Потери тепла объекта можно рассчитать по упрощенной формуле
, (1)
где - потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;
- коэффициент теплопроводности системы, который для упрощения можно рассматривать как постоянную величину, Вт/м·К;
- разница температур между желаемой температурой и минимальной расчетной температурой окружающей среды , °С.
Коэффициент зависит от толщины, размера и типа слоя (слоев) теплоизоляции, средней температуры теплоизоляции и коэффициентов конвективного равновесия содержимого трубопровода (объекта) и внешней среды. Поэтому степень точности расчета зависит от степени определения параметров системы.
На основе этих параметров потерю тепла для трубопроводов и труб можно определить с помощью более сложных вычислений. Уравнение, приведенное в формуле (1), принимает следующий вид, если учитываются параметры теплопроводности:
, (2)
где - потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;
- коэффициент теплопроводности внутреннего слоя изоляции, измеренный при средней температуре, Вт/м·К;
- температура, которую необходимо поддерживать, °С;
- минимальная расчетная температура окружающей среды, °С;
- внутренний диаметр внутреннего слоя изоляции, м;
- внешний диаметр внутреннего слоя изоляции, м.
Более высокую точность расчета потери тепла по уравнению можно получить дифференцированием характеристик разных слоев системы и добавлением конвективных параметров, как показано в следующем уравнении:
, (3)
где - внешний диаметр внутреннего слоя изоляции (внутренний диаметр внешнего слоя изоляции, если он имеется), м;
- внешний диаметр внешнего слоя изоляции при его наличии, м;
- коэффициент теплопроводности внутреннего слоя изоляции, измеренный при средней температуре, Вт/м·К;
- коэффициент теплопроводности внешнего слоя изоляции (если он имеется), измеренный при средней температуре, Вт/м·К;
- коэффициент внутреннего воздушного контакта трубопровода с внутренней поверхностью изоляции, если она имеется, Вт/м·К;
- коэффициент внутреннего воздушного контакта внешней поверхности изоляции с климатическим барьером, если она имеется, Вт/м·К;
- коэффициент контакта внешней воздушной пленки климатического барьера с окружающей средой (типичные значения колеблются в пределах от 5 до 50 Вт/м·К для применения при температуре ниже 50 °С), Вт/м·К.
Потери тепла у резервуаров часто требуют комплексного анализа для определения общей потери тепла. Поэтому необходима консультация поставщика электронагревателя.
Для облегчения выбора изделия большинство поставщиков электронагревателей предоставляет простые диаграммы и графики, отображающие потери тепла при различных типах изоляции и разных температурах, которые обычно включают коэффициент безопасности.