热结构单位造价格，元/m3;s—利计算的绝热工程投资偿还年摊销率，％;(—绝热层外表面与周围空气的换热系1保冷计算的基本公式[1]热 的厚 :数，[W/(m2 •K)];[8]—以每平方米绝热层外表面积表示的的最 损失（W/m2)，为负值；(1)最大允许冷损失下绝热层厚度：表面温度法及防止外表面结露的绝热层厚度):31ln(3)=02* #s - #0(s#a - #s⑶8=K(31-3)/2(4)#s—绝热层的外表面温度，a;(—保冷厚度修正系数。

聚氨酯保冷厚度计算方法聚氨酯保冷是一种常用于冷库、冷藏车等冷却设备的保温材料。

为了确保冷藏设备的保温性能，我们需要准确计算聚氨酯保冷的厚度。

本文将介绍一种常用的聚氨酯保冷厚度计算方法。

我们需要明确计算聚氨酯保冷厚度的目的是为了满足特定的保温要求。

一般来说，冷藏设备的保温要求会根据存储物品的特性和环境条件而有所不同。

例如，对于冷藏食品来说，通常需要保持在特定的温度范围内，而对于冷冻食品来说，则需要更高的保温性能。

我们需要了解聚氨酯保冷材料的热传导性能。

热传导性能是衡量材料导热能力的指标，单位为W/(m·K)。

聚氨酯保冷材料的热传导性能与材料的密度、孔隙率、配方等因素有关。

一般来说，热传导性能较低的聚氨酯保冷材料能够提供更好的保温效果。

在计算聚氨酯保冷厚度时，我们需要考虑三个主要因素：环境温度、所需保温时间和保温要求。

环境温度是指冷藏设备所处的周围温度，保温时间是指需要保持稳定温度的时间长度，保温要求是指需要达到的目标温度。

我们需要确定所需的保温时间。

根据设备的使用情况和存储物品的特性，我们可以确定需要保持稳定温度的时间长度。

例如，如果冷藏设备需要在一天内保持恒定的温度，那么所需的保温时间为24小时。

我们需要确定环境温度和保温要求。

环境温度可以根据设备所处的地理位置和季节来确定，保温要求可以根据存储物品的特性和使用要求来确定。

例如，如果环境温度为30摄氏度，而保温要求为5摄氏度，则需要将温度降低25摄氏度。

接下来，我们可以利用聚氨酯保冷材料的热传导性能来计算所需的保温厚度。

计算的基本原理是根据热传导公式计算出单位时间内通过材料的热量，然后根据所需的保温时间和保温要求来确定所需的保温厚度。

假设聚氨酯保冷材料的热传导系数为λ，单位时间内通过材料的热量Q可以通过以下公式计算：Q = λ × ΔT × A / d其中，ΔT为环境温度与所需保温要求的温度差，A为保温表面积，d为聚氨酯保冷的厚度。

球罐保冷层厚度计算及分析陆青松;杨建国;王林;蒋军;刘国栋【摘要】标准GB/T4272-2008《设备及管道绝热技术通则》、GB/T8175-2008《设备及管道绝热设计导则》、SH/T3010-2013《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》、GB50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》规定了平面型和圆筒型最大冷损失下保冷层厚度计算公式,并未提及球罐最大允许冷损失下保冷层厚度计算公式.根据球罐热传递模型、稳定传热条件及热平衡原理,对球罐最大允许冷损失下保冷层厚度计算公式进行推导,分别按是否忽略球罐内表面换热的情况对该公式进行简化,并依据现行标准相关规定初步确定了球罐最大允许冷损失量的取值及调整原则.同时也推导了现行标准已规定的球罐防结露保冷层厚度计算公式,进一步推导了不忽略内表面换热的球罐防结露保冷层计算公式,并对该公式中保冷层表面温度的取值问题进行分析.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2015(032)001【总页数】4页(P23-26)【关键词】球罐;保冷层厚度;传热计算【作者】陆青松;杨建国;王林;蒋军;刘国栋【作者单位】合肥通用机械研究院,安徽合肥230088;合肥通用机械研究院,安徽合肥230088;合肥通用机械研究院,安徽合肥230088;合肥通用机械研究院,安徽合肥230088;合肥通用机械研究院,安徽合肥230088【正文语种】中文球罐主要用于储存液态和气态物料，若储存介质的操作温度低于环境温度，则该球罐需要保冷。

球罐保冷设计首要问题是进行保冷计算，以确定合理的保冷层厚度、冷损失量和保冷层表面温度等。

球罐保冷设计依据的标准主要为GB/T4272-2008《设备及管道绝热技术通则》、GB/T8175-2008《设备及管道绝热设计导则》、GB50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》和行业标准SH/T3010-2013《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》这些标准中均未提及球罐最大允许冷损失下保冷层厚度计算公式，其中国标GB/T8175-2008 和GB50264-2013 及行标SH/T3010-2013 只规定了球罐防结露保冷层厚度计算公式。

1、按防止结露计算空调送风管保温层厚度《空气调节设计手册》（第二版）防止结露指绝大多数时间不结露。

例如放在和室外大气有良好接触的房间的冷管道，当室外相对湿度达到95%以上且温度较高时不结露是很难作到的，也是不必要的。

①.平面的保温厚度对于矩形管道、设备以及外径＞400mm的圆形管道，可按平面保温考虑。

按下式计算其最小保温层厚度：②.圆管可按下式计算：式中δ——防止结露保温层的最小厚度(m)；twg——保温层外的空气温度(℃)，需保温的管道或设备不在空调房间内或在室外时，取室外最热月历年平均温度；tl——保温层外的空气露点温度(℃)，不在空调房间内或在室时，按twg和室外最热月历年平均相对湿度确定。

tng——室内介质温度(℃)；λ——保温材料的导热系数[W/(m·℃)]；d——保温前的管道外径；αwg——保温层外表面换热系数[W/(m·℃)]，一般为5.8～11.6，室内管道可取8.1。

对于圆管，计算出后，保温层厚度可由《空气调节设计手册》173页表3-14中查出。

2、判断水管、空调管道是否结露的步骤：①室内设计参数状态 (温度tN、相对湿度φN)下的露点温度值tL；②冷风管、冷冻水管表面温度为tb；③若tb＞tL，不结露；若tb≤tL，结露。

回水温度th＞供水温度tg＞露点温度tL：不结露(辐射空调夏季开窗通风产生结露现象)；回水温度th＞露点温度tL＞供水温度tg：供水结露；（辐射空调）露点温度tL＞回水温度th＞供水温度tg：供、回水均结露；（辐射空调）3、空调送风管按保温后的外表面温度确定保温层厚度《空气调节设计手册》（第二版）对于平面(方管和≥400mm的圆管)，其保温层厚度，可按下式计算：twb—保温后的外表面温度（℃）；δ2—按保温后的外表面温度确定的保温层厚度(m)；twb—保温后的外表面温度（℃）；δ2—按保温后的外表面温度确定的保温层厚度(m)；对于圆管，亦可在计算出公式右端后，查表确定保温层厚度。

管材专业保温厚度计算规定中国天辰化学工程公司管道工程部中国·天津目录1 目的 (3)2适用范围 (3)3参考标准及规范 (3)4绝热层厚度的计算原则 (3)4.1一般原则 (3)4.2绝热层厚度计算公式选用原则 (3)5绝热计算公式 (4)5.1圆筒型绝热厚度计算公式： (4)5.2绝热层的经济厚度计算公式 (5)5.3最大允许热、冷损失下绝热层厚度计算公式 (6)5.4防止绝热层外表面结露的绝热层厚度计算公式 (8)5.5防止人身烫伤的绝热层厚度计算公式 (9)5.6延迟管道内介质冻结、凝固、结晶的保温厚度计算公式 (9)6保温计算参数 (10)1 目的规范绝热厚度的计算，使绝热厚度计算值既能满足工艺要求，又经济合理。

2适用范围适用于管材专业在工程项目中设备及管道的绝热厚度计算。

3参考标准及规范1) GB4272-92 设备及管道保温技术通则；2) GB8175-87 设备及管道保温设计导则；3) GB50264-97 工业设备及管道绝热工程设计规范。

4) GB11790-96 设备及管道保冷技术通则4绝热层厚度的计算原则4.1 一般原则4.1.1保温计算4.1.1.1保温计算应根据工艺要求和技术经济分析选择保温计算公式，并按规范GB50264-97中4.12节规定选定参数。

4.1.2保冷计算4.1.2.1保冷计算应根据工艺要求确定保冷计算参数。

当工艺无特殊要求时，保冷厚度应采用规范GB50264-97中4.3.3.1(双层时为4.3.4.1)款的规定进行计算。

并用经济厚度调整。

4.2绝热层厚度计算公式选用原则4.2.1管道和圆筒设备外径大于1020mm，按平面计算保温厚度；其余按圆筒面计算绝热层厚度。

4.2.2为减少散热损失的绝热层其厚度按经济厚度方法计算。

但若经济厚度偏小导致散热损失超过GB4272中表1或表2内的规定的最大允许散热损失时，应按上述表内最大允许散热损失的60%~90%计算其绝热层厚度。

空调系统保温材料及保温厚度计算晨怡热管 2008-4-20 20:03:181•保温的类型：保热：热水系统，蒸汽管道等；保冷：新风系统风管，冷冻水供回水管等；2. 需保温的场合：不保温，冷、热损耗大，且不经济时；由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数时；当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利时; 管道的冷表面可能结露时。

3. 空调系统常用保温材料：岩棉离心玻璃棉橡塑海绵阻燃聚乙烯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料泡沫塑料硬质聚氨酯 泡沫塑料33 0.018 0.8 2.2x10-7可燃，加阻燃剂后 离火2s 内自息2500损害环境抗老化性 能差4. 标准中对空调保温厚度的规定:设备及管道保温技术通则 上海市公共建筑节能设计标准 ASHARE 90.1-19995•保温厚度的算法:保冷厚度一般大于保热厚度，具保冷效果对空调系统影响较大，因而一般在设计中，按照保冷 的厚度计算； 按防结露厚度计算防结露是指要求保温后管道、设备表面湿度应大于保温层外的空气露点温度，保证绝大多数时 间不结露，这也是空调系统保温的基本要求。

圆形管道: 按经济厚度计算经济厚度是指保温后，全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料 厚度。

d = A矩形风管：(d + 26) 加+ 2別矩形设备、管道:TZUTj-i 亍—_石圆形管道：I h丿其中：-——保温层厚度，m ;L温材料导热系数，w/m-k ;a“尹一^温材料外表面换热系数，w/m2-k，一般取8.14 ; -；—傑温层外空气露点温度，C；■■一—T内流体温度，c；一口一傑温层外空气温度，C；-1一^温前管道外径，m ;:—讨算年限，取12年；」一単位换算系数，二，I11 'T —全年输送冷媒的小时数，h ；•―价，元/106kJ ；P 一一：一^温层单位造价，兀/m3；-一^温工程投资贷款分摊率，%，按复利计息，取0.15 ；6•保温厚度推荐值：空■凤管、设*防统，甲責计尊哀蠢3空■风管经济■度计算舉» 5。