Способы укладки водяного теплого пола и расчет


Теплый пол водяной. Пошаговая инструкция по монтажу

Редкий новый современный дом сегодня обходится без системы  теплых полов. Активно используются как электрические разновидности, так и водяные. В этой же статье вы получите подробную инструкцию по монтажу водяного теплого пола  своими руками с данными не просто взятыми «от фонаря», а полученными путем регулярных расчетов в специализированных теплотехнических программах. Прислушиваться к полученной информации или нет, уже решать вам. А мы приступаем к подробному инструктажу!

Теплый водяной пол. Стоит ли делать сегодня?

Если лет 10 тому назад толковых специалистов по монтажу водяного пола в частном доме было найти довольно проблематично, то сегодня ситуация в корне иная. Практически каждая мало-мальски толковая бригада без проблем справится с монтажом. Особенно если ей предоставить толковую инструкцию. Само собой в остальные особенности отопления их лучше не посвящать, но на раскладке труб вы вполне можете сэкономить.

Теплый пол безусловно стоит монтировать в своем доме, если позволяет бюджет и сама конструкция дома. За счет равномерного распределения тепла создается приятный микроклимат в доме и большинстве случаев исключительно теплых полов хватает для обогрева дома. С чего же стоит начать монтаж?

Заложите полы в проект

Первым шагом рекомендуем еще на этапе проекта учесть наличие системы водяного пола в вашем доме. Для этого нужно дать четкую инструкцию проектировщику, чтобы он учел необходимые высоты у потолков и дверных проемов. Закладывать в идеале нужно минимум 14 см дополнительной высоты. По возможности пусть так же заложит схему установки теплого пола, чтобы было ясное понимание, как его правильно сделать.

Частой проблемой невозможности грамотного монтажа пола как раз и являются неучтенные моменты по высоте.

Подготовьте основание

В идеале в качестве основания нужна черновая стяжка, которую нужно привести в ровное состояние. А именно сбить бугры и наплывы, если они образовались в ходе заливки. Нужно это для того, чтобы вы в дальнейшем без труда могли уложить пенополистирол. Иначе он будет «гулять» и неплотно прилегать к поверхности.

В принципе можно укладывать пирог теплого пола и на грунт, но при этом его нужно тщательно утрамбовать, чтобы не было просадки того же полистирола.

Гидроизоляция

С гидроизоляцией дела обстоят не столь серьезно. Ее в принципе можно не делать и в редких инструкциях по устройству и монтажу теплого пола о ней идет упоминание. Здесь совет скорее из разряда местоположения вашего дома. Если наблюдаются какие-то проблемы с поступлением воды, то по уму гидроизоляцию надо бы сделать еще на этапе строительства.

Сама же система теплого пола под стяжкой не дает течи, если вы осознанно не проткнете его чем-нибудь.

Укладка теплоизоляции

После подготовки основания следующим шагом будет укладка теплоизоляции. В качестве основного теплоизолятора выступает пенополистирол. Использовать вы можете любую марку, главное чтобы соблюдалась плотность в районе 30-35 кг/м3.

По нашему опыту, чем толще вы положите пенополистирол, тем лучше. Особенно на первом этаже. Минимально рекомендованная толщина составляет 5 см. Но и при ней наблюдаются потери тепла вниз, хоть и несущественные. Если есть возможность уложить 10 см на первом этаже, то лучше так и сделать. Желательно так же листы пенополистирола склеить между собой (если используете два слоя). Для этого у каждого бренда вместе с теплоизоляцией зачастую продается и специальный клей.

Если вы используете полистирол с бобышками, то после можно сразу приступать к укладке теплого пола. Если же нет, то читаем дальше

Укладка полиэтилена

Есть множество сторонников и противников укладки полиэтилена на пенополистирол. Кто-то считает это бессмысленной тратой денег, кто-то наоборот укладывает полиэтилен для дополнительной пароизоляции и избегания контакта с щелочной средой стяжки.

Наш совет будет таков: Если есть возможно уложить полиэтилен, воспользуйтесь ею.

Демпферная лента

На этом этапе инструкции по монтажу и устройству мы рекомендуем проклеить по периметру стены, где будут водяные теплые полы, демпферную ленту. Она служит для компенсации теплового расширения стяжки.

Все тела имеют свойства расширятся. Тоже самое касается и стяжки. Если не учесть это расширение, то стяжка может потрескаться, либо вздуться.

Высота ленты обычно не превышает 10 см. Проклеиваете ее, либо крепите к стене. Заливаете стяжку и лишнее отрезаете

Укладка армирующей сетки

После всех процедур, на полистирол укладывается армирующая сетка. Но служит она уже не для армировки, а для того, чтобы можно было без труда крепить трубу. Само собой если вы пользуетесь другими способами крепления трубы, то сетку вам укладывать не нужно, а нужно сразу приступать к раскладке контуров пола. Но если же вы укладчик-любитель или альтернативных вариантов нет, то проще сетки ничего не найти.

Подбирать ее следует с размером ячейки того шага, который вы будете чаще всего использовать при раскладке (о шаге ниже). По опыту можем сказать, что толщина прутка в 4 мм для укладки теплого пола в частном доме будет идеальной. При такой толщине и сетка лежит спокойно на изоляции и крепить ее нужно не так часто.

Постарайтесь найти максимально ровную сетку. Ведь чем ровнее сетка, тем точнее будет ваша укладка пола.

Укладка трубы теплого пола

Это самая интересная часть нашей инструкции. Укладывать водяной теплый пол можно несколькими способами. Про них и поговорим ниже.

Способ укладки спираль или улитка

Самый популярный и разумный способ раскладки теплого пола. Позволяет достичь равномерного распределения тепла в каждом контуре за счет того, что трубы чередуются по принципу одна теплее, другая холоднее. Если вы посмотрите на проектные схемы водяного пола, то там как раз чаще всего отображают улитку.

Раскладываются довольно просто. Сначала  вы по периметру помещения (или условного контура) начинаете раскладывать трубу, заворачивая все ближе и ближе к центру. При этом нужно оставлять пространство для того, чтобы в дальнейшем из центра вернуть трубу к основанию периметра и затем уже подключить ее к обратке коллектора.

Поэтому, если шаг укладки у вас составляет 15 см, то начинаете вы раскладывать контур с шагом 30 см до центра, а затем возвращаете трубу как раз между разложенными ранее трубами и шаг получается уже 15 см. Звучит сложно, но картинка отражает суть понятнее

Рекомендуем в большинстве случаев придерживаться именного этого способа укладки.

Способ укладки змейка

Этот способ укладки менее равномерно прогревает пол, но идеально подходит для использования в небольших пространствах. Часто применяется в ситуации, когда вы раскатали контур улиткой и вам  этим же контуром нужно захватить часть небольшого пространства. Тогда вы уже прибегаете к монтажу змейкой.

Есть так же способ укладки теплого пола «двойная змейка». Этот вариант по распределению тепла близок способу «спираль». Его так же можно применять в практике

Шаг укладки трубы теплого пола

Расстояние между трубами теплого пола может быть в целом любым, при условии, что оно грамотно просчитано в проекте. У нас бывают местами шаги и по 25-30 см и с таким шагом помещение отлично прогревается.

Но если у вас проекта отопления нет (что чаще всего и происходит), то укладывать трубу теплого пола нужно с шагом 15 см в основных зонах дома, а в краевых (около наружных стен) нужно усиливать шагом 10 см. В подавляющем большинстве сценариев данного шага хватит за глаза

Длина контура теплого пола

Длина трубы теплого пола может быть опять же любой, если эта длина рассчитана в проекте. В ином случае придерживайтесь размера контура в 80-90 метров. Если длина будет превышена, то ничего страшного. Но лучше все же не превышать. Так же старайтесь рассчитать контуры теплого пола так, чтобы они были схожи по длине. Тогда и балансировать их не придется.

Диаметр трубы теплого пола

Вы удивитесь, но вы можете использовать так же и любой диаметр трубы, но 16 мм вам уже хватит за глаза. При всем при этом с небольшой трубой довольно просто работать. К другим диаметрам смысла прибегать не видим.

Опрессовка полов

Важный пункт в нашей инструкции. После того, как уложите трубу, все контура нужно опрессовать. Делается это для того, чтобы убедиться окончательно в герметичности труб и отсутствия в нех деффектов.

Опрессовать систему можно как воздухом, так и водой. Если вы уверены, что до зимы въедете в дом, то можно прибегнуть к опрессовке водой. В иных случаях следует опрессовывать воздухом. Давление закачивайте в районе 4 бар и наблюдайте за его «удержанием». Если немного давление спадет, то ничего страшного. Зачастую это связано с изменением температуры. Но если спад будет существенным, то следует искать место утечки.

Заливка стяжки

После того, как с трубой будет покончено, следует приступать к заливке стяжки. Стяжку лучше использовать «мокрую», ведь она имеет наибольшую теплоотдачу. Марка бетона может использоваться м200-м300.

Перед заливкой стяжки рекомендуем уложить армирующую сетку поверх трубы для дополнительной армировки.

Заливать стяжку многие производители рекомендуют минимум 5 см от верха трубы. Зачастую льют 7-8 см. Если вы будете заливать меньшим слоем, то у вас может возникнуть эффект «зебры». Это когда явно ощущаются холодные и теплые участки на чистовом покрытии.

После того, как залили стяжку, теплыми полами нельзя пользовать в течении 3 недель. Стяжка должна равномерно просохнуть. После вы уже полноценно можете пользоваться водяным полом.

В итоге, если вы с умом подойдете к нашей инструкции, то теплые полы с таким устройством будут радовать вас в вашем доме не один десяток лет. Надеюсь этот материал был вам полезен. Не забудьте ознакомиться и с другими!

Читайте так же:

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации."

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе "

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

"Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал "

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину "

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

"Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие ».

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса."

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

"Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь."

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам.

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

- «нормальная» практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

"Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата."

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также понравился просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Очень полезен документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов ".

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Э.

Массачусетс

"Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ."

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены ехать ".

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

"Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории.

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу."

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

"Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. "

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники."

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%.

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

"Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правила. "

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

"Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

аттестат. "

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

"У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил - много

оценено! "

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

.

Испарение и методы его измерения

Что такое испарение и как оно происходит?

До того, как ливень достигнет выхода из бассейна в виде стока, должны быть выполнены определенные требования водосбора, такие как перехват , накопление в депрессии и инфильтрация. Помимо этого, процессы испарения и транспирации переносят воду в атмосферу в виде водяного пара.

Испарение из водоемов и массы почвы вместе с испарением из растительности называется эвапотранспирацией (ЭП).Та часть осадков, которая недоступна в качестве поверхностного стока, называется «потерей».

Испарение

Испарение - это процесс, при котором жидкость переходит в газообразное состояние в виде свободной поверхности ниже ее точки кипения за счет передачи энергии.

Испарение - это процесс охлаждения - скрытая теплота испарения (~ 585 кал / г испарившейся воды) должна обеспечиваться водным объектом.

Скорость испарения зависит от

  • Давление паров у поверхности воды и воздуха выше
  • Скорость ветра - падающая солнечная радиация
  • Атмосферное давление - качество воды
  • Температура воздуха и воды
  • Размер водоема

Давление пара - Скорость испарения пропорциональна разнице между давлением насыщенного пара (SVP) при температуре воды

и фактическим давлением пара в воздухе ()

Это уравнение называется законом испарения Дальтона.Испарение происходит до

. Если имеет место конденсация.

Температура - Скорость испарения увеличивается с увеличением температуры воды. Хотя скорость испарения увеличивается с повышением температуры воздуха, высокой корреляции между ними не существует. При одинаковой среднемесячной температуре испарение из озера может быть разным в разные месяцы.

Ветер - Ветер помогает удалить испаренный водяной пар из зоны испарения, тем самым создавая больший простор для испарения.

Скорость испарения увеличивается с увеличением скорости ветра до некоторого предела (критическая скорость ветра), и после этого любое дальнейшее увеличение скорости ветра не оказывает никакого влияния на скорость испарения. Это критическое значение скорости ветра является функцией размера водной поверхности (большие водоемы - высокие скорости ветра)

Атмосферное давление - Остальные факторы остаются неизменными, снижение атмосферного давления (как в высокогорных районах) увеличивает скорость испарения

Растворимые соли - Когда растворенное вещество растворяется в воде, давление пара раствора меньше, чем у чистой воды, и, следовательно, это вызывает снижение скорости испарения.

Процентное снижение скорости испарения приблизительно соответствует процентному увеличению удельного веса

При идентичных условиях испарение из морской воды примерно на 2-3% меньше, чем из пресной воды

Накопление тепла в водных объектах

Глубоководные водоемы обладают большей теплоемкостью, чем мелководные. Глубокое озеро накапливает радиационную энергию, полученную летом, и высвобождает ее зимой, что приводит к меньшему испарению летом и большему испарению зимой по сравнению с мелким озером, подверженным аналогичным ситуациям.

Эффект накопления тепла заключается в изменении скорости сезонного испарения, а годовое испарение остается более или менее неизменным.

Оценка / измерение испарения

Это делается следующими способами

  • Использование испарителей
  • Использование эмпирических уравнений
  • Аналитическими методами

Типы Испарители

Испаритель

Это кастрюли с водой, которые подвергаются воздействию атмосферы.Потери воды из-за испарения из этих поддонов измеряются через регулярные промежутки времени (ежедневно). Метеорологические данные, такие как влажность, скорость ветра, температура воздуха и воды, а также осадки, также измеряются и записываются вместе с испарением.

(1) Испарительный поддон USWB класса A

  • Сковорода диаметром 1210 мм и глубиной 255 мм
  • Глубина воды от 18 до 20 см
  • Сковорода изготовлена ​​из неокрашенного листа ГИ
  • Поддон помещается на деревянную платформу высотой 15 см над уровнем земли для обеспечения свободной циркуляции воздуха под поддоном
  • Испарение измеряется путем измерения глубины воды в успокоительном колодце с помощью крюкового калибра.

Рисунок: Испарительный поддон USGS класса A

(2) Стандартный поддон ISI

  • Определено стандартом IS: 5973 и известно как модифицированный поддон класса A
  • Сковорода диаметром 1220мм и глубиной 255мм
  • Сковорода изготовлена ​​из листовой меди 0.Толщина 9 мм, внутри луженая, снаружи окрашена в белый цвет
  • Поддон помещается на квадратную деревянную платформу шириной 1225 мм и высотой 100 мм над уровнем земли для обеспечения свободной циркуляции воздуха под поддоном
  • Манометр с фиксированной точкой показывает уровень воды
  • Вода добавляется в поддон или удаляется из него для поддержания уровня воды на фиксированной отметке с помощью калиброванной цилиндрической меры
  • Верхняя часть кастрюли покрыта шестигранной проволочной сеткой из GI для защиты воды в кастрюле от птиц
  • Наличие проволочной сетки делает температуру воды более равномерной днем ​​и ночью
  • Испарение из этой посуды примерно на 14% меньше, чем из неэкранированной посуды

Рисунок: Испарительный поддон ISI

(3) Колорадо затонувший поддон

  • Квадратный поддон 920 мм из неокрашенного листа GI, глубиной 460 мм, закопанный в землю в пределах 100 мм от верха
  • Главное достоинство этой сковороды - ее аэродинамические и радиационные характеристики, как у озерной
  • Недостатки - трудно обнаружить утечки, дорого в установке, требуются дополнительные меры для защиты окружающей территории от высокой травы, пыли и т. Д.

Рисунок: Затонувшая сковорода Колорадо

(4) Плавающий поддон USGS

  • Квадратный противень со сторонами 900 мм и глубиной 450 мм
  • Поддерживается барабанными поплавками в середине плота размера 4.25 м x 4,87 м, он спущен на воду в озере с целью имитации характеристик большого водоема
  • Уровень воды в поддоне поддерживается на том же уровне, что и в озере, оставляя край 75 мм.
  • В поддоне предусмотрены диагональные перегородки для уменьшения колебаний поддона из-за воздействия волн
  • Недостатки - дороговизна установки и обслуживания, сложность проведения замеров

Коэффициент панорамирования

Испарители не являются точными моделями больших резервуаров.Их основные недостатки:

- Они отличаются от резервуаров теплоемкостью и характеристиками теплопередачи с боков и на дно (затопленные и плавающие поддоны призваны минимизировать эту проблему). Следовательно, испарение из поддона в некоторой степени зависит от его размера (испарение из поддона диаметром около 3 м почти такое же, как из большого озера, тогда как испарение из поддона диаметром около 1 м примерно на 20% больше этого).

- Высота обода испарительного поддона влияет на воздействие ветра на поверхность воды в поддоне.Также он отбрасывает тени разного размера на поверхность воды.

- Характеристики теплопередачи материала сковороды отличаются от характеристик теплопередачи резервуара.

Следовательно, испарение, измеренное из поддона, необходимо скорректировать, чтобы получить испарение из большого озера при идентичных климатических условиях и условиях воздействия.

Испарение в озере = Коэффициент кастрюли

x Выпаривание в кастрюле

Таблица: значения пан-коэффициентов

Sl.№ Типы противней Среднее значение Диапазон
1 Наземный поддон класса A 0,70 0,60 - 0,80
2 Сковорода ISI (модифицированный класс A) 0,80 0,65 - 1,10
3 Колорадо затонувшая сковорода 0,78 0,75 - 0,86
4 Сковорода плавающая USGS 0.80 0,70 - 0,82

Испарители обычно расположены на станциях, где собираются другие гидрометеорологические данные

Испарительные станции

ВМО рекомендует следующие значения минимальной плотности испарителей

  • Засушливые зоны - 1 станция на каждые 30 000 кв. Км
  • Зоны с умеренным влажным климатом - 1 станция на каждые 50 000 кв. Км
  • Холодные регионы - 1 станция на каждые 100 000 кв. Км

Типовая гидрометеостанция имеет:

  • Датчик дождя с записью и датчик дождя без записи
  • Ящик Стивенсона с максимальным, минимальным, влажным и сухим термометрами
  • Анемометр и флюгер
  • Поддонный испаритель
  • Sunshine Recorder и т. Д.

ЭМПИРИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ

Большинство доступных эмпирических уравнений для оценки испарения озера представляют собой уравнение типа Дальтона общего вида

(1) Формула Мейера

(2) Формула Рувера

Учитывает влияние давления в дополнение к влиянию скорости ветра

Скорость ветра

В нижней части атмосферы, на высоте примерно 500 м над уровнем земли, скорость ветра подчиняется закону одной седьмой степени как

Аналитические методы оценки испарения

  1. Метод водного бюджета
  2. Метод расчета бюджета энергии
  3. Метод массопереноса

(1) Метод расчета водного бюджета

можно только измерить.

можно только оценить.

Если использовать очень большую единицу времени, оценки испарения будут более точными. Это самый простой из всех методов, но наименее надежный.

(2) Метод энергетического бюджета

  • Это связано с применением закона сохранения энергии
  • Энергия, доступная для испарения, определяется с учетом поступающей энергии, исходящей энергии и энергии, запасенной в водном объекте в течение известного временного интервала
  • Было обнаружено, что оценка испарения из озера этим методом дает удовлетворительные результаты с ошибками порядка 5% при применении к периодам менее недели

Рисунок: Энергетический баланс в водоеме

Это энергетический баланс за 1 день.Все значения энергии указаны в калориях / кв.мм / день.

Если периоды времени короткие,

можно пренебречь, поскольку они пренебрежимо малы

Все термины, кроме

, могут быть измерены или оценены косвенно

оценивается с использованием коэффициента Боуэна.

Сравнение методов

  • Аналитические методы могут дать хорошие результаты. Однако они включают параметры, которые трудно оценить.
  • Эмпирические уравнения могут в лучшем случае дать приблизительные значения правильного порядка величины.
  • Ввиду вышеизложенного, на практике широко применяются измерения с помощью панорамирования.
.

Метод анализа и расчета для технологии автоматического заводнения

1 ISSN (Online): Impact Factor (212): 3.38 Метод анализа и расчета для технологии автоматического заводнения Янфань Ли, Guohua Zhang CNOOC Ltd - Шанхай, 91 комната, Offshore Tower, NO.83 Lingling Road, Xuhui District, Шанхай, Китай Краткое изложение: Ограниченный тонкий нефтяной пласт, который характеризуется меньшими запасами, малой мощностью и слабой энергией кромки или придонной воды, вряд ли может быть разработан с высокими затратами, низким уровнем извлечения и высоким риском. Нефтяное месторождение Бацзяотин имеет все характеристики ограниченного тонкого нефтяного коллектора, кроме того, имеет низкую проницаемость. В результате его невозможно было разработать без водонагнетательных скважин, но случаи нагнетания воды на морских нефтяных месторождениях не могли быть рассмотрены из-за ограничений добывающей платформы.Столкнувшись со всеми трудностями, заводнение, которое могло бы поддерживать давление и улучшать извлечение при невысоких затратах, было первым случаем, когда эта технология была применена на шельфе Китая. В этом исследовании применяются соответствующие методы расчета давления и скорости закачки, а также обсуждаются эффекты и результаты моделирования некоторых случаев настройки. Ключевые слова: автоматический режим, заводнение, ограниченный пласт, EOR, численное моделирование. 1. Введение Нефтяное месторождение Бацзяотин является частью морских нефтяных месторождений Восточного Китая.Традиционная разработка началась 27 октября, на данный момент добывающих скважин две: БО1 и БО2. (BO означает масло Bajiaoting). В ранний период добыча нефти была высокой, но быстро снижалась. Затем для поддержания добычи нефти был применен газлифт. Добыча нефти сильно увеличилась, но все же быстро снизилась. Подсчитано, что добыча нефти связана с эффектом газлифта, и тенденция к ее снижению не может быть остановлена ​​газлифтом. Для поддержания добычи и повышения нефтеотдачи 2 29 января был применен проект заводнения.Ряд результатов испытаний показал, что он был застроен, и заводнение вступило в силу до 1 29 мая. В этом исследовании описываются характеристики разработки нефтяного месторождения Бацзяотин и улучшение нефтеотдачи путем заводнения. Кроме того, обсуждается ряд случаев настройки. 2. Проектирование и практика заводнения. Для стабилизации добычи нефти и повышения нефтеотдачи 2 29 января был принят план заводнения, который применялся. Отвод заводнения, получивший название BO2-W, вышел из скважины BO2, бурение которой завершилось.BO2-W заливка воды в h5B, используя слой воды h4. 2 29 февраля был сокращен газовый объем газлифта БО1, после чего суточная добыча нефти снизилась примерно до 2 м3 / сут. В то время, что касается помех при закачке газа, еще не было ясно, сработало ли заводнение эффективно или нет. 1 29 мая на скважине BO1 были проведены испытания фонового давления, градиента статического давления, статического градиента температуры и восстановления давления, которые явно показали нарастание и подтвердили, что заводнение действительно имело место (Рисунок 1).P, МПа R Рис. 1: Влияние заводнения на поддержание давления 3. Математика Основная сложность системы заводнения заключается в том, что после завершения бурения ветки заводнения ствол скважины был искусственно перекрыт. В результате он столкнулся с рядом проблем: Скорость наводнения нельзя было контролировать напрямую. Скорость наводнения нельзя было измерить напрямую с помощью приборов. Процесс затопления нельзя было отключить при необходимости проведения измерений, в результате чего статическое давление было практически невозможно измерить.По этим причинам давление водоносного горизонта считается инвариантом, давление коллектора и скорость затопления могут быть рассчитаны математически. Осадочные фации указывают на то, что связь между скважинным блоком BO1 и скважинным блоком BO2 является слабой. Заводнение практически не могло повлиять на скважинный блок BO2, поэтому скважинный блок BO1 можно рассматривать как закрытую систему, которая содержит только нефтяную скважину и ветвь заводнения. Том 3, выпуск 11, ноябрь 214. Идентификатор статьи:

октября 2 ISSN (онлайн): Impact Factor (212): 3.38 Перед заводнением формула для расчета среднего давления h5B определяется следующим образом: qobt P = Pi (1) 24φh CA Где P i - исходное давление пласта, qo - добыча нефти, B t - общий объемный коэффициент , φ - средняя пористость, h 4 - средняя толщина пласта h5, C t - общий коэффициент сжимаемости, A - площадь пласта. Начальная скорость заводнения может быть рассчитана по следующей формуле: qw 6 P3 P4 + ρwgh4 / 1 = 1 / J + 1 / J 3, где P 3 - среднее давление h4 (водный слой), P 4 - среднее давление h5 (нефтяной слой), ρ w - плотность воды в слое h4, h 3 - толщина слоя воды, J 3 - коэффициент дебита воды в h4, J 4 - коэффициент приемистости воды в H t (2 ), МПа Начало сброса воды в январе 7/4/28 7/11/14 8/6/1 8/12/18 9/7/6 1/1/22 1/8/1 11/2/26 11/9 / 14 12/4/1 Рисунок 3: Согласование и прогноз давления Прогноз давления и скорости закачки воды показан на рисунке 4.Прогноз накопленной закачки воды показан на рисунке. Когда началось заводнение, среднее давление h5B можно было рассчитать по следующей формуле: qobo QinwBW P = Pi (3) AhφCt, где qo - добыча нефти, B o - сжимаемость нефти, Q inw - накопленная закачка воды. , B w - сжимаемость воды. Используя этот метод в 29, прогноз показывает, что среднее давление h5B достигнет примерно 23,1 МПа до 22 июля. После этого, 22 июля, 21 июля было проведено испытание под давлением.Давление h5B было рассчитано как 22,3 МПа по гидростатическому градиенту. Доказано, что метод заслуживает доверия. 3 9 Давление в h5B может соответствовать формуле (1) до заводнения, и может соответствовать формуле (2) и формуле (3), когда начинается заводнение. После согласования давления можно рассчитать будущее давление и скорость закачки воды с графиком добычи нефти по формулам. Данные согласования давления представлены на рисунке, МПа Скорость сброса воды, м 3 / сут, МПа / 4/28 7/11/14 8/6/1 8/12/18 9/7/6 1 / 1/22 1/8/1 11/2/26 11/9/14 Рисунок 4: Прогноз давления и скорости закачки воды 3 2 Янв Начало сброса воды 2 2 7/4/28 7/11/14 8/6 / 1 8/12/18 9/7/6 1/1/22 1/8/1 11/2/26 Рис. 2: Согласование давления После работы по согласованию давление может быть нагружено в соответствии с планом добычи, как показано на Рисунок 3., МПа кумулятивный сброс воды 1 1 кумулятивный сброс воды, м 3 7/8/6 8/2/22 8/9/9 9/3/28 9/1/14 1 // 2 1/11/18 11/6 / 6 Рисунок: Прогноз давления и кумулятивной закачки воды Том 3 Выпуск 11, ноябрь 214 г. Идентификатор статьи: OCT

3 4. Международный научно-исследовательский журнал численного моделирования (IJSR) ISSN (Online): Impact Factor (212): 3.38 По мере развития разработки диапазон заводнения будет постепенно расширяться. В этом изменении эффект заводнения будет ослаблен, и погрешность расчетного результата будет постепенно увеличиваться.Обычным методом расчетов этот процесс сложно завершить. Поэтому для следующего этапа исследования был выбран метод численного моделирования. Геологическая модель содержит слой воды сверху и слой нефти под ним. добыча нефти, м3 / сут м3 / сут 4м3 / сут 7м3 / сут Измерение давления на скважине БО1 производилось соответственно 24 27 октября, 1 28 марта, 28 июня, 18 29 января, 1 29 мая, 4 29 ноября, и 18 марта 211. На Рисунке 6 показан случай каждой точки давления, сопоставленной методом численного моделирования.1 11/1 11/2 11/3 11/4 11/11/6 11/7 11/8 11/9 11/1 11/11 11/12 12/1 Рисунок 8: Прогноз добычи нефти при различных планах добычи м3 / сут 4 м3 / сут 7 м3 / сут накопленная нефть, 14 м3 / 11 11/1 11/2 11/4 11/6 11/7 11/9 11/11 11/12 12/2 Рис. 6: Расчет давления с помощью численного моделирования После установки каждой точки давления можно рассчитать изменения между соответствующей добычей нефти и накопленной добычей нефти в соответствии с различными планами добычи. Как показано на Рисунке 9: Прогноз совокупной добычи нефти при различных планах добычи Как видно из рисунков, добычу было трудно стабилизировать после увеличения запланированной добычи.Между тем, поскольку заводнение было перенесено только в западном регионе, нефть было трудно загнать в восточную часть. По этой причине следует продолжить исследование вариантов настройки для поддержания стабильной добычи и разработки остаточной нефти в восточной части., МПа м3 / сут. Случаи регулировки Случай 1: Оригинальный чехол Это означает: сохранение исходного производственного состояния без каких-либо изменений или корректировок. 4 м3 / сут 7 м3 / сут 11/1 11/2 11/3 11/4 11/11/6 11/7 11/8 11/9 11/1 11/11 11/12 12/1 Рисунок 7: Прогноз давления при различных планах добычи Для этого испытания были выбраны три плана добычи: 2 м 3 / сут, 4 м 3 / сут и 7 м 3 / сут.На рисунке 8 показан случай изменения добычи нефти в различных планах добычи, а на рисунке 9 показан случай изменения совокупной добычи в разных планах добычи. Том 3, выпуск 11, ноябрь 214 г. Случай 2: Увеличение добывающей скважины Поскольку центральная и западная области h5B пострадали от заводнения, оставшаяся нефть может постепенно добываться, однако запасы в восточной области вряд ли могут быть увеличены, и много оставшейся нефти существовало на востоке. В результате можно рассматривать горизонтальную скважину с повышенным содержанием кислорода O3 в восточной части h5B.Случай 3: Увеличение заводнения скважины Потенциальный результат отбора, полученный после увеличения добывающей скважины в восточной части h5B, неудовлетворителен, поэтому можно рассмотреть увеличение заводнения скважины BO3-w в восточной части h5B. Идентификатор статьи: OCT

4 6. Результаты Международный научно-исследовательский журнал (IJSR) ISSN (онлайн): Импакт-фактор (212): 3.38 Случай 1: Исходный случай На рисунке 1 показано распределение оставшейся нефти вокруг скважины BO1.Как видно из него, в настоящее время вторжение воды на скважину БО1 не распространяется. BO1 не имеет большого давления добычи воды на данный момент, но быстро падает. Согласно расчетам, скважина BO1 будет добывать воду после того, как будет добывать нефть в течение примерно года, таким образом, скважина для нагнетания воды будет соединяться со скважиной BO1, после чего обводненность быстро увеличивается, что, однако, увеличивает трудности добычи нефти. Рисунок 11: Прогноз добычи и давления нефти Рисунок 1: Распределение оставшейся нефти Газлифт не использовался после заводнения, поэтому в этом расчете будет учитываться периодическая добыча вместо газлифта, принимая давление потока в качестве ограничительных условий.По преобразованию градиента статического давления потери в стволе скважины составили 18,2 МПа. Принимая самое низкое давление дебита 14 МПа в качестве ограничительных условий, расчет показывает, что скважина BO1 будет истощена на 214. Накопленная добыча скважины BO1, наконец, достигнет 3,3 м 3 на основе прогноза. Текущая добыча нефти составляет 2,2 м 3, а оставшаяся добыча составляет около 1,1 м 3. На рисунках 11 и 12 показаны соответственно добыча нефти и изменение, а также соотношение между накопленной добычей и.Когда скважина BO1 была истощена, заводнение BO2-W не может достичь восточной части BO1 в этой схеме; следовательно, в восточной части невозможно добыть обильное количество оставшейся нефти. Следовательно, эта схема не будет принята. Рисунок 12: Прогноз совокупной добычи нефти и давления Случай 2: Увеличение добывающей скважины Вариант горизонтальной скважины BO3 был разработан для разработки оставшейся нефти в восточной части h5B. Покрытие заводнения BO2-W не могло включать восточную часть h5B, поэтому оставшаяся нефть в восточной части вряд ли может быть добыта в текущей ситуации.В результате это дело не могло быть принято. Случай 3: Увеличить скважину для заводнения Увеличить скважину для заводнения BO3 в восточной части h5B. Предполагается, что скважина BO3 должна быть горизонтальной скважиной, которая может быть пробурена зарезервированным стволом скважиной BO2. Под воздействием обводнения двойной скважины, в идеале, скважина BO1 могла бы добывать оставшуюся нефть в восточной части h5B с помощью заводнения скважины BO3, совокупная добыча будет 4 м 3, когда она будет истощена, что означает что увеличенная добыча составляет около 2,1 м 3.Распределение оставшейся нефти можно увидеть на рисунке 13, а прогноз добычи нефти и накопленной добычи можно увидеть на рисунке 14. Том 3, выпуск 11, ноябрь 214 г. Идентификатор статьи: OCT

5 ISSN (Online): Impact Factor ( 212): 3.38 рассчитать закачку воды, накопительную закачку воды. Более того, его можно использовать для прогнозирования пластового давления в будущем при любом производственном плане. После завершения бурения нельзя было напрямую управлять заводнением скважин, и процесс заводнения не мог быть остановлен.Следовательно, любые отрицательные эффекты (если они возникнут или будут) могут быть устранены или изменены только другими скважинами. После соединения с заводнением скважиной посредством заводнения эксплуатационная скважина не могла поддерживать добычу. Следовательно, любая обработка интенсификации притока, такая как химическое заводнение, технология гидроразрыва и т. Д., Должна проводиться до проекта заводнения. Рисунок 13: Распределение оставшейся нефти (Случай 3) Номенклатура Рисунок 14: Прогноз добычи нефти и накопленной добычи нефти (Случай 3) 7.Анализ Поскольку случай 1 и случай 2 уступают случаю 3, анализ проводится вокруг случая 3 и содержит риск и расписание. Анализ рисков BO2-W может поддерживать заводнение, и тогда BO2-W и BO1 могут быть связаны с водой через зону высокой проницаемости в будущем. После подключения скважина BO1 и скважина BO2-W сформируют новый баланс давления, следовательно, скважина BO3 не сможет получить давление, а скважина BO3 не сможет поддерживать добычу. График анализа Если две заводные скважины могут закончить бурение одновременно, эффект будет лучше.В настоящее время из-за первого заводнения скважина работает уже три года, поэтому эффект от использования второй скважины будет ослаблен из-за дисбаланса между западом и востоком. 8. Выводы На основании результатов, полученных в этом исследовании, можно сделать следующие выводы: Заводнение является подходящим выбором для разработки тонкого коллектора на шельфе из-за его преимуществ: небольшое загрязнение, низкая стоимость и так далее. Итерационный метод при материальном балансе может быть использован в Томе 3, выпуске 11, ноябрь 214 г. P i = исходное давление, МПа qo = добыча нефти, м 3 / d φ = пористость B t = общий объемный коэффициент B o = сжимаемость нефти B w = вода сжимаемость Q inw = совокупная закачка воды, м 3 ρ w = плотность воды, кг / м 3 A = площадь резервуара, м 2 B t = общий объемный коэффициент C t = общий коэффициент сжимаемости h 3 = толщина воды, м · ч 4 = толщина пласта, м P 3 = среднее давление h4, МПа P 4 = среднее давление h5, МПа J 3 = коэффициент добычи воды в h4 J 4 = коэффициент приемистости воды в h5 Ссылки [1] Казуо Фудзита.Поддержание давления заводнением пластовой воды для нефтеносного пласта из известняка Ратави на шельфе Хафджи. SPE 984 впервые был представлен на Ближневосточной технической конференции и выставке SPE в 1981 г. в мартовском журнале Petroleum Technology. Volume34 Number 4. Pages [2] Вафа Шизави, Хамед Субхи, Ахмед Рашиди, Арунангшу Дей, Фатхия Салми, Мохаммед Айсари. Повышение нефтеотдачи через концепцию закачки воды в сателлитное месторождение. SPE, выставка и конференция SPE по нефти и газу Ближнего Востока в Манаме, Бахрейн, 2-28 сентября 211 г.[3] Мамдух М. Ибрагим, Джеймс В. Стайл, Хешам Л. Шамма, Мамдут А Эльшериф, Эссам М. Або Элалла. Экологически чистая и экономичная система заводнения для Октябрьского месторождения в Суэцком заливе, Египет. Индийская техническая конференция и выставка SPE по нефти и газу, 4-6 28 марта, Мумбаи, Индия. [4] С. А. Гони. Изменчивый водоносный горизонт Salinitu и его влияние на производительность коллектора. SPE 171, подготовленный для презентации на Fifh SPE Middle East Oil Show, проходившей в Манаме. Бахрейн, 7–1 марта, [] Эдвард Э. Йохансон. Прогнозирование дисперсии материала земснаряда при заводнении в открытой воде в зависимости от идентификатора документа: OCT

6 ISSN (Online): Impact Factor (212): 3.38 Физические характеристики материалов. SPE 289, Конференция по оффшорным технологиям, 3-6 мая, Хьюстон, Техас. [6] С. Ломовских, В. Смыслов, Е. Сухов, В. Шашель, SPE, В. Кожин, Ю. Некипелов. Оптимизация заводнения пластовой водой с использованием концептуальной модели инфраструктуры месторождения. SPE 13878, Российская нефтегазовая конференция и выставка SPE, 21 октября, Москва, Россия. Профиль автора Янфан Ли получил степень магистра в университете Янцзы (Китай). В настоящее время он работает инженером-нефтяником в CNOOC (Китайская национальная оффшорная нефтяная компания).Его исследовательские интересы включают энергетику, нефть, механику жидкости и т. Д. Том 3, выпуск 11, ноябрь 214 г. Идентификационный номер статьи: OCT

.

Анализ тепловых характеристик конструкции железобетонного пола с системой лучистого теплого пола в многоквартирном доме

Использование эластичных материалов в системах лучистого теплого пола для железобетонного пола в многоквартирном доме тесно связано с уменьшением ударного шума пола и потеря тепловой энергии. В этом исследовании изучалась теплопроводность пенополистирола (EPS), используемого в качестве упругого материала в Южной Корее, и анализировалась теплопередача железобетонной конструкции пола в соответствии с теплопроводностью упругих материалов.Для измерения теплопроводности использовалось 82 образца EPS. Измеренная кажущаяся плотность упругих материалов EPS составляет от 9,5 до 63,0 кг / м 3 , а теплопроводность - от 0,030 до 0,046 Вт / (м · К). По мере увеличения плотности упругих материалов из пенополистирола теплопроводность имеет тенденцию к пропорциональному снижению. Чтобы установить разумные требования к теплоизоляции для систем теплого пола, необходимо определить термические свойства конструкции пола в соответствии с теплоизоляционными материалами.Моделирование теплопередачи было выполнено для анализа температуры поверхности, потерь тепла и теплового потока конструкции пола с системой лучистого отопления. Поскольку теплопроводность эластичного материала EPS увеличилась в 1,6 раза, потери тепла увеличились на 3,4%.

1. Введение

В Корее многоквартирные дома занимали самую высокую долю - 86,4% жилых домов. На многоквартирные дома приходится более 50% всех типов жилья, и с 1990-х годов были построены многоэтажные многоквартирные дома выше 15 этажей, иногда 30 этажей, чтобы эффективно использовать относительно небольшую земельную площадь (99 373 км 2 ). Корея с высокой плотностью населения [1].Некоторые семьи живут по соседству друг с другом, разделенные только стеной или полом. Поскольку одна железобетонная плита разделяет домохозяйства в квартирах, ударный шум пола и потери тепла сверху могут быть легко переданы в дом внизу и за пределы дома. Так что есть много проблем, связанных с теплоизоляцией и звукоизоляцией. В частности, звук удара пола вызывает раздражение у жителей и вызывает множество жалоб в жилых домах, таких как квартиры.Энергия для отопления помещений и нагрева воды является самым большим потреблением энергии в жилых зданиях.

Конструкция железобетонного перекрытия с системой лучистого теплого пола (ONDOL) традиционно использовалась для жилых домов в Корее [2, 3]. Эта конструкция пола из железобетона (ЖБИ) состоит из железобетонной плиты, изоляционного слоя с упругими материалами, слоя лучистого теплого пола, слоя аккумулирования тепла и материалов для отделки пола. Горячая вода из бойлера подается в пластиковую трубу в слое лучистого теплого пола под поверхностью пола.Горячая вода циркулирует по встроенной пластиковой трубе, нагревая пол для обогрева помещения. Установка упругих материалов между бетонной плитой и слоем лучистого теплого пола в системе лучистого теплого пола известна как самый популярный метод снижения ударного шума пола и потери тепла в жилых домах в Корее. Как правило, толщина упругих материалов составляет 10–20 мм.

Использование эластичных материалов в системах напольного отопления тесно связано с уменьшением ударного шума пола и потерь тепловой энергии.В Корее характеристики теплоизоляции ограждающих конструкций здания просто включают в себя толщину изоляционных материалов и свойства теплопередачи систем стен и полов по регионам [4, 5]. Конструкция пола в многоквартирных домах должна обладать определенными характеристиками ударного шума пола (легкий ударный звук составляет 58 дБ или меньше, а тяжелый ударный звук - 50 дБ или меньше) и термическое сопротивление (1,23 м 2 K / Вт). В предыдущем исследовании Kim et al. [1] опубликовали исследование, в котором утверждается, что по мере уменьшения динамической жесткости упругих материалов уровень звука удара в пол также снижался в системе подогрева пола.Была корреляция между динамической жесткостью и ударным звуком тяжелого веса. Jeong et al. [6] измерили теплопроводность и плотность упругих материалов и исследовали их корреляцию. Но не было исследований, которые бы пытались проанализировать теплопередачу конструкции пола из ЖБИ с системой лучистого теплого пола как тепловое свойство упругих материалов.

Было проведено несколько исследований эффектов теплопередачи и методов анализа в области энергетики зданий.Сонг [2] рекомендовал выбирать материалы для отделки полов над системой подогрева пола в Корее по тепловому потоку, исходя из тепловой нагрузки, и они должны быть теплофизиологически комфортными. Ли и др. [3] опубликовали исследование, показывающее, что тонкие панели пола с повышенным тепловым КПД в системе лучистого теплого пола обеспечивают снижение энергии на 7,2% по сравнению с традиционными деревянными панелями пола в многоквартирных домах. Лю и др. [7] разработали двухпотоковую модель существующего процесса теплопередачи для внутриплитного теплого пола.Исследование Jin et al. В [8] представлен метод расчета температуры поверхности пола в системе водяного отопления / охлаждения на основе численной модели. Ларби [9] представляет регрессионные модели коэффициента теплопередачи для трех типов строительных стен (стык перекрытия и стены, стык перекрытия и стены и стык кровля-стена) 2D тепловых мостов. Теодосиу и Пападопулос [10] рекомендовали, чтобы тепловые мосты не учитывались в процедуре расчета потребности зданий в энергии; фактические тепловые потери в таких зданиях до 35% выше первоначально предполагаемых.Song et al. [11] проанализировали теплопередачу через тепловой мост стыка стена-плита на годовые потери тепла в многоквартирных домах с трехмерным моделированием переходной теплопередачи. Кайнаклы [12] провел исследование влияния различных параметров на оптимальную толщину изоляции для наружных стен с учетом затрат и экономии энергии.

В этом исследовании изучается теплопроводность упругого материала, используемого в конструкции пола из ж / б с системами лучистого теплого пола в Корее, и проведен анализ теплопередачи систем пола в соответствии с теплопроводностью упругих материалов в многоквартирном доме.

2. Материалы и методы
2.1. Подготовка образца

Упругие материалы, которые в настоящее время используются в Корее, изготавливаются из пенополистирола (EPS), вспененного полипропилена (EPP), уретана, сополимера этилена и винилацетата (EVA), полиэтилена (PE), стекловаты (GW), минеральная вата (MW), экструдированный полистирол (XPS), экструдированные полиэфирные волокна и другие композитные материалы [1, 5]. Упругим материалом, который использовался для измерений в этом исследовании, был пенополистирол (EPS), который широко используется в Южной Корее в качестве строительного изоляционного материала.Пенополистирол - это термопласт, который получают путем сплавления небольших шариков материалов. Обычно он белого цвета и изготавливается из бусин из предварительно вспененного полистирола. Это жесткая и прочная конструкция с закрытыми ячейками, достаточно прочная для использования во многих приложениях [13].

В этом исследовании были собраны упругие материалы EPS, которые продавались на рынке строительных материалов Южной Кореи с 2008 по 2010 годы. Из 93 испытательных образцов, собранных в этом исследовании, 82 пенопласта из упругого материала EPS были окончательно выбраны и использовались для проверки теплопроводности. .В этом исследовании были подготовлены образцы для испытаний, размеры которых составляли 300 × 300 мм на плоской доске, а их толщина составляла 20 мм, 30 мм, 50 мм и 90 мм. Для каждой толщины были испытаны по три образца. Им позволили стабилизировать гидротермальные условия при лабораторной температуре (20 ° C) в течение 3 дней. Все испытуемые образцы были протестированы через 3 дня в этом исследовании.

Исследование под микроскопом проводилось с использованием поляризационного микроскопа для получения фотографии состояния поверхности исследуемого образца.Мы наблюдали за состоянием поверхности и формой ячеек пенопласта из упругого материала EPS. Изображение под микроскопом типичного пенополистирола показано на рисунке 1. Как показано на этом рисунке, упругий материал EPS имеет гладкую поверхность, однородную структуру и структуру с закрытыми ячейками. Эта структура с закрытыми ячейками действует как теплоизолятор.

2.2. Экспериментальный тест

Методы измерения, применяемые для проверки теплопроводности в этом исследовании, - это метод KS L 9016 [14] для измерения теплопроводности изолятора и ISO 8301 [15].Измерения проводились методом теплового расходомера (HFM, рисунок 2 (а)). Средняя температура для измерения теплопроводности составляла 20 ± 1 ° C. Результатом измерения значения теплопроводности было среднее значение трех образцов одинаковой толщины. Объем и вес образцов измеряли с помощью цифрового микрометра (рис. 2 (b)) с разрешением 0,001 мм, а кажущуюся плотность измеряли с помощью цифровой шкалы (рис. 2 (c)) с разрешением 0,001 г. Кажущаяся плотность может быть определена с помощью веса, основанного на единице объема, когда образец для испытаний включает кожуру во время производства.Во время проведения экспериментов испытательное оборудование и образцы для испытаний выдерживают в условиях окружающей среды при температуре 23 ± 2 ° C и относительной влажности 50 ± 5%.

2.3. Численное моделирование

Конфигурация материалов конструкции пола была смоделирована на основе типового пола [4, 16], применимого к большинству домов в Южной Корее. Типичная конструкция пола из железобетона для дома состоит из четырех слоев: отделочного слоя, слоя обогрева, слоя изоляции и слоя конструкции.Нагревательный слой имеет теплоаккумулирующий слой и трубу для горячей воды в виде пластиковой трубы. Для этого численного моделирования конструкции пола представляли собой пол из ПВХ (мм), цементный раствор (мм), трубу для горячей воды, легкий бетон (мм), упругий материал (мм) и железобетонную плиту толщиной 210 ​​мм. Для обогрева помещения была установлена ​​труба диаметром 15 мм с узким шагом 230 мм в цементном растворе толщиной 40 мм. Геометрическая модель и конфигурация материала представлены на рисунке 3. В таблице 1 показаны тепловые характеристики каждого строительного материала.Как показано в таблице 1, значение теплопроводности упругого материала было получено из результатов эксперимента, который проводился в этом исследовании.


Материал Толщина Плотность Теплопроводность
(мм) (кг / м 3 ) (Вт / (м · К)) )

Полы из листов ПВХ 2 1,500 0.19
Цементный раствор 40 2,000 1,4
Труба горячей воды 15 930 0,324
Легкий бетон 40 650 0,16
Упругий материал 20 9,5–63 -
Бетон 210 2,240 1,6
Гипсовая плита 9 940 0.18


Для анализа тепловых характеристик напольных систем использовалось программное обеспечение Physibel, поскольку оно позволяет анализировать стационарный режим теплопередачи. Программа Physibel TRISCO предназначена для моделирования теплопередачи, ориентированного на физику строительства [17]. Эта программа позволяет рассчитывать трехмерный (3D) установившийся теплообмен на основе метода конечных разностей в объектах, описываемых в прямоугольной сетке.Таким образом, он вычисляет распределение теплового потока и температуры в установившемся режиме через сетку. Эта программа позволяет моделировать в полном соответствии со стандартом EN ISO 10211-1 [18]. На рисунке 3 (b) показана имитационная модель, а на рисунке 3 (c) показано вертикальное сечение стыков между наружной стеной и железобетонным полом и конструкции из материалов. Моделирование проводилось на основе модели размером 2,0 м (высота) × 1,2 м (ширина) × 1,0 м (глубина), которая определяет средний этаж многоквартирного дома в Корее.Трехмерное моделирование неустановившейся теплопередачи было выполнено с интервалом временного шага 30 минут. Параметры расчета для моделирования показаны в таблице 2.


Параметр Присвоенное значение

Интервал временного шага 30 минут
Максимальное количество итераций 10,000
Максимальный перепад температур 0.0001 ° C
Расхождение теплового потока для всего объекта 0,001%
Расхождение теплового потока для наихудшего узла 1%
Теплопроводность упругого материала в полу 0,029, 0,031, 0,037, 0,046 Вт / (м · К)

Граничные условия задаются как температура поверхности на внешней и внутренней границах, а на периферии стены и пола налагается адиабатический режим.Материалы каждого слоя в этом исследовании однородны, а параметры свойств остаются постоянными. Температура окружающей среды была выбрана в соответствии с фактической температурой наружного воздуха (° C) и температурой отопления помещения (° C) в зимний сезон в Южной Корее. Температура горячей воды составляла 60 ° C, которая поступала в трубопровод горячей воды в нагревательном слое системы пола. Скорость горячей воды в трубе была установлена ​​на уровне 3 л / мин. Установленная температура для обогрева помещения составляла 20 ° C. Все факторы окружающей среды контролировались в идеальных тепловых и физиологических условиях.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Плотность и теплопроводность эластичного материала EPS

Измеренная кажущаяся плотность эластичных материалов EPS варьировалась от 9,5 до 63,0 кг / м 3 , а теплопроводность - от 0,030 до 0,046 Вт / (м · К). На рисунке 4 показана взаимосвязь между теплопроводностью и кажущейся плотностью. Как показано на рисунке 4, измеренная теплопроводность и плотность показывают линейную корреляцию в

.

Смотрите также