Учебное пособие 833

Так как при утеплении стен коэффициент теплопередачи Kw уменьшается, то снижаются потери теплоты. Величина снижения теплопотерь QW , Вт,

вычисляется по формуле

Стоимость сэкономленной теплоты за год Sгодтепл , р.год, определяется по формуле

где Qгод – годовая экономия теплоты, Вт чгод; Sтепл – стоимость тепловой энергии, р.ГДж.

Затраты на утепление Кут, р, можно рассчитать по формуле

5.2.Порядок работы

Для заданных исходных данных произвести расчёт в следующей последовательности:

по формуле (4.2.) рассчитать два значения коэффициента теплопередачи стены («до» и «после» утепления);

используя формулы (4.3), (4.4.), (4.5) определить стоимость теплоты, сэкономленной на отопление за год;

по формулам (4.6) и (4.7) вычислить затраты на возведение утепления стены;

по формуле (4.8) рассчитать срок окупаемости дополнительного утепления стен.

11

Задача №5 Определение оптимальных размеров здания

поминимуму теплопотерь

5.1.Задание. Для заданного объёма здания и некоторых геометрических параметров определить оптимальную этажность здания, обеспечивающую наименьшие теплопотери через наружные ограждающие конструкции.

5.2.Исходные данные:

наружный объём здания V, м3;

коэффициенты теплопередачи: стены kw, окна kf, покрытия верхнего этажа kc ,перекрытия подвала kf ,Вт м2 С ;

коэффициент остекления фасада здания f;

высота этажа h, м;

ширина здания А, м.

5.3.Расчётные зависимости

здания, м; kv, kh – из формул (5.1) и (5.2).

Для вычисления геометрических параметров используемых в формуле (5.3)

где N – количество этажей, шт.; В – длина здания, м; h, A – см. исходные данные.

6.1.Порядок работы

Для нескольких значений этажности (N=3, 5, 9, 12, 16 этажей) произвести расчёт по формулам (5.1) – (5.4) величины qh . Результаты свести в таблицу

(прил. 2).

12

По результатам расчётов построить график зависимости удельных теплопотерь здания от этажности. Выбрать из рассчитываемых вариантов здание с этажностью, соответствующей минимальным теплопотерям.

Задача №6 Определение экономически выгодной толщины теплоизоляции

трубопровода тепловой сети

6.1.Задание. Для заданных значений диаметра трубопровода и температуры теплоносителя рассчитать экономически целесообразную толщину теплоизоляции с учётом капитальных и эксплуатационных затрат.

6.2.Исходные данные:

наружный диаметр трубопровода dн , м;

среднегодовая температура теплоносителя ср ,°С;

коэффициент теплопроводности теплоизоляции из , Вт м С ;

стоимость теплоизоляционного материала Sиз , р.м3 ;

стоимость защитного покрытия Sпок , р.м2 ;

коэффициент теплоотдачи от поверхности трубопровода к наружному воздуху н, Вт( м2 С );

стоимость теплоты Sтепл, р.ГДж;

среднегодовая температура окружающей среды tO , °С.

6.3.Расчётные зависимости

Наружный диаметр изолированного трубопровода dиз , м, определяем по формуле

где dиз – наружный диаметр изолированного трубопровода, м; н – коэффициент

( н =11.3Вт(м2 С)); из ,dн – см. исходные данные.

13

Годовые потери теплоты одним метром трубопровода qн , (Вт час)(м год) определяем по формуле

(6.3)

где ср , to – см. исходные данные; n – продолжительность работы тепловой сети в течение года, час; R – см. формулу (6.2).

Годовую стоимость тепловых потерь Sгодтепл ,р.(год м) определяем по формуле

где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,12; рн – годовые амортизационные отчисления от стоимости изоляции,

равные 0,08; Sгодтепл – см. формулу (6.4); К – см. формулу (6.5).

6.4.Порядок работы

Задаёмся несколькими значениями толщины теплоизоляционного слоя

из =0,05; 0,07; 0,08; 0,1; 0,12; 0,14 м. Проводим расчёт по формулам (6.1) – (6.8)

для одного метра трубопровода. Результаты расчета сводим в таблицу (прил. 3). По результатам таблицы (прил. 3) построить график зависимости

приведенных годовых затрат от толщины теплоизоляции трубопровода.

Задача №7 Обоснование экономическойцелесообразности применения

энергосберегающей лампы освещения

7.1.Задание. Рассчитать срок окупаемости энергосберегающей лампы освещения за счёт экономии электроэнергии по сравнению с лампой накаливания.

14

Задача №8 Расчёт оплаты за отопление попоказаниям радиаторных

распределителей теплоты

8.1.Задание. Рассчитать оплату за отопление для двух квартир в жилом доме, оборудованном радиаторными распределителями тепла.

8.2.Исходные данные:

показания общедомового счётчика Ncч , ГДжгод;

сумма показаний всех распределителей Еобщ , ед.;

стоимость тепловой энергии Sтепл , р.ГДж;

оплата за отопление по нормативу Sнорм, р.(год м2 );

площадь квартир Fкв1, м2, Fкв2 ,м2;

сумма единиц потребления, зафиксированных распределителями теплоты квартир, Екв1, ед.,Екв1, ед.;

площадь квартир, по которым отсутствуют показатели распределителей Fотс , м2;

общая отапливаемая площадь Fобщ , м2.

8.3.Расчётные зависимости

Сумма для распределения S, рубгод, рассчитывается по формуле

Удельный показатель оплаты регулируемой части затрат Sруд , р./(ед.год),

вычисляется по формуле

отсутствуют показатели распределителей, м2.

16

Оплата за отопление отдельный квартиры Sкв , р./год, рассчитывается по формуле

зафиксированных распределителями теплоты квартиры, ед; Sруд , Sнуд – см.

формулы (8.3), (8.4).

8.4.Порядок работы

Используя формулы (8.1) – (8.5) рассчитать оплату за отопление с учётом показаний радиаторных распределителей для двух квартир.

Задача №9 Расчёт экономии электроэнергии при установке

частотно-регулируемого привода в системе водоснабжения

9.1.Задание. Рассчитать предполагаемую экономию электрической энергии при установке частотно-регулируемого привода (ЧРП) у насосов системы водоснабжения, характеризующейся неравномерным водоразбором в течение суток.

9.2.Исходные данные:

график подачи воды по часам суток;

потребляемая электрическая мощность насоса Nнас, кВт ;

стоимость электрической энергии SЭ.Э , р.кВт ч.

9.3.Расчётные зависимости

Количество оборотов электродвигателя насоса n определяет расход G, напор Н и потребляемую электрическую мощность Р. Эти величины связаны между собой соотношениями:

Численные значения вышеперечисленных величин, рассчитанные по формуле (9.1) приведены в прил. 4.

Относительная экономия электрической энергии при установке ЧРП, Э, %, рассчитывается по формуле:

где Рi – относительная потребляемая мощность насоса, при соответствующем расходе Gi (прил. 4); ti – продолжительность периода работы насоса с расходом Gi , ч.

17

Стоимость сэкономленной электрической энергии за год SЭ ,р.год, рассчитывается по формуле

Э – относительная экономия энергии при установке ЧРП, %; SЭ.Э – стоимость электрической энергии, р.кВт ч.

Среднесуточный относительный расход можно Gср.сут., %, определить по

где Gi, ti – значение относительного расхода насоса и время работы с таким расходом соответственно (прил. 4)

где Gmax – максимальный расход за сутки, %; Gср.сут. – см. формулу (9.3).

9.4.Порядок работы

На заданном графике подачи воды кривую заменить на ступенчатую гистограмму по среднему расходу за двухчасовые интервалы времени (рис. 9.1). Над «ступеньками» гистограммы написать цифры, соответствующие среднему расходу за каждый двухчасовой промежуток времени.

Рис. 9.1. График расхода холодной воды:

1 – кривая расхода воды в течении суток; 2– ступенчатая гистограмма

Выполнить вычисления, используя формулы (9.1) – (9.4). По полученным результатам расчётов с различными исходными данными построить график, отражающий зависимость относительной экономии электрической энергии от коэффициента суточной неравномерности.

18

Задача №10 Расчёт экономической целесообразности установки

электрического бойлера

10.1.Задача. Рассчитать себестоимость горячей воды при установке в квартире электрического ёмкостного водонагревателя (бойлера) и сделать вывод о целесообразности децентрализованного горячего водоснабжения (с установкой бойлера) в сравнении с централизованным горячем водоснабжением.

10.2.Исходные данные:

тариф на горячую воду SГВ, р.м3 ;

тариф на электрическую энергию SЭЭ, р./ кВт ч;

тариф на холодную воду SXВ, р./м3;

температура холодной воды tХВ, С ;

температура горячей воды tГВ , С .

10.3.Расчетные зависимости

Стоимость горячей воды при нагреве электрическим бойлером ZГВ , р./м3, определяется по формуле

где SXВ – см. исходные данные, р./м3.

10.4. Порядок работы

Провести расчёты по формулам (10.1) – (10.3). Полученное значение стоимости горячей воды ZГВ сравнить с тарифом на горячую воду при централизованном теплоснабжении. Сделать вывод о целесообразности установки электрического бойлера.

По результатам расчёта всей группы построить график зависимости стоимости горячей воды ZГВ от разности температур tГВ tХВ .

19

Задача №11 Расчёт солнечных коллекторов

11.1.Задание. Рассчитать требуемую площадь солнечных коллекторов, предназначенную для нагрева горячей воды для заданного климатического района.

11.2.Исходные данные:

район строительства;

расчётная температура холодной воды tХВ , С ;

расчётная температура горячей воды tГВ , С ;

расход воды на одного человека qГВ ,л /(сут чел);

количество человек m, чел.

11.3.Расчётные зависимости

горизонтальную поверхность [4].

Перепад температур между средней температурой теплоносителя в

окружающей среды, величины солнечного потока) ориентировочно может быть рассчитан по формуле

(11.3)

где ηо – КПД коллектора при T 0 (измеряется производителем, зависит от пропускной способности стекла и поглощательной способности абсорбента). В

кДж(кг С).

20