Визначення теплової потужності промислової будівлі та величини витрат на генерацію тепла при впровадженні на ній енергозберігаючих заходів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ ТА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЇ ГІДРОАЕРОМЕХАНІКИ

Курсова робота

з дисципліни: Системи виробництва та розподілу енергії

на тему: Визначення теплової потужності промислової будівлі та величини витрат на генерацію тепла при впровадженні на ній енергозберігаючих заходів

Виконала:

Щербакова Ю.Є.

Перевірив:

Антоненко С.С.

СУМИ, 2012 РІК

Вступ

Вихідні данні для роботи.

1. Теплотехнічний аналіз дійсного стану огороджувальних конструкцій, обстежуваної будівлі

1.1 Розрахунок термічного опору огороджувальних конструкцій

Приведений опір теплопередачі дійсних огороджувальних конструкцій R_Упр, м²К/Вт повинний бути не менше за вимоги значень R_qmin, які визначаються виходячи із санітарно-гігієнічних та комфортних умов і умов енергозбереження.

Для зовнішніх огороджувальних конструкцій опалюваних будинків та споруд обов'язкове виконання умови:

(1.1)

Де:

R_Упр - приведений опір теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, м²К/Вт;

R_{q min} - мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, м²К/Вт.

Мінімально допустиме значення, R_qmin, опору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій, світлопрозорих огороджувальних конструкцій, дверей та воріт промислових будинків встановлюється згідно з таблицею у додатку.

Залежно від температурної зони експлуатації будинку, теплового режиму внутрішнього середовища і теплової інерції огороджувальних конструкцій D, розраховується за формулою:

 (1.2)

Де:

R_i - термічний опір i-го шару конструкції, що розраховується за формулою:

(1.3)

Де:

д_i - товщина i-го шару конструкції, м.;

л_iр - теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(мК), що приймають згідно з табл. 7;

s_i - коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м²·К), що приймають згідно з табл. 7;

n - кількість шарів в конструкції за напрямком теплового потоку.

Приведений опір теплопередачі, R_Упр, м²?К/Вт, непрозорої огороджувальної конструкції при перевірці виконання умови за формулою (1.1) розраховується за формулою:

(1.4)

Де:

б_в, б_з - коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь огороджувальної конструкції, Вт/(м^2.К), які приймаються згідно з табл. 8;

л_iр - теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації згідно з табл. 7, Вт/(мК);

n - кількість шарів в конструкції за напрямком теплового потоку;

R_i - термічний опір i-го шару конструкції, згідно формули (1.3), м²К/Вт.

Теплотехнічний розрахунок світлових прорізів, які мають конструкцію лише в одне скло, також проводиться за формулою (1.4). Опір теплопередачі заповнень світлових прорізів (для цехових і складських приміщень) приймається.

Опір теплопередачі заповнень світлових прорізів (для адміністративних приміщень).

Термічний опір теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті R_пг, (м²/⁰С)/Вт визначається за формулами:

І зона:

ІІ зона:

ІІІ зона:

(1.5)

ІV зона:

Де:

, , , - значення термічного опору теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті, (м²/⁰С)/Вт, відповідно чисельно рівні 2.2, 4.3, 8.6, 14.2;

УR_п - сума значень термічного опору теплопередачі шарів підлоги на ґрунті, (м²/⁰С)/Вт.

Величина УR_п розраховується по рівнянню:

(1.6)

Де:

n - кількість шарів підлоги на ґрунті;

д_і - товщина і-го прошарку, м.;

л_і - коефіцієнт теплопровідності матеріалу і-го прошарку, (м²/⁰С)/Вт.

1.2 Приклад розрахунку термічного опору огороджувальних конструкцій по цеху

Розрахунок зовнішніх стін.

Термічний опір зовнішніх стін:

1 шар - розчин цементно-піщаний.

Товщина шару .

Термічний опір 1 шару зовнішньої стіни:

2 шар - цегляна кладказ керамічної порожнистої цегли густиною 1400 кг/м³ (брутто) на цементно-піщаному розчині.

Товщина шару:

Теплопровідність:

Коефіцієнт тепло засвоєння:

Термічний опір 2 шару зовнішньої стіни:

3 шар - розчин цементно-перлітовий.

Товщина шару:

Теплопровідність:

Коефіцієнт теплозасвоєння:

Термічний опір 3 шару зовнішньої стіни:

Теплова інерція зовнішніх стін:

Мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій:

Коефіцієнти тепловіддачі:

Розрахунок стелі.

Термічний опір стелі будівлі:

1 шар - залізобетон.

Товщина шару:

Теплопровідність:

Коефіцієнт теплозасвоєння:

Термічний опір 1 шару стелі:

2 шар - плити теплоізоляційні.

Товщина шару:

Теплопровідність:

Коефіцієнт теплозасвоєння:

Термічний опір 2 шару стелі:

Теплова інерція стелі:

Мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій:

Приведений опір теплопередачі.

Коефіцієнти тепловіддачі:

Розрахунок вікон:

Кількість скла у рамі - 1;

Матеріал рами - залізо.

Так як матеріал віконної рами залізо - норм нема, і тому мінімальне допустиме значення опору теплопередачі не розраховується.

Приведений опір теплопередач.

Коефіцієнти тепловіддачі:

Товщина

Теплопровідність скла:

Розрахунок воріт.

Мінімально допустиме значення опору теплопередачі воріт:

Приведений опір теплопередач.

Коефіцієнти тепловіддачі:

Товщина .

Теплопровідність заліза:

Розрахунок підлоги, розташованих безпосередньо на ґрунті:

Матеріал 1 шару підлоги - шлакобетон;

Товщина .

Теплопровідність:

Матеріал 2 шару підлоги - залізобетон.

Товщина .

Теплопровідність:

Термічний опір теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті R_пг:

І зона:

ІІ зона:

ІІІ зона:

Результати розрахунків термічного опору огороджувальних конструкцій по всім приміщенням наведені у додатку В.

2. Розрахунок тепловтрат

При дотриманні оптимальних умов теплового балансу приміщень будинків необхідно щоб виконувалася в них умова рівності між тепловтратами і теплового надходження.

2.1 Сумарні розрахункові тепловтрати приміщень

Вт (2.1)

Де:

УQ₀ - сумарні втрати теплоти через огороджувальні конструкції будівлі, Вт;

УQ_д - сумарні додаткові втрати теплоти через огороджувальні конструкції, Вт;

УQ_інф - сумарні додаткові втрати теплоти на інфільтрацію холодного повітря, Вт;

УQ_в - сумарні додаткові втрати теплоти на витяжну вентиляцію, Вт.

2.2 Тепловтрати через огороджувальні конструкції будівлі за нормативними показниками (стіни, світлові й дверні прорізи, стелі, не утеплені підлоги)

Вт (2.2)

Де:

R_Упр - опір теплопередачі огороджувальної конструкції (за результатами проведених розрахунків), м²С/Вт;

F_огр - розрахункова площа поверхні огороджувальної конструкції, м²;

t_в, t_з - відповідно температури усередині приміщення і зовнішнього повітря ⁰С;

n - коефіцієнт, прийнятий залежно від положення зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції відносно зовнішнього повітря.

- при визначенні тепловтрат через внутрішні стіни у формулу підставляються температури приміщень, які розгороджені даними стінами.

У відповідності з (2.2), основні тепловтрати крізь підлоги Q_пдл розраховуються як:

Вт (2.3)

Де:

, , , - термічний опір теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті, (м²/⁰С)/Вт;

F_I, F_II, F_III, F_IV - площі підлоги, відповідно першої, другої, третьої, четвертої зони, м²;

t_в, t_гр - відповідно внутрішня температура приміщень над підлогами і температура ґрунту (за умовами завдання t_гр = + 6⁰С);

2.2.1 Сумарні втрати теплоти через огороджувальні конструкції визначаються по наступному вираженню

Вт (2.4)

Де:

УQ_ст - сумарні втрати теплоти через зовнішні огородження (вертикальної конструкції), Вт;

УQ_стл - сумарні втрати теплоти через стелю (покриття), Вт;

УQ_вкн - сумарні втрати теплоти через світлові прорізи, Вт;

УQ_з.д - сумарні втрати теплоти через зовнішні двері (ворота), обчислені для приміщень у яких є вихід на зовнішню сторону будинку, Вт;

УQ_пдл - сумарні втрати теплоти через неутеплені підлоги на ґрунті, Вт.

2.3 Розрахунок додаткових тепловтрат через огороджувальні конструкції

Додаткові втрати тепла через огороджувальні конструкції будівель обумовлені наявністю багатьох різних неврахованих факторів.

Це підвищують величини основних тепловтрат на деякі частки від їхніх значень.

2.3.1 Додаткові тепловтрати через зовнішні стіни, обумовлені орієнтацією будинків

Вт (2.5)

Де:

Q_ст - тепловтрати зовнішні стіни приміщень, Вт;

в_ор - коефіцієнт добавки на орієнтацію зовнішньої стіни стосовно сторін світу (в_ор = 0,13).

Сумарні тепловтрати на орієнтацію зовнішніх стін:

Вт (2.6)

Де:

n - кількість приміщень, для яких розраховано значення Q^д_ор;

Q^д_ор - втрати теплоти на орієнтацію зовнішньої стіни, по кожному приміщенню, Вт.

2.3.2 Додаткові тепловтрати по висоті приміщення

Додаткові тепловтрати по висоті приміщення розраховуються для тих приміщень у яких висота стелі перевищує 4 м.

Вт (2.7)

Де:

Q_ст - втрати теплоти через стіни, Вт.

Тоді сумарні тепловтрати по висоті приміщень

Вт (2.8)

Де:

Q^д_i.в - втрати теплоти по висоті, по кожному приміщенню, Вт;

n - кількість приміщень, для яких розраховано значення Q^д_i.в.

2.3.3 Додаткові тепловтрати через не утеплені підлоги розташованими на ґрунті або над холодними підвалами

Вт (2.9)

Де:

Q_пдл - втрати теплоти через не утеплені підлоги, Вт.

Сумарні тепловтрати через не утеплені підлоги:

 (2.10)

Де:

Q^д_i.пдл - втрати теплоти через неутеплені підлоги по кожному приміщенню, Вт;

n - кількість приміщень де є неутеплені підлоги, для яких розраховано значення Q^д_i.пдл.

2.3.4 Величина сумарних додаткових втрат теплоти через огороджувальні конструкції

Вт (2.11)

Де:

УQ^д_ор - сумарні додаткові тепловтрати через зовнішні огородження на орієнтацію, Вт;

УQ^д_в - сумарні тепловтрати по висоті приміщень, Вт;

УQ^д_пдл - сумарні тепловтрати через не утеплені підлоги, Вт.

2.4 Додаткові втрати теплоти на інфільтрацію холодного повітря

2.4.1 Додаткові тепловтрати на інфільтрацію повітря через світлові прорізи

Вт (2.12)

Де:

t_в, t_з -відповідно температури внутрішнього повітря приміщення і зовнішнього повітря, ⁰С;

с - питома теплоємність повітря, що дорівнює 1,005 кДж/кг⁰С;

G_н.вкн - кількість інфільтрованого холодного повітря через нещільність віконного огородження, кг/(м²год);

F_вкн - площа віконного прорізу, м²;

n_в - кількість однотипних вікон.

Сумарні тепловтрати через нещільності світлових прорізів:

(2.13)

Де:

- втрати теплоти на інфільтрацію, обчислені по кожному світловому прорізу в приміщенні, Вт;

n - кількість світлових прорізів, для яких розраховано значення .

2.4.2 Додаткові тепловтрати на інфільтрацію повітря через відкриті ворота

З урахуванням дії вітру масова витрата повітря, що уривається через відкриті двері або ворота, може бути визначена за рівнянням:

кг/с (2.14)

Де:

В і Н - ширина та висота дверей відповідно, м.;

k_q - коефіцієнт витрати (для незахищених дверей 0,8);

g - прискорення вільного падіння, 9,81 м/с²;

Дс - різниця густин повітряних мас, кг/м³;

н - швидкість вітру під кутом до дверей:

І зона - 2 м/с;

ІІ зона - 1,4 м/с;

ІІІ зона - 2,1м/с;

IV зона - 1,1 м/с.

с_с - середня густина повітряних мас, кг/м³ (при нормальних умовах с = 1,3 кг/м³):

(2.15)

Де:

t_ср.оп - середня за опалювальний період температура зовнішнього повітря, ⁰С.

Теплова потужність, яка необхідна для нагріву повітря, що вривається у ворота без повітряної завіси, знаходиться за формулою:

кВт (2.16)

Де:

G_вр - витрата зовнішнього повітря, що поступає через ворота, кг/с;

с - питома теплоємність повітря, що дорівнює 1,005 кДж/кг⁰С;

t_в і t_з - температура внутрішнього повітря приміщення і зовнішнього повітря, ⁰С;

k_в - коефіцієнт, що враховує фактичний час відкривання воріт протягом години (за умовами завдання приймається k_в = 0,16).

2.4.3 Сумарні додаткові втрати теплоти на інфільтрацію холодного повітря

Вт (2.17)

2.5 Додаткові тепловтрати на витяжну вентиляцію

У випадку витяжної вентиляції (природної, за умовами завдання) розрахунок втрат теплоти проводиться по наступній залежності:

Вт (2.18)

Де:

с - питома теплоємність повітря, що дорівнює 1,005 кДж/кг⁰С;

t_в, - температура внутрішнього повітря приміщення, ⁰С;

t_з - температура розрахункового зовнішнього повітря ⁰С;

V_П - внутрішній об'єм приміщення, м³;

с - густина повітря, яке видаляється з приміщення, с = 1,3 кг/м³;

n_к - кратність повітрообміну приміщення, год^-1 (за умовою завдання);

k_V - коефіцієнт, що враховує зменшення внутрішнього об'єму приміщення із-за розташування в ньому різного обладнання (приймається k_V = 0,85).

У підсумку проведених розрахунків за результатами дискретного визначення тепловтрат у приміщеннях обстеження будівлі визначається сумарне розрахункове значення тепловтрат УQ_втр по формулі (2.1).

2.6 Приклад розрахунку тепловтрат по цеху

Тепловтрати через огороджувальні конструкції будівлі за нормативними показниками:

Стіни:

Стеля:

Вікна:

Ворота:

Підлога:

Сумарні основні тепловтрати через огородження конструкції:

Додаткові втрати через огородження конструкції.

Додаткові тепловтрати через зовнішні стіни, обумовлені орієнтацією будинків: .

Додаткові тепловтрати по висоті приміщення:

Додаткові тепловтрати через не утеплені підлоги розташованими на ґрунті або над холодними підвалами: .

Величина сумарних додаткових тепловтрат у приміщенні:

Додаткові втрати теплоти на інфільтрацію холодного повітря.

Додаткові тепловтрати на інфільтрацію повітря через світлові прорізи:

Додаткові тепловтрати на інфільтрацію повітря через відкриті ворота

Сумарні втрати теплоти на інфільтрацію холодного повітря:

Додаткові тепловтрати на витяжну вентиляцію:

Сумарні розрахункові тепловтрати приміщення:

Результати розрахунків по всім приміщенням наведені у додатку В.

3. Розрахунок теплонадходжень

3.1 Теплонадходження від людей

Вт (3.1)

Де:

q_л - явні теплонадходження від людей, Вт;

n_л - кількість людей.

3.2 Теплонадходження від працюючого електроустаткування

Вт (3.2)

Де:

N_ел - номінальна потужність електроустаткування, Вт;

k_П - коефіцієнт завантаження (за умовами завдання k_П = 0,85);

з - ККД електроустаткування (за умовами завдання 0,9);

k_Т - коефіцієнт переходу тепла в приміщення (k_Т = 0,9);

k_с - коефіцієнт попиту на електроенергію (за умовами завдання k_с = 0,3).

3.3 Теплонадходження від джерел освітлення

Вт (3.3)

Де:

k_осв - коефіцієнт переходу електричної енергії в теплову (лампи розжарення - k_осв = 0,95);

N_л - потужність одного джерела освітлення, Вт;

k_з - коефіцієнт завантаження освітлення (за умовою завдання);

n_л - кількість однотипних джерел освітлення.

3.4 Теплонадходження від сонячної радіації

Вт (3.4)

Де:

q_с, q_Т - відповідно тепловий потік, що надходить через 1 м² скління, освітленого сонцем і перебуваючого в тіні, Вт/м² (q_с = 250 Вт/м², q_Т = 100 Вт/м²);

F_с, F_Т - площі заповнення світлових прорізів, відповідно освітлених і затінених, м²;

k_ОП - коефіцієнт відносного проникнення сонячної радіації через заповнення світлового прорізу (за умовами завдання k_ОП = 0,6).

3.5 Теплонадходження від матеріалів, що вистигають (розраховуються тільки для цехів)

Вт (3.5)

Де:

G_м - маса однорідного матеріалу, який поступає на протязі однієї години, кг/год.;

c_м - питома теплоємність матеріалу, кДж/кг⁰С);

t_П - початкова температура матеріалу, що вистигає, ⁰С, (для розрахунків у к.р. 90⁰С);

t_к - кінцева температура матеріалу, що вистигає, ⁰С;

в - коефіцієнт інтенсивності тепловіддачі (без примусового охолодження в = 0,75).

3.6 Сумарні теплонадходження

Вт (3.6)

3.7 Визначення теплової потужності всієї будівлі

Вт (3.7)

Де:

УQ_втр - сумарні тепловтрати по всій будівлі, Вт;

УQ_тн - сумарні теплонадходження по всій будівлі, Вт.

3.8 Приклад розрахунку теплових надходжень цеху

Теплонадходження від людей:

Теплонадходження від працюючого електроустаткування:

Теплонадходження від джерел освітлення:

Теплонадходження від сонячної радіації:

Теплонадходження від матеріалів що вистигають:

Сумарні теплонадходження:

Визначення теплової потужності цеху:

Результати розрахунків по розділу 3 даної роботи наведені у додатку В.

4. Аналіз техніко-економічної характеристики обстежуваного будинку

З метою приведення результатів розрахунку дійсного стану обстежуваного будинку на предмет енергетичної ефективності його експлуатації, вираженої в остаточному підсумку величиною матеріальних витрат, необхідним є визначення фактичної питомої витрати теплової енергії.

4.1 Питома теплова витрата енергії на опалення будинку за опалювальний період

кВт·год/м² (4.1)

Де:

q_буд - це кількість теплової енергії за опалювальний період, необхідної для компенсації тепловтрат будинку із врахуванням повітрообміну і додаткових теплонадходжень при нормованих параметрах теплового і повітряного режимів приміщень у ньому, віднесеної до одиниці корисної площі приміщень будинку.

Q_ОП - величина споживаної теплової потужності будинку за весь опалювальний період, кВт·год;

- загальна площа всіх опалювальних приміщень будинку, м².

Для визначення дійсного значення питомої витрати теплоти за весь опалювальний період за результатами розрахунків, необхідно отриману величину теплової потужності привести до середньої величини по середній температурі за весь опалювальний сезон:

кВт·год (4.2)

Де:

ДQ - розрахункова величина теплової потужності будівлі (3.7), Вт;

t^ср_в - внутрішня температура приміщень будівлі (осереднена за приміщеннями), ⁰С;

t_ср.оп - середня за опалювальний період температура зовнішнього повітря, ⁰С;

t_з - розрахункова за опалювальний період температура зовнішнього повітря (табл. 10), ⁰С;

n_ОП - тривалість опалювального періоду (діб).

Питомі тепловитрати на опалення будинків повинні відповідати умові:

(4.3)

Де:

q_буд - розрахункові або дійсні питомі тепловитрати, що визначаються за (4.1);

E_max - максимально допустиме значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, кВт·год/м², що встановлюється згідно з табл.

Таким чином., такий стан всіх технологічних і конструктивних елементів, що визначають енергетичну ефективність процесу створення і підтримки теплового балансу в будинку, необхідно вважати незадовільними.

Тепловий режим будинку перебуває в задовільному стані.

4.2 Приклад розрахунку питомих тепловитрат по цеху

кВт·год;

кВт·год/м².

Норм для вибору E_max не має.

Порівняльна характеристика розрахункових і максимально допустимих тепловитрат наводиться у додатку В.

5. Річні витрати при автономному постачанні тепла на об'єкті

При автономній системі теплопостачання будівлі, що обстежується, визначення витрат на генерацію тепла.

Це якщо для умов нерегульованого (постійного) температурного режиму роботи системи на протязі всього опалювального періоду проводиться за формулою:

грн/рік (5.1)

Де:

t^ср_в - розрахункова осереднена за приміщеннями температура повітря у будинку, ⁰С;

t_з - розрахункова за опалювальний період температура зовнішнього повітря (табл.10), ⁰С;

t_ср.оп - середня за опалювальний період температура зовнішнього повітря, ⁰С;

n_оп - тривалість опалювального періоду протягом року, годин/рік;

S_П - вартість одиниці об'єму або маси витрачуваного палива, грн/м³ або грн/кг;

В - кількість витраченого палива для генерування відповідної кількості теплоти:

кг/год або м³/год (5.2)

Де:

3,6 - число переводу Вт у кДж (тепловий коефіцієнт);

ДQ - розрахункова теплова потужність будинку, Вт, (3.7);

з_ген - ККД генератора теплоти (за умовами завдання 85%);

Q^р_н - нижня робоча теплота згоряння палива, кДж/м³.

5.1 Приклад розрахунку при автономному постачанні тепла цеху

м³/год.;

грн/рік.

5.2 Приклад розрахунку при автономному постачанні тепла адміністрації

м³/год.;

грн/рік.

6. Розрахунок можливих енергозберігаючих заходів (МЕЗ)

6.1 Визначення необхідної товщини теплоізоляційного шару

(6.1)

Де:

л_ут - теплопровідність теплоізолюючого матеріалу, Вт/(м?К);

б_в, б_з - те саме, що в формулі (1.5);

д_i, л_iр - те саме, що в формулі (1.3).

Економія витрат теплоти після утеплення зовнішньої огороджувальної конструкції:

кВт (6.2)

Де:

Q¹_стн і Q²_стн - тепловтрати крізь огороджувальну конструкцію, відповідно до її утеплення і після її утеплення, кВт.

6.2 Приклад розрахунку товщини теплоізоляції зовнішніх стін цеху

Для теплоізоляції стін обираємо плити пінополістерольні розміром 118х58х2, F = 0,68 кв.м. Ціна за 1 плиту 17,82 грн.

Примітка: для теплоізоляції воріт обираємо плити пінополістерольні розміром 118х58х3, F = 0,68 кв.м.

Ціна за 1 плиту складає 26,77 грн.

З додатку Г для обраного ізоляційного матеріалу:



Витрати теплоти після утеплення зовнішньої стіни:

Економія витрат теплоти після утеплення зовнішньої стіни:

Результати розрахунку необхідної товщини теплоізолюючого шару по всім видам огороджувальних конструкцій представлені у додатку В.

6.3 Розрахунок економії теплової енергії від заміни вікон застарілої конструкції (для вікон в одне скло) на сучасні з енергозберігаючими технологіями

Розрахунок величини тепловтрат крізь віконний отвір ведеться по кожному типу вікна до впровадження заходу з заміни вікон - Q¹_вкн, і після їх заміни - Q²_вкн. Економія витрат теплоти після заміни вікон:

кВт (6.3)

Де:

Q¹_вкн і Q²_вкн - тепловтрати крізь віконний отвір, відповідно до заміни вікон і після їх заміни, кВт.

Приклад розрахунку економії теплової енергії від заміни вікон застарілої конструкції в цеху:

Втрати теплоти після заміни вікон застарілої конструкції:

Економія витрат теплоти після заміни вікон:

6.4 Розрахунок економії теплової енергії від встановлення повітряної завіси

Теплова потужність, яка необхідна для нагрівання повітря, яке вривається у ворота з працюючою повітряною завісою, знаходиться за формулою:

кВт (6.4)

Де:

t_в, k_в, с - те саме, що у формулі (2.17);

G^з_вр - масова витрата повітря, що вривається в приміщення при діючій завісі:

кг/с (6.5)

Де:

G_вр - те саме, що у формулі (2.15);

k^з_q - коефіцієнт витрати повітря через ворота, які захищені тепловою завісою (для практичних розрахунків середнє значення дорівнює 0,4);

t_ср - середня температура повітря, ⁰С, яка знаходиться за формулою:

(6.6)

Де:

t_ср.оп - середня за опалювальний період температура зовнішнього повітря, ⁰С;

t_звс - температура повітря, що подається завісою, ⁰С (якщо повітря забирається вентилятором з робочої зони, то t_звс = t_в);

G_з - масова витрата повітря, що створюється завісою:

кг/с (6.7)

Де:

q - коефіцієнт відносної витрати повітря завісою (для практичних розрахунків середнє значення дорівнює q = 0,35).

Економія витрат теплоти на нагрівання повітря, яке вривається усередину приміщення при застосуванні повітряної завіси складе:

кВт (6.8)

Де:

Q^інф_вр - те саме, що у формулі (4.3), кВт.

Внаслідок впровадження вище приведених енергозберігаючих заходів загальна теплова потужність для будівлі складе:

 кВт (6.9)

Де:

ДQ - теплова потужність будівлі до встановлення повітряної завіси (3.7) кВт.

Приклад розрахунку економії теплової енергії від встановлення повітряної завіси в цеху.

Масова витрата повітря, що вривається в приміщення при діючій завісі:

Масова витрата повітря, що створюється завісою:

Середня температура повітря:

Теплова потужність, яка необхідна для нагрівання повітря, яке вривається у ворота з працюючою повітряною завісою:

Економія витрат теплоти на нагрівання повітря, яке вривається усередину приміщення при застосуванні повітряної завіси:

Загальна теплова потужність для цеху складе:

6.5 Річні витрати на теплогенерацію при впровадженні режиму чергового опалення

При автономному постачанні тепла і де ведеться регулювання температури в приміщеннях залежно від часу робочих змін - відбувається зниження внутрішньої температури до чергової t_черг ⁰С.

У неробочі години доби і на вихідні дні, річні витрати на тепловтрати визначаються як:

грн/рік (6.10)

Де:

t^ср_в - середня за приміщеннями температура повітря у будинку, ⁰С;

t_з - розрахункова за опалювальний період температура зовнішнього повітря (табл. 10), ⁰С;

t_ср.оп - середня за опалювальний період температура зовнішнього повітря, ⁰С;

t_черг - чергова температура повітря в приміщенні в неробочий час, ⁰С.

n_нр - неробочий час (сума годин простою приміщень і вихідних днів за опалювальний сезон), год/рік;

n_оп - тривалість опалювального періоду протягом року, год/рік;

S_П - вартість одиниці об'єму або маси витрачуваного палива, грн/м³ або грн/кг;

В - кількість витраченого палива для генерування відповідної кількості теплоти:

кг/год або м³/год (6.11)

Де:

3,6 - число переводу Вт у кДж (тепловий коефіцієнт);

ДQ_МЕЗ - розрахункова теплова потужність будинку після впровадження енергозберігаючих заходів, Вт;

з_ген - ККД генератора теплоти (за умовами завдання 85%);

Q^р_н - нижня робоча теплота згоряння палива, кДж/м³.

Економія річних витрат на генерацію теплової енергії на опалення будівлі складе:

грн/рік (6.12)

Приклад розрахунку річних витрат на теплогенерацію при впровадженні режиму чергового опалення в цеху.

Кількість витраченого палива для генерування відповідної кількості теплоти:

м³/год.

Річні витрати на тепловтрати:

Економія річних витрат на генерацію теплової енергії на опалення цеху: .

6.5.1 Приклад розрахунку річних витрат на теплогенерацію при впровадженні режиму чергового опалення в адміністрації

Кількість витраченого палива для генерування відповідної кількості теплоти:

м³/год.

Річні витрати на тепловтрати:

Економія річних витрат на генерацію теплової енергії на опалення цеху:

грн/рік.

7. Розрахунок строку окупності від впровадження енергозберігаючих заходів

Розрахунок строку окупності проводиться для періоду, який визначається в опалювальних роках:

рік (7.1)

Де:

ДЕ_К - економія від впровадження режиму чергового опалення та МЕЗ (6.12), грн/рік;

К - капітальні вкладення на закупівлю і монтаж обладнання та матеріалів для впровадження МЕЗ, грн.

(7.2)

Де:

S_ПЗ - вартість повітряної завіси, грн;

S_ІЗ - вартість теплоізоляційного матеріалу, грн. Визначається, як вартість одного метра ізоляції помноженої на площу зовнішніх стін;

S_вкн - вартість вікон з енергозберігаючими технологіями, грн;

0,7 - відсоток від вартості всього закупленого обладнання і матеріалів, який враховує вартість на проведення будівельно-монтажних робіт.

7.1 Представлення результату розрахунку строку окупності від впровадження енергозберігаючих заходів в адміністрації

Вартість теплоізоляції зовнішніх стін та стелі.

Плити пінополістерольні розміром 118х58х2.

F = 0,68 кв.м.

Ціна за 1 плитку складає 17,82 грн.

грн.

Капітальні вкладення на закупівлю і монтаж обладнання та матеріалів для впровадження МЕЗ: грн.

Розрахунок строку окупності:

рік.

7.2 Представлення результату розрахунку строку окупності від впровадження енергозберігаючих заходів в цеху

Вартість теплоізоляції зовнішніх стін та стелі.

Плити пінополістерольні розміром 118х58х2.

F = 0,68 кв.м.

Ціна за 1 плиту складає 17,82 грн.

грн.

Вартість теплоізоляції зовнішніх воріт.

Плити пінополістерольні розміром 118х58х2.

F = 0,68 кв.м.

Ціна за 1 плиту складає 26,77 грн.

Вартість повітряної завіси Thermoscreens PHV 2000 AR NT.

Дану марку теплової завіси обрано виходячи з наступних розрахунків:

Масова витрата повітря, що створюється завісою:

кг/с;

с - густина повітря, яке видаляється з приміщення, с = 1,3 кг/м³;

грн.

Вартісь пластикових вікон площею 5 кв.м.

Вартість 1 вікна 2500 грн.

грн.

Капітальні вкладення на закупівлю і монтаж обладнання та матеріалів для впровадження МЕЗ:

Розрахунок строку окупності:

рік.

Список використаних джерел

1. ДБН В.2.6-31:2006 Теплова ізоляція будівель.

2. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.

3. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика.

4. СНиП 23-01-99 Строительная кліматологія.

5. Еремкин А.И., Королева Т.И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ, 2000. - 368 с.

6. Монастырев П.В. Технология устройства дополнительной теплозащиты стен жилых зданий: Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ, 2002. - 160 с.

7. Чесанов Л.Г., Шапарь А.Г., Кораблева А.И., Чесанов В.Л. Внутренняя среда помещений: эколого-гигиенические аспекты. - Днепропетровск, 2001. - 164 с.

8. Практичний посібник з енергозбереження для об'єктів промисловості, будівництва та житлово-комунального господарства України. - Луганськ, вид-во «Місячне сяйво», 2010. - 696 с.

Додаток А

Додаток Б

Додаток В

Таблиця В1. - Результати розрахунків термічного опору огороджувальних конструкцій:

Вид огороджувальної конструкції	Теплова інерція стіни D	Допустиме значення опору теплопередачі Rq min, м2К/Вт	Приведений опір теплопередачі RУпр, м2К/Вт
Зовнішня стіна: Адміністрація	3,814	0,7	0,633
Цех	3,814	0,7	0,9
Внутрішні стіни	2,298	0,092	0,266
Стеля: - адміністрація - цех	3,257 3,257	0,9 1,2	0,929 0,929
Ворота цех	-	0,54	0,168
Вікна: - адміністрація - цех	- -	0,32 -	0,40 0,173
Підлога: - адміністрація - цех	- -	- -	УRп
			1,338	3,538	5,638	9,938
			0,928	3,128	5,228	9,528

Таблиця В2. - Результати розрахунку теплонадходжень:

Назва приміщення	Від людей	Від ел. обладн.	Від джерел освітлення	Від сонячної радіації	Від остиг.	Сума
	Qл, Вт	Qел, Вт	Nл 75,Вт	Nл, Вт	Qосв, Вт	Fc, м2	FT, м2	Qрад, Вт	Qм., Вт	УQтн, кВт
Адміністрація	824	1163,6	641,3	-	641,3	10	10	2100	-	4728,9
Цех	4065	36016,5	534,4	1425	1959,4	25	-	3750	594,9	46385
ВСЬОГО	4889	37180,1	1175,7	1425	2600,7	-	-	5850	549,9	51114

Таблиця В3. - Сумарні результати по всім видам тепловтрат:

Назва приміщення	Сумарна величина по всіх видах тепловтрат
	УQвтр, кВт
Адміністрація	16865,9
Цех	106610,2
ВСЬОГО	123476,1

Таблиця В4. - Результати розрахунку основних видів тепловтрат:

Назва приміщення	Зовн. стіни	Внут. стін	Стеля	Підлога	Вікна	Ворота	Сума
	Fст, м2	Qст, Вт	Fст, м2	Qст,	Fстл,	Qстл, Вт	FІ, м2	FІІ, м2	FІІІ, м2	Qпдл, Вт	Fвкн,	Qвкн, Вт	Fз.д, м2	Qз.д,	УQ0, кВт
Адміністрація	130	6571,9	60	902,3	108	3720,1	52	36	20	323,3	20	1600	-	-	13159,2
Цех	381,1	16855,3	-	-	432	13020,5	160	144	128	1288,7	25	4046,2	13,95	2324,9	37535,6
ВСЬОГО	-	23427,2	-	902,3	-	16740,6	-	-	-	1612	-	5646,2	-	2324,9	50694,8

Таблиця В5. - Результати розрахунку теплової потужності будівлі:

Результати розрахунку теплової потужності за нормативними показниками
Назва приміщення	Сумарна величина тепловтрат УQвтр, кВт	Сумарна величина теплонадходжень УQтн, кВт	Величина теплової потужності ДQ, кВт
Адміністрація	16865,9	4728,9	12137,1
Цех	106610,2	46385,8	60224,4
ВСЬОГО	123476,1	51114,7	72361,5

Таблиця В6. - Порівняльна характеристика питомих тепловитрат:

Назва приміщення	Опалювальна площа Fоп, м2	Розрахункові питомі тепловитрати qбуд, кВт·год/м2	Допустиме значення питомих тепловитрат Emax, кВт·год/м2
Адміністрація	108	256,6	78
Цех	432	294,6	-

Таблиця В7. - Визначення товщини теплоізоляційного матеріалу для адміністрації:

Вид огороджувальної конструкції	Назва теплоізоляційного матеріалу	Коефіцієнт теплопровідності матеріалу лут, Вт/(м ? К)	Розрахункова товщина теплоізоляції дут, м
Зовнішні стіни	Плити пінополістерольні	0,055	0,004

Таблиця В8. - Визначення товщини теплоізоляційного матеріалу для цеху:

Вид огороджувальної конструкції	Назва теплоізоляційного матеріалу	Коефіцієнт теплопровідності матеріалу лут, Вт/(м ? К)	Розрахункова товщина теплоізоляції дут, м
Зовнішні стіни	Плити пінополістерольні	0,055	0,015
Стеля	Плити пінополістерольні	0,055	0,015
Ворота	Плити пінополістерольні	0,055	0,021

Таблиця В9. - Результати розрахунку додаткових видів тепловтрат:

Назва приміщення	На орієнтацію	По висоті	Крізь підлогу	Поточна сума втрат	Віконна інфільтрація	Інфільтрація крізь ворота	Сума усіх втрат на інфільтрацію	Витяжна вентиляція
	УQдор, Вт	УQдв, Вт	УQдпдл Вт	УQд, кВт	Qінфвкн, Вт	Qінфвр, Вт	УQінф, кВт	Qв, Вт
Адміністрація	854,4	149,5	16,2	1020,1	-	-	-	2686,6
Цех	2191,2	337,1	64,4	2592,7	1575,8	36697	38272,8	28209,1
ВСЬОГО	3045,6	486,6	80,6	3612,8	1575,8	36697	38272,8	30895,7

Додаток Г

Таблиця Г1. - Градація вологісного режиму приміщень:

Вологісний режим	Вологість внутрішнього повітря, цв, %, при температурі tв
	tв ? 12 ?C	12 < tв ? 24 ?C	tв > 24 ?C
Сухий	цв < 60	цв < 50	цв < 40
Нормальний	60 ? цв ? 75	50 ? цв ? 60	40 ? цв ?50
Вологий	75 <цв	60 < цв ?75	50 < цв ?60
Мокрий	-	75 < цв	60 < цв

Таблиця Г2. - Розрахункові значення температури й вологості повітря приміщень:

Призначення будинку	Розрахункова температура внутрішнього повітря, tв, 0С	Розрахункове значення відносної вологості, цв, %
Житлові будинки	20	55
Громадські і адміністративні будинки	20	50 - 60
Лікувальні й дитячі навчальні установи	21	50
Дошкільні установи	22	50

Таблиця Г3. - вологісні умови експлуатації матеріалу в огороджувальних конструкціях:

Вологісний режим приміщень	Умови експлуатації
Сухий	А
Нормальний	Б
Вологий	Б
Мокрий	Б
Примітки: 1. Матеріали внутрішніх конструкцій будинків із нормальним режимом експлуатації розраховуються для умов експлуатації А. 2. Для всіх інших випадків розрахунки ведуться для умов експлуатації Б.

термічний теплопостачання енергозберігаючий

Таблиця Г4. - Коефіцієнт n, прийнятий залежно від положення зовнішньої поверхні конструкцій стосовно зовнішнього повітря:

Конструкції	Коефіцієнт n
1. Зовнішні стіни і покриття (у тому числі вентильовані зовнішнім повітрям), перекриття горищні (з покрівлею зі штучних матеріалів) і над проїздами;перекриття над холодними (без огороджуючих стінок) підвалами в Північній будівельно-кліматичній зоні	1
2. Перекриття над холодними підвалами, що контактують із зовнішнім повітрям.;перекриття горищні (з покрівлею з рулонних матеріалів);перекриття над холодними (з огороджуючими стінками) підвалами і холодними поверхами в Північній будівельно-кліматичній зоні	0,9
3. Перекриття над неопалюваними підвалами зі світловими прорізами в стінах	0,75
4. Перекриття над неопалюваними підвалами без світлових прорізів у стінах, розташовані вище рівня землі	0,6
5. Перекриття над неопалюваними технічними підвалами, розташованими нижче рівня землі	0,4

Размещено на Allbest.ru

...