Экономическая оценка технических решений. Учебное пособие для практических занятий магистрантов специальностей 270800 «Строительство», магистерской пр

Анализ ВТР методом позонных тепловых балансов позволил решить ряд

инженерных прикладных задач по расчету и анализу ряда схем систем ОВК.

Применительно к задачам вентиляции и кондиционирования воздуха получены зависимости для расчета значения коэффициента эффективности воздухообмена Kt необходимого для расчета расхода приточного воздуха в помещениях.

В помещениях с тепловыделениями с помощью Kt устанавливается связь между температурой приточного воздуха, воздуха в обслуживаемой, рабочей

(6.3)

где: ty, tпр, tрз – температура воздуха удаляемого, приточного и в рабочей, об-

служиваемой зоне помещения соответственно;

K = (tу - tрз)/(tу - tрз) – температурный симплекс (t – температура поверх-

ности в соответствующей зоне);

aл, fл, am, fm – коэффициенты и площади поверхности лучистого и турбу-

лентного теплообмена соответственно;

y, f и b – доля конвективного тепла источников, доля лучистого тепла источников, направленная в рабочую, обслуживаемую зону, доля конвектив-

ного тепла источников, ассимилируемая воздухом в рабочей зоне;

cp и G0 – теплоемкость и расход приточного воздуха соответственно.

Формула (6.3) является универсальной; она пригодна для различных схем организации воздухообмена в помещениях: для схемы перемешиваю-

щей вентиляции (MV) и схемы вытесняющей вентиляции (DV).

Структура формулы (6.3) имеет определенный физический смысл: пер-

вое слагаемое знаменателя показывает долю теплоты источников тепловыде-

лений, непосредственно влияющую на температуру воздуха в обслуживаемой

71

зоне помещения, второе характеризует лучистый теплообмен в помещении и третье – турбулентный теплообмен.

Для случаев MV и DV значения am будут различны. Для MV, когда в помещении формируется единая зона циркуляции, турбулентный теплообмен

определяется интенсивностью перемешивания воздуха приточными струями:

где: Gсmр – расход в приточной струе месте входа ее в рабочую, обслуживае-

мую, зону помещения.Обозначим через m следующее соотношение:

m и F0–кинематическая характеристика и площадь воздухораспреде-

h и hрз – высота расположения воздухораспределителя и высота ра-

бочей зоны.

Анализ формул показывает, что для случаев MV практически значение

Kt близко к 1 (в пределах точности исходных данных).

Для DV, когда в помещении формируется градиент температуры воздуха по высоте, турбулентный теплообмен определяется величиной градиента и числом

здесь: Am – коэффициент турбулентного обмена между зонами при градиенте температуры воздуха по высоте помещения: Am = A0[1 + 10/3 (Ri)]-3/2, (6.9)

где: A0, коэффициент турбулентного обмена в отсутствии стратификации

A0 ~ 0,35.

72

Анализ формул показывает, что для случаев DV, лучистый и турбулент-

ный теплообмен между зонами в помещении существенно влияет на величи-

ну Kt, уменьшая его значение примерно в 1,5–2 раза для помещений неболь-

шой высоты (3–5 м). Если не учитывать данное обстоятельство, то можно прийти к существенному завышению эффективности DV.

Использование метода позонных тепловых балансов (совместно с расче-

том воздухораспределения) позволяет обоснованно выбрать эффективную схему организации воздухообмена в помещении для конкретных условий,

обеспечивающую минимизацию воздухообмена и энергетических затрат.

Применительно к задачам отопления получены зависимости для расчета нагрузок систем лучистого отопления помещений и обогрева отдельных зон и рабочих мест в неотапливаемых помещениях и на открытом воздухе.

Расчетная тепловая нагрузка на систему лучистого отопления Qот опре-

деляется по формуле:

Qот = С (Qmn + Qинф - Qвн), (6.10)

где: Qmn – «стандартные» теплопотери помещения через наружные огражде-

ния;

Qинф – расход тепла на нагрев наружного воздуха (инфильтрация и вен-

тиляция неподогретым воздухом);

Qвн – внутренние тепловыделения в помещении, в т. ч. теплопоступле-

ния от дополнительных, например дежурных систем отопления.

73

Поправочный коэффициент С учитывает допустимое снижение температу-

ры внутреннего воздуха в рабочей зоне и ее распределение по высоте помеще-

ния при лучистом отоплении. Значение этого коэффициента определяется по графику в зависимости от комплексных показателей Р и М:

P = Kp - 3Qвн/(А•В•Н (tрз - tн)), (6.11)

где: Кр – кратность инфильтрационного воздухообмена, 1/ч;

А, В, Н – длина, ширина и высота отапливаемого помещения соответ-

ственно:

где: Квз, Кнз – средневзвешенные по площадям отдельных наружных огражде-

ний коэффициенты теплопередачи для зон помещения, расположенных соот-

ветственно выше и ниже излучателей.

Анализ приведенного графика показывает, что расчетная тепловая нагруз-

ка систем лучистого отопления отличается, как правило, в меньшую сторону от нагрузки традиционных систем воздушного отопления при правильном их устройстве на 15–20 %. Вместе с тем подтверждено практикой, что газовое лу-

чистое отопление позволяет в 2 и более раз сократить затраты энергии на отоп-

ление. Такой результат достигается за счет хорошей управляемости системы и выполнения условий минимизации энергозатрат, сформулированной в начале статьи.

Управляемость систем ОВК является сегодня основным фактором сниже-

ния эксплуатационных энергетических затрат. Пособие к МГСН 2.01-99, вы-

пуск 1, рекомендует при определении потребности в тепле жилых зданий за отопительный период применять коэффициент эффективности автоматического регулирования подачи тепла. Величина этого коэффициента изменяется в 2 раза при использовании систем отопления без термостатов и без автоматического регулирования на вводе в здание и при использовании систем отопления с тер-

мостатами, пофасадном автоматическим регулированием на вводе или поквар-

тирной системой отопления.

75

Большие возможности экономии энергии могут быть реализованы в систе-

мах вентиляции промышленных зданий при организации их эксплуатации в режиме переменного расхода воздуха.

76

Список использованных источников литературы

1. Глебов И.Т., Глухих В.В., Назаров И.В. Научно-техническое творчество:

Учеб. пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т., 2002.– 264 с.

2. Евланов Л.Г. Теория и практика применения решений – М.: Экономика,

1984.

3. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения, Московский рабочий, 2-е изд.:

1973.

3.Шиян Г.М. Основы бизнеса в теплогазоснабжении и вентиляции (ТГВ).

Экономический механизм управления деятельностью, Хабаровск, 2010. – 66 с. 4. Богуславский Л.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции. – М.:

Стройиздат, 1988. – 351 с.

5.Ионин А.А. Газоснабжение. – М.: Стройиздат, 1989. – 438 с.

6.Ионин А.А., Хлынов Б.М., Братенков В.Н., Терлецная Е.Н. Теплогазо-

снабжение. – М. Стройиздат, 1982. – 162 с.

7. Курицын Б.Н. Оптимизация систем теплогазоснабжения и вентиляции .-

Саратов: Издательство СГТУ, 1992, – 162 с.

8.СH 423-71 « Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве», Москва, Стройиздат, 1979.

9.СН 509-78 «Инструкция по определению экономической эффективности использования, Москва, Стройиздат, 1984.

10.Богословский В. Н, Строительная теплофизика Издательство: Высшая школа .М., 1982. – 415 с.

11.Богословский, В.Н. Тепловой режим зданий / B.Н. Богословский. – М.:

Стройиздат, 1979. – 248 с.

12.Табунщиков Ю.А., Бродач М. М. Математическое моделирование и оп-

тимизация тепловой эффективности зданий. – М.: Издательство АВОК-ПРЕСС, 2002. – 194 с.

13. Селиверстов, Г.А. Теплоустойчивость зданий / Г.А.Селиверстов. – М.:

Госстройиздат, 1946.

77

14.Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. – М., 2003.

15.Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий Москва Стройиздат, 1973. – 268 с., илл.

16.Шкловер А.М. Теплоустойчивость зданий. Москва Госстройиздат,

1952. – 168 с., илл.

17. ГОСТ 20779-75 «Экономическая эффективность стандартизации. Ме-

тоды определения. Основные положения» от 28 апреля 1975 года № 1080.

78

Контрольные вопросы к зачету для итоговой аттестации по дисциплине:

Экономическая оценка технических решений

1. Экономическая оценка технических решений (общие понятия).

2.Информационные потоки и их систематизация и обработка.

3.Планы экономических экспериментов.

4.Методы технического творчества.

5.Концепция принятия решения.

6.Основные технико-экономические параметры объекта.

7.Характеристика показателей технического уровня.

8.Квалиметрические показатели (качественные) основные характеристики.

9.Критерии развития технических объектов.

10.Технологические критерии развития.

11.Антропологические критерии развития.

12.Оптимизация технических решений.

13.Применение метода ранжирования.

14.Выбор эффективных решений.

15.Определение экономической эффективности капитальных вложений.

16.Расчет общей (абсолютной экономической эффективности.

17.Расчеты сравнительной экономической эффективности.

18.Определение основных показателей, используемых в расчетах эконо-

мической эффективности.

19.Определение показателя «чистая продукция».

20.Определение показателя «себестоимость строительно-монтажных ра-

бот» (прямые затраты).

21.Определение показателя «накладные расходы».

22.Определение показателя «прибыль».

23.Определение показателя «капитальные вложения.

24.Определение показателя «оборотные средства».

79

25.Определение показателя «продолжительность строительства

имонтажа».

26.Определение экономической эффективности использования в строи-

тельстве новой техники.

27. Определение экономической эффективности использования в строи-

тельстве изобретений.

28. Определение экономической эффективности использования в строи-

тельстве рационализаторских предложений.

29.Выбор вариантов расчета экономической эффективности.

30.Отражение экономической эффективности новой техники в нормах,

нормативах.

31.Особенности расчета экономической эффективности от использования

встроительстве изобретений и рационализаторских предложений при опреде-

лении размера авторского вознаграждения .

80