Энергоресурсосбережение в строительстве. Учебное пособие

Контрольные вопросы

1.Какие существуют требования к конструкциям тепловой изоляции трубопроводов и оборудования?

2.Перечислите факторы, которые необходимо учитывать при выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций.

3.Перечислите характеристики теплоизоляционных материалов при различных способах прокладки.

4.Поясните коэффициент уплотнения теплоизоляционных изделий, обозначение и единицы измерения.

5.Напишите формулу определения коэффициента теплопроводности основного слоя изоляции.

6.Поясните термическое сопротивление слоя, обозначение

иединицы измерения.

7.Поясните удельные потери теплоты трубопроводами, обозначение и единицы измерения.

8.Поясните экономию оплаты за тепловую энергию, обозначение и единицы измерения.

21

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО МЕРОПРИЯТИЯ

Цель практической работы – познакомиться с методом определения срока окупаемости мероприятий по энергосбережению.

2.1. Теоретическая часть

При выполнении комплекса мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности эффект от их воплощения определяется как сумма эффектов от воплощения отдельных мероприятий, если они взаимонезависимы.

Взаимонезависимым энергосберегающее мероприятие называется, если в рамках рассматриваемых условий применение одного из них не повлияет на целесообразность применения других и их эффективность.

Если доход от применения мероприятий по энергосбережению распределен по годам равномерно, то срок окупаемости рассчитывается делением единовременных затрат (инвестиций) на величину годового дохода, обусловленного ими.

Для проектов, имеющих постоянный доход через равные промежутки времени, можно использовать следующую формулу простого срока окупаемости:

DP = InvEt ,

где DР – срок окупаемости в интервалах планирования; Inv – суммы первоначальных инвестиций; Et – годовой доход от применения мероприятий по энергосбережению.

2.2. Пример расчета

Рассмотрим определение срока окупаемости на примере расчета № 1, в котором оценивается эффективность энергосбе-

22

регающего мероприятия – утепление тепловой изоляцией тепловой сети, проложенной в непроходных каналах. В примере рассмотрели два варианта прокладки трубопроводов тепловой сети: с теплоизоляцией и без нее. Тепловая сеть двухтрубная, с диаметром теплопроводов dн = 219 мм и длиной l = 500 м.

Определили экономию оплаты за тепловую энергию, сэкономленную от утепления трубопроводов, равную 752 385,8 руб./год. При определении срока окупаемости эта величина является годовым доходом.

Сумма первоначальных инвестиций складывается из затрат на материалы и монтаж тепловой изоляции трубопроводов тепловой сети. Данные принимаются по средней рыночной цене на данный период времени и заносятся в табл. 2.1.

В примере № 1 в качестве утеплителя тепловой сети принимались маты минераловатные прошивные. При выполнении расчета были получены данные по толщине утепляющего слоя – 0,1 м и размеру наружного диаметра – 435 мм.

Маты минераловатные прошивные поставляются упаковками ценою Ц = 300 руб./уп., размер материала в которых

2000×1000×50.

Утеплитель крепится в два слоя, первый внутренний слой на диаметр (0,419 + 0,435)/2 = 0,427 мм, второй наружный слой на диаметр 0,435 мм.

Определим необходимую площадь утепления по формуле:

S = π · dут · l,

где dут – диаметр утепляемого трубопровода ТС, м; l – длина утепляемого трубопровода ТС, м.

Первый слой:

S1 = 3,14 · 0,427 · 500 = 670 м2.

Второй слой:

S2 = 3,14 · 0,435 · 500 = 683 м2.

23

Суммарная необходимая площадь утепления:

S = S1 + S2 = 670 + 683 = 1353 м2.

Определить простой срок окупаемости мероприятия – замена оконных рам по формуле:

DP = InvEt = 465 900/752 385,8 = 0,619.

Результат округляем до целого числа – 1 год.

Контрольные вопросы

1.Как определить эффект комплекса мероприятий по энергосбережению?

2.Перечислите взаимонезависимые энергосберегающие мероприятия.

3.Напишите формулу определения простого срока окупа-

емости.

4.Напишите единицу измерения срока окупаемости.

24

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3. УТЕПЛЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Цель практической работы – определить эффективность тепловой изоляции тепловой сети, проложенной в непроходных каналах и бесканально.

3.1. Пример расчета № 2

Требуется определить эффективность тепловой изоляции двухтрубной тепловой сети с диаметром теплопроводов dн = = 325 мм и длиной l = 700 м, проложенной бесканально на глубине заложения оси трубопровода Н = 1,6 м в г. Новосибирске

(рис. 3.1).

Температурные режимы водяных тепловых сетей принимаются 95–70 °С, принимается качественное регулирование.

0,65 м

Рис. 3.1. Схема бесканальной прокладки двухтрубной теплосети

25

Расчетные температуры теплоносителей принимают в соответствии с п. 6.1.6 СП 61.13330.2012 [1]. Для трубопроводов водяных тепловых сетей принимают:

–для подающего трубопровода при переменной температуре сетевой воды и качественном регулировании – в соответ-

ствии с табл. 15 СП 61.13330.2012 – 65 °С;

–для обратных трубопроводов водяных тепловых сетей –

50 °С.

Основной слой изоляции – пенополиуретан. Толщина основного слоя изоляции без учета уплотнения δиз = 0,1 м. По-

кровный слой из бризола в два слоя, толщиной δпс = 0,008 м. Грунты – суглинок плотностью 1600 кг/м3 при массовой

влажности 15 %. Температура грунта: tг = 5 °С. Теплопроводность грунта определяется по табл. В.6 СП 61.13330.2012: λгр =

=1,78 Вт/(м∙°С).

Коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции определяется по табл. Б.1 СП 61.13330.2012 [1, 2] при температуре теплоносителя 20 °С и выше λиз = 0,030 + 0,00015tср,

Вт/(м∙°С).

Для подающего трубопровода при средней температуре

λиз1 = 0,030 + 0,00015 ∙ 35 = 0,035 Вт/(м∙°С).

Для обратного трубопровода при средней температуре

λиз2 = 0,030 + 0,00015 ∙ 27,5 = 0,034 Вт/(м∙°С).

При бесканальной прокладке трубопроводов теплопроводность основного слоя теплоизоляции определяется по формуле 3

СП 61.13330.2012 [1]:

λ = λиз ∙ К,

26

где λиз – теплопроводность сухого материала основного слоя, Вт/(м·К); К – коэффициент, учитывающий увеличение теплопроводности от увлажнения, принимаемый в зависимости от вида теплоизоляционного материала и типа грунта по табл. 14 СП 61.13330.2012 [1]. Тип грунта по ГОСТ 25100 – маловлажный, материал пенополиуретан – К = 1.

Для подающего трубопровода:

λ1 = λиз1 ∙ К = 0,035 ∙ 1 = 0,035 Вт/(м∙°С).

Для обратного трубопровода:

λ1 = λиз2 ∙ К = 0,034 ∙ 1 = 0,034 Вт/(м∙°С).

Термическое сопротивление основного слоя изоляции для каждой трубы:

где dиз – диаметр трубопровода с теплоизоляционным слоем, м. Термическое сопротивление покровного слоя для каждой

трубы:

где dпс – диаметр трубопровода с теплоизоляционным и покровным слоями, м.

Термическое сопротивление грунта определяется по фор-

муле В.47 СП 61.13330.2012 [1]:

27

Термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние тепловых потоков теплопроводов, при расстоянии между ними 0,65 м определяется по формуле В.48 СП 61.13330.2012:

где Н – глубина заложения оси трубопроводов; b – расстояние между осями трубопроводов.

Определим разности температур сетевой воды и грунта для подающего и обратного трубопроводов:

Удельные потери тепла подающим и обратным трубопроводами определяются по формулам В.44 и В.46 СП 61.13330.2012 [1]:

28

Суммарные удельные потери тепла обоими теплоизолированными трубопроводами:

Количество тепловой энергии, теряемой теплоизолированными теплопроводами длиной l = 700 м:

При неизолированных теплопроводах суммарное термическое сопротивление будет равно термическому сопротивлению грунта, определяемому по формуле В.47 СП 61.13330.2012:

Удельные потери тепла подающим и обратным неизолированными трубопроводами определяются по формулам В.44

и В.46 СП 61.13330.2012 [1]:

29

Суммарные удельные потери тепла:

Количество тепловой энергии, теряемой неизолированными теплопроводами длиной l = 700 м:

Экономия тепловой энергии от утепления трубопроводов:

∆Q = Qнеиз – Q = 222 740 – 28 322 = 194 418 Вт.

Количество теплоты, сэкономленной за отопительный пе-

риод:

или

или

Экономия оплаты за тепловую энергию, сэкономленную от утепления трубопроводов в год, руб., находится по формуле:

фициенты, учитывающие фактические и климатические условия для отопительного периода, остаточную неотрегулированность системы, потери теплоты в наружных стенах соответственно.

30