Пример 1.7.1

Исходные данные для расчета:

– площадь производственного участка S = 150 м²,

– высота помещения Н = 8 м,

– количество часов отопительного сезона в году М = 4700 ч,

– удельный расход топлива на 1 м³ q = 20 ккал.м^-3ч,

– тепловая отдача 1кг пара i = 540 ккал.кг^-1,

– цена 1 т пара с = 16 000 р,

– количество станков n = 13 шт,

– обогреваемая площадь одним обогревателем j_s = 8 – 12 м²,

– стоимость 1кВт.ч электроэнергии с = 173 р,

– электроэнергия, потребляемая одним ИК-обогревателем р₀ = 1,6 кВт.ч,

– площадь, занимаемая станками вместе с проходами и проездами S_n = 100 м².

Определяем теплотворную способность пара, необходимого для обогрева производственного помещения в течение года

В кВт.ч это составит

Р_эл = 112,8·10⁶ · 11,64 · 10^-4 = 131299 кВт

при равенстве

1ккал = 11,64 · 10^-4 кВт.

Стоимость пара составит

С_пар = с.Р_эл. = 173 · 131299 = 22714727 р.

Количество электроэнергии для обогрева производственного помещения ИК-обогревателями

Р_эл. = к. р. М = 10·1,6 · 4700 = 75200 кВт.

Стоимость электроэнергии составит

С_эл. = с · Р_эл.= 173 · 75200 = 13009600 р.

Экономический эффект от замены системы обогрева будет

С_эк = С_пар – С_эл. = 22714727 – 1300960 = 21413767 р.

Пример 1.7.2 Потери через двери, стены, окна, потолок и пол

При отоплении классическими конвективными системами будут происходить потери тепла через двери, стены, окна, потолок и пол в отличие от обогрева ИК-обогревателями, т. к. тепло от последних направляется непосредственно в рабочую зону технологического оборудования. Практически при обогреве производственного помещения ИК-обогревателями потери тепла будут очень незначительными.Поэтому можно ограничиться лишь определением потерь тепла при конвективной системе отопления.

Открытые окна, двери или ворота являются основными источниками энергетических потерь в здании. Будь это нагретый или, наоборот, охлажденный воздух, при открытии того или иного проема он будет покидать помещение. Теплый воздух внутри помещения имеет меньшую плотность и, стало быть, легче, чем холодный воздух снаружи. Разность плотностей подразумевает разность давлений и это становится причиной перетечек воздуха при каждом открытии дверей. Холодный воздух проникает в помещение через нижнюю часть проема, вытесняя теплый воздух через его верхнюю часть. Интенсивность потока воздуха пропорциональна разности температур. Если известны температуры воздуха внутри и снаружи, то можно найти их плотность и определить расход воздуха через открытый проем. Будут теряться средства, которые затратили на нагрев или охлаждение этого воздуха. Помимо экономического аспекта необходимо принимать во внимание и человеческий фактор.

Персоналу, находящемуся поблизости от дверей, вряд ли понравятся постоянные сквозняки. Даже открытая форточка зимой может стать источником дискомфорта. А летом к потерям кондиционируемого воздуха добавятся проникающие запахи, пыль и насекомые. Простым и эффективным средством борьбы со всеми этими бедами является установка воздушной завесы. Она становится как бы невидимой дверью, которая разделяет зоны с разной температурой. Внешний воздух не проникает внутрь, а внутренний не покидает помещение. Таким образом, сокращаются потери энергии, и повышается уровень комфорта в зоне входа.

Если рассмотреть тепловой баланс производственного помещения, то станет ясно, что большая часть тепловой энергии отопительной системы идет на то, чтобы перекрыть потери тепла. Они в помещении с центральным отоплением и водоснабжением выглядят так:

– потери из-за не утепленных окон и дверей – 40 %;

– потери через оконные стекла – 15 %;

– потери через стены – 15 %;

– потери через потолки и полы – 7 %;

– потери при пользовании горячей водой – 23 %.

В среднем можно считать, что общие потери через двери, стены, окна, потолок и пол составят примерно 25 % от общего количества тепла, поступающего в производственное помещение. Если известно общее потребление тепла Р_эл. производственным помещением, то потери тепла через двери, стены, окна, потолок и пол будут равны ∆Р_эл = 0,25Р_эл.

При Р_эл = 0,25Р_эл потери тепла будут равны

∆Р_эл = 0,25Р_эл = 0,25 131299 = 32824,75 кВт,

что оценивается

С_пот = с.∆Р_эл. = 173·32824,75 = 567868,8 р.