Разработка комплекса мероприятий для жилых зданий и тепловых сетей для города Ижевска

-5 - +20

Встроенный внутрь циркуляционный насос

да

Электрическое соединение

400 В, N3- фаза

Электрокотел Е-/С-модели

кВт

3,0 / 6,0 / 9,0

Рекомендуемый размер предохранителя, Е-/С-модели

Зависит от мощности эл.котла

Электрокотел 6 кВт

АТ

20

Электрокотел 9 кВт

АТ

25

Компрессор

Scroll

Охлаждающий агент (холодное вещество) R407C

Кг

1,9

Соединение отопительного трубопровода

Cu

22

Соединение земляного трубопровода

Cu

28

Размеры, Е-модель (LxSxK)

Мм

600 х 600 х 1500

Вес, Е-модель

Кг

170

Размеры, С-модель (LxSxK)

Мм

600 х 600 х 1500

Вес, С-модель

Медь/RST обогреватель технологической воды

Кг

218

Встроенный внутрь обогреватель воды с двойным корпусом

С-модель: Медь или нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь

Горячая технологическая вода, С-модель

л

165

Рассмотрим тепловой насос мощностью 10,7 кВт. Данный тепловой насос предназначен для теплоснабжения индивидуального дома.

Значительное место в области применения теплонасосной техники принадлежит небольшим тепловым насосам (ТН) для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуальных домов теплопроизводительностью около 10,7 кВт.

Рисунок 12 Тепловой насос мощностью 10,7 кВт

Расчет теплового насоса.

Таблица 12 Характеристики теплового насоса

Температура кипения, t, 0С	2,91
Температура конденсации, tk, 0С	54,55
Температура теплоносителя на входе в испаритель ts1, 0С	8,2
Температура теплоносителя на выходе из испарителя tw2, 0С	50,1
Разность температур теплоносителя в конденсаторе Дtw, 0С	11,97
Расход теплоносителя в конденсаторе, Gk, кг/с	0,263
Мощность, потребляемая компресссором, Nэ, Вт	2360
Теплопроизводительность, Q,k, Вт	до 11000
Расход хладагента, Gа, кг/с	0,063
Коэффициент преобразования, µ	3,3-3,6
Ориентировочная стоимость, у.е.	2600

Средняя температура низкотемпературного источника:

,

Средняя температура высокотемпературного источника:

Коэффициент работоспособности:

Инвестиции в тепловой насос:



Годовое чистое сбережение:

,

где S - количество сэкономленной тепловой энергии в год,

S = 10,7•10³·222·24·10^-6 =28,10 МВт;

ДЭ - затраты на эксплуатацию в год,

ДЭ = 1,2·10,7·222·24/5=6743,5 руб;

руб.

Реальная процентная ставка:

.

Срок окупаемости:

лет.

Чистая существующая стоимость:

,

где n - экономический срок службы, n = 15 лет (реальный 30 лет);

руб.

Коэффициент чистой существующей стоимости:

.

10. Технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий

Никто не вложит деньги в проект, который не будет приносить прибыли. Для того чтобы заказчик знал, что мероприятия приносят прибыль необходимо обосновать его инвестиции, то есть провести технико-экономический расчет - доказать, что проект будет приносить прибыль. Считаем, что в стоимость оборудования и монтажа заложена стоимость монтажа.

Рассчитаем экономический эффект от использования тепловой изоляции наружных стен и надподвальных перекрытий.

Исходными данными к расчету являются:

Уровень инфляции: b = 10%.

Номинальная процентная ставка: n_r = 16%.

Цена за тепловую энергию: E = 650 руб/Гкал = 558,35 руб/МВт.

Аналогично тепловому расчету проводим расчет других энергосберегающих мероприятий по схеме:

1. Рассчитаем требуемые инвестиции:

I_o = С•К,

Где С-цена требуемого оборудования, или материалов

К-количество оборудования (материалов)

2. Годовое чистое сбережение:

,

где S - количество сэкономленной тепловой энергии в год,

ДЭ - затраты на эксплуатацию в год, ДЭ = 0 руб;

Реальная процентная ставка:

.

4. Срок окупаемости, в годах:

.

5. Чистая существующая стоимость:

,

где n - экономический срок службы, n = 40 лет (реальный 50 лет);

6. Коэффициент чистой существующей стоимости:

.

Изоляция ISOVER OL-E-100

1. Рассчитаем требуемые инвестиции:

Используем материал ISOVER OL-E-100, цена за мат 1200x600x100 мм равна 860,11 руб, тогда цена за 1м³ 11945,82 рублей. Общий объем используемой изоляции

V = F_пот·д_из +F_пол·д_из + (F_НС-F_О)

д_из = 33,68 м³, тогда

I_o = 11945,82·33,68 = 402275,49 руб.

2. Годовое чистое сбережение:

,

где S - количество сэкономленной тепловой энергии в год,

S = (24698 - 9248)·365·24•10^-6 = 135,3 МВт;

ДЭ - затраты на эксплуатацию в год, ДЭ = 0 руб;

руб.

3. Реальная процентная ставка:

.

4. Срок окупаемости:

 лет.

5. Чистая существующая стоимость:

,

где n - экономический срок службы, n = 30 лет (реальный 50 лет);

руб.

6. Коэффициент чистой существующей стоимости:

.

Аналогично проводим расчет для других мероприятий при b = 10% и n_r = 16%, r = 5,454%. Расчет сводим в таблицу 14.

Стеклопакеты:

Стоимость 1 м² принимаем 3000 руб. Общая площадь окон V = 15,33 м². Тогда инвестиции составят I₀ = 15,33·3000 = 45990 руб. Экономия энергии составит S = (10825 - 9248) ·365·24•10^-6 =13,81 МВт. Стоимость единицы энергии E = 558,35 руб/МВт.

Энергосберегающие лампы:

Стоимость лампы составляет 79,8 руб. Их количество 10 штук. Тогда инвестиции составят I₀ = 79,8·10 = 798 руб. Экономия электроэнергии в год составит S = (100-20) ·365·8·10•10^-3 = 2336 кВт. Стоимость кВт·ч равна 1,2 руб.

Водосчетчики холодной воды:

Стоимость водосчетчика 689,76 руб, количество - 2 штутки, считая что в ванной, кухне отдельные стояки. Тогда инвестиции составят I₀ = 689,76·2 = 1379,52 руб. Стоимость 1м³ равна E = 20,96 руб. По нормам расход холодной воды в день 0,145 м³, а по водосчетчику принимаем 0,05 м³. Таким образом, экономия составит S = (0,145-0,05) ·365 = 34,675 м³.

Водосчетчики горячей воды:

Стоимость водосчетчика 689,7 руб, количество - 2 штуки, считая что в ванной кухне отдельные стояки. Тогда инвестиции составят I₀ = 689,76·2 = 1379,52 руб. Стоимость 1м³ равна E = 36 руб. По нормам расход холодной воды в день 0,105 м³, а по водосчетчику принимаем 0,05 м³. Таким образом, экономия составит S = (0,105-0,05) ·365 = 20,075 м³.

Система отопления с РБС и пластиковыми трубами:

Стоимость труб составляет 115·23 = 2645 руб. Стоимость коллекторов примем 650 руб. Стоимость радиаторов РБС-500 (дополнительно 15% экономии) равна 399·37 = 14763 руб (5% экономии). Тогда инвестиции составят I₀ = 2645+650+14763 = 18058 руб. Тогда экономия составит S = 0,2·6933·10^-6·24·365 = 12,15 МВт.

Таблица 13. Технико-экономический расчет.

Мероприятие	Испольование изоляции ISOVER	Исрользование стеклопакетов	Система отопления с РБС и пластиковыми трубами	Энергосберегающие лампы	Водосчетчики холодной воды	Водосчетчики горячей воды	Тепловой насос
№ мероприятия	1	2	3	4	5	6	7
Единица измерения энергосбережения	МВт	МВт	МВт	кВт	м3	м3	МВт
Стоимость единицы энергии, E, руб	558,35	558,35	558,35	1,2	20,96	36	558,35
Инвестиции, Io, руб	402275,4	45990	18058	798	1380	1380	73830
Эксплуатационные затраты, ДЭ, руб	0	0	0	0	0	0	6743,50
Количество сэкономленной энергии, S	135,3	13,81	12,15	2336	34,675	20,075	28,10
Годовое чистое сбережение, B, руб	75544,76	7710,81	6783,95	2803,20	726,79	722,70	8946,14
Срок окупаемости, PB, лет	5,32	5,96	2,66	0,28	1,90	1,91	8,25
Экономический срок службы, n, лет	30	30	20	1,5	12	12	15
Чистая существующая стоимость, NPV, руб	701273,0	66648,6	63323,1	3137,32	4899,89	4864,5	16242,7
Коэффициент чистой существующей стоимости, NPVQ	1,74	1,45	3,51	3,93	3,55	3,53	0,22
Коэффициент аннуитета, f'	0,188	0,168	0,376	3,513	0,527	0,524	0,121

Как видно из таблицы 13 наиболее прибыльным является установка изоляции ISOVER. Наименее рентабельным является установка водосчетчиков и системы отопления с РБС и пластиковыми трубами. Наиболее быстро окупаемым является установка энергосберегающих ламп. Это проиллюстрировано на рисунках 13,14,15.

Рисунок 13. Годовое чистое сбережение мероприятий.

Как видно наиболее прибыльным является установка изоляции ISOVER.



Рисунок 14. NPVQ мероприятий.

Наиболее рентабельным мероприятием является устанока ситстемы отопления с РБС и пластиковыми трубами, установка энергосберегающих ламп, а так же установка водосчетчиков горячей и холодной воды.

Рисунок 15. Срок окупаемости мероприятий.

Как видно из рисунка 15 наиболее быстро окупаемым является установка энергосберегающих ламп, а так же установка водосчетчиков горячей и холодной воды.

11. Расчет тепловой изоляции

I. Рассчитаем изоляцию для надземной прокладки.

Исходные данные для данного вида прокладки:

Надземная прокладка
dн	мм	325
l	м	68
ql	Вт/м	60,6
бl	Вт/м20С	29
лиз	Вт/м20С	0,037

1) Термическое сопротивление электропередачи:

где t_w - среднегодовая температура теплоносителя, t_w=83,79^оС;

t_l - среднегодовая температура наружного воздуха, t_l=2,3^оС;

Таблица 14 Температуры сетевой воды по месяцам

Месяц	tн	tп	tо
Январь	-14,6	114,82	58,4
Февлаль	-13,3	111,31	57,1
Март	-6,7	93,53	50,57
Апрель	3,3	70	41,9
Май	11,3	70	41,9
Июнь	16,4	70	41,9
Июль	18,5	70	41,9
Август	16,4	70	41,9
Сентябрь	10,1	70	41,9
Октябрь	2,1	70	41,9
Ноябрь	-5,1	89,08	48,90
Декабрь	-11,6	106,75	55,40
Ср.год	2,3	83,79	46,97



2) Термическое сопротивление стенки труб.

3) Расчетный коэффициент

4) Толщина изоляции

Рассчитаем изоляцию для подземной безканальной прокладки

Исходные данные для подземной безканальной и канальной прокладки:

Подземная прокладка
dн	мм	273
l	м	85
ql	Вт/м	55,5
бl	Вт/м20С	8
H	м	0,8
h	м	0,71
b	м	1,32
tгр	0С	5

1) Термическое сопротивление электропередачи:



2) Термическое сопротивление грунта:

3) Расчетный коэффициент

4) Толщина изоляции

II. Рассчитаем изоляцию для подземной канальной прокладки.

1) Термическое сопротивление электропередачи:

2) Термическое сопротивление наружной изоляции.

3) Термическое сопротивление грунта:



4) Эквивалентный диаметр:

5) Термическое сопротивление воздушной области в канале:

6) Расчетный коэффициент

7) Толщина изоляции

12. Расчет номинальных и фактических тепловых потерь тепловых сетей.

I. Определим номинальные и фактические тепловые потери для надземной прокладки.

Исходные данные:

Надземная прокладка
наружный диаметр	dн	мм	325
длина	l	м	68
температура наружная отопительного периода	tн.о.	0С	-34
среднегодовая температура	tср.г.	0С	2,3
температура наружная за январь	tн.ян.	0С	-14,6
температура теплоносителя за январь(на подающей)	tпт	0С	114,82
температура теплоносителя за январь(на обратке)	tот	0С	58,4
толщина изоляции	диз	мм	58

1. Расчет фактических тепловых потерь:

Для надземной прокладки тепловые потери рассчитываются отдельно для подающего и обратного трубопровода.

где q_i- удельные потери, приходящиеся на 1 м трубопровода;

L- длина участка;

в - коэффициент, учитывающий тепловые потери запорной температуры компенсаторами и опорами, в=1,25.

где R_В - термическое сопротивление теплопередаче внутренней поверхности трубопровода;

R_тр - термическое сопротивление стенок трубопровода;

R_из - термическое сопротивление слоёв изоляции;

R_н - термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности;

Для инженерных расчетов первыми 2-мя слогаемыми можно пренебречь.

В качестве основного слоя изоляции используется минеральная вата, для которой л_из=0,075Вт/м^оС.

В качестве покровного слоя используется рубероид, для которого л_пок=0,17Вт/м^оС .

Термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности определяется по формуле:

Коэффициент теплоотдачи конвективный:

Коэффициент теплоотдачи лучистый:

Определим температуру наружной поверхности изоляционной конструкции:

Тепловые потери за январь:

Расчет фактических тепловых потерь тепловых сетей сведен в таблицу 20:

Таблица 15 Расчет фактических тепловых потерь

термическое сопротивление слоев изоляции(на подающей)	Rпиз	м•оС/Вт	0,65
термическое сопротивление слоев изоляции(на обратке)	Rоиз	м•оС/Вт	0,65
термическое сопротивление покровного слоя(на подающей)	Rп пок	м•оС/Вт	0,01
термическое сопротивление покровного слоя(на обратке)	Rо пок	м•оС/Вт	0,01
температура поверхности(на подающей)	tппов	оС	-8,39
температура поверхности(на обратке)	tопов	оС	-11,10
коэфициент теплоотдачи лучистый(на подающей)	бпл	Вт/м2оС	3,58
коэфициент теплоотдачи лучистый(на обратке)	бол	Вт/м2оС	3,52
коэфициент теплоотдачи конвективный(на подающей)	бпк	Вт/м2оС	12,58
коэфициент теплоотдачи (на подающей)	бпн	Вт/м2оС	16,16
коэфициент теплоотдачи (на обратке)	бон	Вт/м2оС	16,11
термическое сопротивление теплоотдаче наружной пов-ти	Rп н	м•оС/Вт	0,04
термическое сопротивление теплоотдаче наружной пов-ти	RО н	м•оС/Вт	0,04
удельные потери,прих-ся на 1м трубопровода(подающая)	qп	Вт/м	184,16
удельные потери,прих-ся на 1м трубопровода(обратка)	qо	Вт/м	103,85
фактические тепловые потери(на падающей)	Qп	Вт	15653,38
фактические тепловые потери(на обратке)	Qо	Вт	8827,45
фактические тепловые потери за январь	Qян	МВт•ч	18,21
		Гкал	15,66

2. Расчет нормативных тепловых потерь:

Тепловые потери в окружающую среду нормируются и представляют собой ожидаемые потери за определенный период.

Определяем нормативные потери для среднегодовых условий работы тепловой сети.

q_н - определяется по 2[2] "Тепловая изоляция."

Расчет нормативных тепловых потерь через изоляцию сведен в таблицу 21:

Таблица 16 Расчет нормативных тепловых потерь

средняя температура теплоносителя на подающей	tпср.	0С	83,79
средняя температура теплоносителя на обратке	tоср	0С	46,97
удельные потери,прих-ся на 1м трубопровода(подающая)	qп	Вт/м	66,60
удельные потери,прих-ся на 1м трубопровода(обратка)	qо	Вт/м	38,90
фактические тепловые потери(на падающей)	Qп	Вт	5661,00
фактические тепловые потери(на обратке)	Qо	Вт	3306,50
тепловые потери по средним показателям за январь	Qпн.ян.	Вт	8990,58
тепловые потери по средним показателям за январь	Qон.ян.	Вт	3920,16
Нормативные тепловые потери за январь	Qн.ян.	Гкал	8,26

Литература

1 СНиП II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника".

2. СНиП 2.04. 14-88 (1998) "Тепловая изоляция".

1. СНиП 23-01-99 (2003) "Строительная климатология".

2. СНиП 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование".

3. СНиП 2.01.07-85 (с изм. 1 1993) "Нагрузки и воздействия".

4. Интернет.

Размещено на Allbest.ru