Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергоэффективность объектов строительства. Курс лекций по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство»
.pdf
Отапливаемый объем здания без чердачного перекрытия определяется
умножением площади наружного вертикального поперечного сечения на
длину, включая толщину торцевых стен. Выступающие архитектурные детали и ниши не учитываются. При наличии отапливаемых подвалов к общему отапливаемому объему здания добавляется 40 % объема отапливаемых подвалов.
Удельные тепловые характеристики зависят от назначения и местоположения з
ограждения 1 м
д
аний, их наружного объема. Они определяют теплопотери через
3
объема здания при разности температур наружного и внут-
реннего воздуха 1
С в единицу времени. Значения удельных характеристик
для различных зданий представлены в справочной литературе [24, 25].
Если расчетная температура наружного воздуха отличается от температуры, при которой приводится значение отопительной характеристики, то вносится поправка (коэффициент
), значения которой приведены в [24, 25].
k
q
Расчет максимальной часовой тепловой нагрузки, кВт или ккал/ч, здания по отоплению производится по формуле
где
р
Q =
qV
о
удельные теплопотери здания, зависящие от характера произ-
– q
o
водства, объема или назначения помещений, Вт/(м
3
ккал/(м
– объем задания по наружному обмеру, м3;
V
коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного
–
k
t
·чС);
р
(
t –
o
р
t )
в
н
, (5.17)
kk
tq
3
С) или
воздуха на теплопотери;
поправка к отопительной характеристике, учитывающая отли-
–
k
q
чие расчетной температуры наружного воздуха от температуры, при которой приводится справочное значение
На практике коэффициент
для общественных зданий рассчитывается
k
t
.
q
o
по формуле
р
=0,54+22/(
k
t
t –
р
t ). (5.18)
в
н
Для промышленных объектов значение этого коэффициента выбираются в интервале 1–1,6.
Запишем формулу (8.12) с учетом теплопоступлений:
Q
Q =
о
здесь
р
QQ
огр ТП
Q
ТП
инф
1
Q
огр
=
Qk C
огр t
=
qV
р
(
t –
o
р
t )
kk Q
в
qt
н
– суммарные теплопоступления в помещение.
71
; (5.19)
ТП
По формуле (8.14) производится расчет максимальной тепловой
р
нагрузки, кВт или ккал/ч, здания на отопление с учетом теплопоступлений
от людей и технологического оборудования промышленных зданий.
Текущий расход тепловой энергии на отопление, кВт или ккал/ч, прини-
мают равным максимальному при температуре наружного воздуха ниже
расчетной и пропорциональным разности температур
туре наружного воздуха
выше расчетной:
t
н
р
tt
вн
при темпера-
o о
р
QQ
р
tt
()
вн
ttkt
вн н
kt
рр
н
t
t
. (5.20)
Нормируемое количество теплоты, потребляемой на отопление, за лю-
бой период времени, кВт·ч или Гкал, определяется по формуле
ср
i
н
t
t
, (5.21)
i
где
–
n
i
ср
i
t –
н
длительность
средняя за
i-й период температура наружного воздуха.
рср
tt
ср р
i
QQ n
оо
()
вн
tt kt
вн н
i
рр р
kt
i-го периода, ч;
Нормируемое количество теплоты, кВт·ч или Гкал, потребляемой на
отопление, за отопительный период:
рср
()
tt
от р
QQ Qn
[]
оо ТП
вн
рр р
ttkt
вн н
ср
kt
t
н
t
, (5.22)
o
где
расчетные теплопотери через ограждения (стены, пол, пере-
о
р
Q –
крытия, окна, и др.), кВт или ккал/ч;
р
ср
t и
н
t –
в
р
t –
н
–
n
o
расчетная температура воздуха в помещении,
средняя и расчетная температуры наружного воздуха в отопи-
тельный период,
С;
длительность отопительного периода, ч.
С;
Если часть времени система отопления работает со сниженной нагруз-
кой, то
рср рср
() ()
tt tt
от р р
QQ Qnn Q Qn
где
n
( )( ),
оо ТПo1 оТП1
– коэффициент снижения нагрузки;
длительность работы системы отопления со сниженной нагруз-
–
1
вн вн
рр рр
tt tt
вн вн
кой, ч.
72
(5.23)
Влияние теплопоступлений в формулах (8.12) и (8.15) – (8.17) учиты-
вают при корректировке удельных теплопотерь здания
.
q
o
Расчет максимальной часовой тепловой нагрузки здания для обеспечения работы системы вентиляции, кВт или ккал/ч, производится по формуле
где
р
Q =
q
в
удельная вентиляционная характеристика здания, зависящая от
–
q
в
характера производства или назначения помещений, Вт/(м
или ккал/(м
3
·чС).
V
в
рр
ttk
внq
, (5.24)
3
С)
Расход тепловой энергии на вентиляцию принимают равным максимальному при температуре наружного воздуха ниже расчетной и пропорциональным разности температур при температуре наружного воздуха
t
н
, от-
личающейся от расчетной:
Q
в
рр р р
= [
вв н в н
/Qt t t t
]. (5.25)
Нормируемое количество теплоты, потребляемой в системе приточной
вентиляции, за любой период времени, кВт·ч или Гкал, определяется по
формуле
ср
где
i
Q = [
в
– длительность i-го периода, ч.
m
i
рр cр рр
Qt t t t
вв н в н
i
/
]
, (5.26)
m
i
Нормируемое количество теплоты, потребляемой в системе вентиляции,
за отопительный период
где
m,
m
р cр
tt
от
Q =
в
,
m
1
длительность работы системы вентиляции соответ-
–
2
р
Q m +
в
ственно при
р
вн
Qm
в 1
рр
tt
вн
р
<
t ,
t
н
t
н
н
+
р
≥
t и при отключенных вентиля-
н
р cр
tt
р
вн
Qm
1 в 2
рр
tt
вн
, (5.27)
торах, ч;
коэффициент снижения нагрузки, принимаемый в ин-
–
1
тервале 0,15–0,20.
Теплопотребление и расход тепловой энергии за определенный период
времени системой кондиционирования воздуха рассчитываются в зависимости от применяемой технологии тепловлажностной обработки воздуха, которая определяется расчетными параметрами наружного воздуха и требуемыми параметрами приточного воздуха, подаваемого в обслуживаемое помещение.
Суточный расход горячей воды
сутки наибольшего водопотребления
, м3/сут, и расход горячей воды за
г.вс
н.в
G , м
г.вс
3
/сут, вычисляются по форму-
лам:
73
где
K
K
K
K
н
()
GN
г.вс
i
3
/сут;
н
G –
г.вс
G
г.вс
=
норма расхода горячей воды одним
среднего водопотребления, м
N – число i-х потребителей воды в здании;
, (5.28)
i
i-м потребителем в сутки
где
сут
G –
= 1,1…1,3 –
н.н.в
г.вс
н.в
G =
г.вс
норма расхода горячей воды одним
сутки наибольшего водопотребления, м
коэффициент суточной неравномерности потребления
н.н.в
()
GN
г.вс
i
i
=
сут г.вс
н
()
GN
i
=
i
, (5.29)
G
сут г.вс
i-м потребителем в
3
/сут;
воды, учитывающий неравномерность расхода воды по
дням недели, сезону;
Суммирование проводится по всем видам потребителей, расположен-
ных в одном здании.
Средний расчетный расход горячей воды
р
G , м
г.вс
3
/ч, вычисляется по
формуле
р
G =
г.вс
н.н.в
()
GN
г.вс
i
i
/24 =
()KG
сут г.вс
/24. (5.30)
Максимальный расчетный расход горячей воды в системе горячего во-
3
доснабжения, м
/ч:
G
г.вс
=
чг.вс ч г.вс
н.н.вр
()/24
GN KG
i
i
, (5.31)
где
= 1,2…6,3 –
K
ч
коэффициент часовой неравномерности потребления
воды, учитывающий неравномерность потребления
воды по часам суток и зависящий от числа жителей в
населенном пункте.
Средняя тепловая нагрузка при горячем водоснабжении, кВт, определя-
ется по формуле
где
ср
Q =1,2
г.вс
теплоемкость воды, кДж/(кг·К);
–
с
р
–
t
г.в
t
х.в
температура горячей воды,
температура холодной воды, подаваемой в систему горячего во-
–
[
с
р
доснабжения источника,
системе горячего водоснабжения составляют 60/5
н.н.в
()/24
GN
г.вс
i
](
i
С;
С (расчетные температуры
tt
г.вх.в
)/3600, (5.32)
t
С);
1,2 – коэффициент, учитывающий потери теплоты в трубопроводах
внутри здания.
74
г.в
/
в
t
х.в
Максимальная тепловая нагрузка при горячем водоснабжении, кВт:
K
Z
Z
max
Q =
г.вс
cр
Q . (5.33)
чг.вс
Расчет годового расхода теплоты на горячее водоснабжение, кВт·ч/год,
производится по формуле
л
г.вх.в
з
г.вх.в
, (5.34)
=
n
o
где
год
Q =
г.вс
– продолжительность отопительного периода, ч (
n
o
л
t –
х.в
з
t –
х.в
0,8 –
здесь
температура холодной воды летом (принимается равной
+15
С);
температура холодной воды зимой (принимается равной
+5
С);
коэффициент, учитывающий снижение потребления горячей
– продолжительность отопительного периода, сут);
oт
воды летом.
cр
Qn+0,8
г.вс o
cр
Q (8400 –
г.вс
tt
)
n
o
tt
Нормирование потребления энергоресурсов
в промышленности
oт
·24,
Для промышленных потребителей топливно-энергетических ресурсов
разрабатываются нормы расхода топлива, тепловой и электрической энергии, воды, сжатого воздуха и других газов на производство единицы продукции.
Суммарное нормирование ТЭР осуществляется в виде обобщенного
удельного показателя, представляющего собой потребление энергоресурсов, выраженное в условном топливе на единицу продукции (т.у.т. на единицу продукции).
Производство продукции мо
3
ницах (шт., т
и др.) или в денежном исчислении (руб.). Также может ис-
, м
жет быть представлено в физических еди-
пользоваться такой показатель, как доля финансовых затрат за потребленные энергоресурсы в себестоимости продукции (руб./руб.).
При разработке норм расхода ТЭР необходимо:
разрабатывать нормы на всех уровнях планирования по видам про-
дукции и видам работ, согласованных с вышестоящей организацией;
учитывать условия производства, достижения научно-технического
прогресса, план проведения организационно-технических мероприятий,
предусматривающие рациональное и эффективное использование топлива,
тепловой и электрической энергии;
75
систематически пересматривать нормы расхода ТЭР с учетом плани-
руемого и технического развития производства, достигнутых наиболее
экономичных показателей использования ТЭР;
учитывать способность максимальной мобилизации внутренних ре-
зервов экономии топлива, тепловой и электрической энергии.
Нормы расхода топлива, тепловой и электрической энергии в производ-
стве классифицируются по следующим основным признакам:
по степени агрегации – индивидуальные и групповые;
по составу расходов – технологические и общепроизводственные;
по периоду действия – годовые, квартальные и месячные.
Индивидуальной называется норма расхода топлива, тепловой и элек-
трической энергии на производство единицы продукции, которая устанавливается по типам или отдельным топливно- и энергопотребляющим агрегатам, установкам, машинам (паровые и водогрейные котлы, печи и др.),
технологическим схемам применительно к определенным условиям производства продукции (работы) на уровне предприятия.
Групповой называется норма расхода топлива, тепловой и электриче-
ской энергии на производство планируемого объема одноименной продукции.
Технологической называется норма расхода топлива, тепловой и элек-
трической энергии, которая учитывает их расход в основных и вспомогательных технологических процессах производства данного вида продукции
(работы), расход на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, на их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев,
а также технически неизбежные потери энергии при ра
технологи
Общепроизводственной называется норма расхода тепловой и элек-
ческих агрегатов и установок.
боте оборудования,
трической энергии, которая учитывает расходы на проведение основных и
вспомогательных технологических процессов, на вспомогательные нужды
производства (общественное цеховое и заводское потребление на отопление, вентиляцию, освещение и др.), а также технически неизбежные потери
энергии в тепловых и электрических сетях предприятия (цеха), которые относятся к производству данной продукции (работы).
В нормы расхода топлива, тепловой и элек
должны
включаться затраты этих ресурсов, вызванные отступлением от
трической энергии не
принятой технологии, режимов работы, несоблюдением требований к качеству сырья и материалов, и другие нерациональные затраты.
Системой норм предусматривается разработка нормативов предельного
расхода ТЭР, которые должны способствовать реализации достижений
научно-техническог
о прогресса при
проектировании и разработке машин,
агрегатов и оборудования, а также при стандартизации энергоемкого оборудования.
76
Норматив предельного расхода ТЭР является расчетным показателем
расхода топлива, тепловой и электрической энергии на единицу продукции
(работы), производимой машинами, агрегатами и оборудованием с учетом
лучших мировых достижений научно-технического прогресса.
Широкое распространение получили два разных способа разработки
норм расхода ТЭР: прямым счетом для планируемых условий производства
и расчетом расхода ТЭР от фактически достигнутого уровня. Последни
способ
широко применяется при планировании «сверху вниз».
й
Нормы расхода ТЭР разрабатываются расчетно-аналитическим, опытным или расчетно-статистическим методом [25].
Основным методом разработки норм является
. Он предусматривает определение норм расхода топлива, тепловой и
ский
расчетно-аналитиче-
электрической энергии расчетным путем по статьям расхода на основе прогрессивных показателей использования этих ресурсов в производстве.
Опытный метод разработки норм заключается в определении удельных
затрат топлива, тепловой и электрической энергии по данным, полученным
в результате испытаний (эксперимента). Он применяется для разработки индивидуальных норм. При этом оборудование должно быть в технически исправном состоянии и отлажено, а технологический процесс должен осуществляться в режимах, предусмотренных технологическими регламентами
или инструкциями.
В те
х случаях, когда не представляет
ся возможным использовать для
разработки норм расчетно-аналитический и опытный методы, применяется
расчетно-статистический метод на основе анализа статистических данных
за ряд предшествующих лет о фактических удельных расходах топлива, тепловой и электрической энергии и фактов, влияющих на их изменение.
При разработке индивидуальных норм расхода ТЭР возможно одновре-
менное пр
именение опытного и
расчетных методов, при определении групповых норм совместно применяются расчетно-аналитический и расчетностатистический методы.
Расчетно-аналитический метод является наиболее прогрессивным методом определения норм, обеспечивающих научную обоснованность и необходимую точность расчетов. При определении норм расчет ведется по статьям расхода, которые обусловлены в основном технологическим процессом производства данного вида продукции или работы. Это дает возможность достаточно хорошо учесть очевидные процессы пр
всегда
позволяет выявить глубинные связи, которые обусловливают рас-
оизводства, но не
ходы энергоресурсов. Поэтому данному методу должен предшествовать
теоретический анализ производственных процессов в целях выявления основных факторов и зависимостей, обусловливающих определенный
уро-
вень использования энергоресурса.
77
Расчетно-статистический метод применяется при определении норм
расхода ТЭР с ограничениями, установленными директивными документами. Эти ограничения вызваны тем, что сам метод не дает возможности
непосредственно управлять потреблением ресурсов и часто применяется неграмотно, без анализа всех возможностей по снижению норм. Однако этот
метод должен обязательно использоваться при разработке групповых норм
и мож
норм расхода ТЭР осуществляется в условиях неполной определенности.
Вероятностный характер этой задачи, обусловленный тем, что норма расхода формируется под воздействием большого числа факторов, многие из
которых нельзя учесть, определяет необходимость использования для ее решения методов прогнозирования, в частности формальных методов экономико-стат
ляются:
т быть полезным при создании индивидуальных норм. Разработка
е
истическо
Основными исходными данными для определения норм расхода ТЭР яв-
го прогнозирования.
данные первичной технической и технологической документации;
сведения из технологических регламентов и инструкций, результаты
экспериментально проверенных энергобалансов и нормативные характеристики энергетического и технологического оборудования, сырья, паспортные данные оборудования, нормативные показатели, характеризующие
наиболее рациональные и эффективные условия производства;
данные об объемах и структуре производства продукции;
данные о плановых и фактических удельных расходах ТЭР за про-
шедшие годы;
данные по удельным расходам передовых отечественных и зарубеж-
ных предприятий;
сведения, содержащиеся в плане организационно-технических меро-
приятий по экономии ТЭР.
Нормативные эксплуатационные технологические затраты
и потери тепловой энергии в тепловых сетях
Нормирование технологических затрат и потерь при передаче тепловой
энергии проводится в целях обоснованного определения затрат ресурсов
при расчете тарифа на услуги по передаче тепловой энергии и анализа состояния оборудования тепловых сетей и режимов работы системы централизованного теплоснабжения.
К нормативным эксплуатационным технологическим затратам ресурсов
при передаче тепловой энергии относятся:
затраты и потери теплоносителя (сетевой воды, пара) в пределах
установленных норм;
потери тепловой энергии через теплоизоляцию трубопроводов и кон-
структивные элементы тепловой сети;
78
потери тепловой энергии с утечками теплоносителя;
L
затраты электрической энергии на привод оборудования, обеспечива-
ющего функционирование систем транспортировки тепловой энергии и
теплоносителей.
В качестве исходных данных при составлении нормативных технологических потерь и затрат используются результаты испытаний, обязательных
энергетических обследований тепловых сетей, данные приборного учета
тепловой энергии и теплоносителя, результаты анализа других отчетных и
статистических материалов.
Нормативные потери теплово
й энергии при
транспортировке теплоты в
тепловых сетях включают в себя две составляющие:
потери тепловой энергии за счет теплопередачи через теплоизоляци-
онные конструкции трубопроводов и арматуру систем транспортировки;
потери тепловой энергии с утечками теплоносителя.
Значения тепловых потерь за счет теплопередачи через теплоизоляционные конструкции трубопроводов по проектным нормам для среднегодовых условий функционирования тепловой сети определяются в зависимости
от способа прокладки трубопроводов.
Для трубопроводов подземной прокладки расчет часовых тепловых потерь, ГДж/ч или Гкал/ч, производится по формуле
где
под
q –
п
i
под
q –
о
i
под
–
ij
N
i
под
(
q
+
qL
п
i
1
под
Q =
удельные часовые тепловые потери подающего трубопровода
i-го диаметра, кДж/(м
·ч)
удельные часовые тепловые потери обратного трубопровода
i-го диаметра, кДж/(м
длина отдельного
·ч)
j-го участка трубопровода i-го диаметра в
M
под под
)
о
iij
j
β·10-6, (5.35)
1
или ккал/(м·ч);
или ккал/(м·ч);
двухтрубном исполнении, м;
N – число участков i-го диаметра;
M – число j-х участков сети, имеющих трубопроводы i-го диа-
метра;
β – коэффициент местных потерь, учитывающий потери в запор-
ной арматуре, компенсаторах и др.
Удельные часовые потери зависят от диаметра трубопровода и определяются пересчетом табличных значений норм удельных часовых тепловых
потерь на фактические среднегодовые условия функционирования тепловой
сети (или условия за другой нормируемый период):
под
q =
п
нпод
qk ; (5.36)
п п
i
i
79
где
x
под
q =
о
y
н
q
п
i
,
q –
н
о
нормативные удельные тепловые потери соответ-
i
ственно подающего и обратного трубопроводов водя-
нпод
qk , (5.37)
о о
i
i
ных тепловых сетей (или паропровода и конденсатопровода паровых сетей) применительно к среднегодовым условиям работы, кДж/(м·ч) или ккал/(м·ч);
под
k и
п
под
k –
о
коэффициенты пересчета нормативных потерь на фактические среднегодовые условия (они могут отличаться от среднегодовых условий, при которых приве-
н
дены нормативные потери
q ,
н
q ) эксплуатация сети
п
о
i
i
или средние условия эксплуатации сети за любой нормируемый период времени.
Значения
н
q ,
п
н
q принимаются по нормам проектирования тепловой
о
i
i
изоляции для трубопроводов тепловых сетей. Коэффициенты пересчета вычисляются по формуле
где
ср.год
t ,
п
ср.год
t ,
о
ср.год
t
гр
ср ср ср
tt t
под
k =
п
под
k =
о
среднегодовые температуры соответственно теп-
по гр
ср.год ср.год ср.год
tt t
по гр
2
, (5.38)
2
лоносителя в подающей и обратной линиях теп-
–
ловой сети и грунта (на уровне заложения трубопроводов);
ср
t ,
о
ср
t
гр
средние за нормируемый период температуры
–
ср
t ,
п
соответственно теплоносителя в подающей и обратной линиях тепловой сети и грунта.
Если в качестве нормируемого периода принимается год (для отопитель-
ных систем – отопительный период), то формула (8.33) преобразуется к виду:
где
ср.год
t ,
п.табл
ср.год
t ,
о.табл
ср.год
t
гр.табл
под
k =
п
–
ср.год ср.год ср.год
под
k =
о
tt t
tt t
по гр
ср.год ср.год ср.год
п.табл о.табл гр.табл
среднегодовые температуры соответственно
2
, (5.39)
2
теплоносителя в подающей и обратной линиях
тепловой сети и грунта, принятые при расчете
норм.
Для трубопроводов надземной прокладки нормируемые тепловые потери, Гкал/ч или ГДж/ч, вычисляются раздельно для подающего и обратного
трубопроводов по формулам:
KL
над
Q =
п
над над 6
qL
п
iij
11
ij
80
; (5.40)
·1 0
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]