Повышение энергоэффективности зданий
Удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Расчетные параметры внутреннего воздуха. Правила проведения испытаний по определению фактического сопротивления теплопередачи. Особенность определения теплопотерь здания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.07.2018 |
| Размер файла | 3,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Нагрев приточного воздуха утилизируемой теплотой вытяжного воздуха достигается до температуры (точка н2 на «0»). Теплота из вытяжного воздуха извлекается из начального состояния в точке у1 до конечного в точке у2. Последовательность построения на I-d диаграмме представлена в [13, страница 6; 14, страница 76]. Автоматизация расчета в MS Excel представлена в Приложение 1, приложение 5к.
14.1. Определяем требуемую теплотехническую эффективность для осуществления в воздухоохладителе условного сухого охлаждения вытяжного воздуха (процесс y1'-y2' на 0), :
.
Автоматизация расчета в MS Excel представлена в приложении 1 п. 5л).
14.2.-14.13. Далее аналогично расчету воздухонагревателя первой ступени ВН1 рассчитывается воздухоохладитель ВО (см. п.4-п.13). Автоматизация расчета в MS Excel воздухоохладителя, также производится аналогично расчету воздухонагревателя ВН1.
15. Гидравлическое сопротивление в присоединительных трубопроводах к насосу составляет 10 кПа. Общее гидравлическое сопротивление контура циркуляции антифриза составляет, (3.24):
,
15.1. Затрачиваемая энергия на привод насоса в контуре циркуляции антифриза вычисляется по формуле, (3.25):
,
где - объем перекачиваемой жидкости, м3/ч;
- требуемый напор насоса, кПа;
- КПД насоса, можно принять 0,6.
15.2. По формуле (3.25) получим:
, .
16. На преодоление аэродинамического сопротивления теплообменников установки утилизации затрачивается энергия электродвигателей вентиляторов (3.16):
где - аэродинамическое сопротивление, ;
- КПД вентилятора, можно принять 0,7.
16.1. Доля расхода энергии в приточном вентиляторе по формуле (3.26) составит:
, .
16.2. Доля расхода энергии в вытяжном вентиляторе (3.26):
, .
17. Общая потребная электрическая мощность на функционирование установки утилизации составляет, (3.27):
.
18. В расчетных условиях холодного периода года на нагрев приточного наружного воздуха в установке утилизации извлекается теплота потоком, (3.28):
,.
19. Энергетическая эффективность преобразования электроэнергии в теплоту определяется показателем, (3.29):
При прямом электрическом нагреве в электронагревателе этот показатель равен 1. Для разработанной установки утилизации в расчетных условиях холодного периода года по (3.29) получим:
Проведенный расчет показывает на значительные энергетические преимущества утилизации теплоты вытяжного воздуха на нагрев приточного наружного. Блок 2
В данном разделе представлен конструкторский и поверочный расчеты Блока 2 в системе утилизации воздуха, который включает в себя воздухонагреватель второй ступени ВН2 (см. р0). Автоматизация расчета в MS Excel производится аналогично расчету Блока 1.
Конструкторский расчет
20. По заданию приточный наружный воздух должен быть нагрет до tпн=+200С. Вычислим количество теплоты горячей воды, требуемой на догрев приточного наружного воздуха, (3.30):
Количество теплоты горячей воды по формуле (3.30) составит:
,.
21. При снабжении горячей водой от центрального источника температура обратной воды от нагревательных приборов в расчетных условиях холодного периода года должна отвечать температурному графику теплоснабжения и быть не выше 70 0С. По нормативным требованиям СП 60.13330.2016 скорость воды в трубках калориферов, питаемых горячей водой, должна быть не ниже w=0,122 м/с.
21.1. В приточном агрегате конструктивно рационально применить калориферы одинаковых фасадных сечений. В установке утилизации применены калориферы КСк4-11-50АУ3, имеющего следующие конструктивные показатели:
А=1,663 м, Б=1,503 м, fw=0,00338 м2, F= 75,4 м2.
Поверочный расчет
21.2. Определяем расход горячей воды через калорифер КСк4-11-50АУ3 в расчетном перепаде температур по горячей воде (95-70) = 25 0С по формуле (3.31):
.
21.3. Вычисляем скорость горячей воды в калорифере КСк4-11-50АУ3 по формуле (3.32):
.
Что отвечает требованиям СП.
22. По опытной формуле (3.4) вычисляем коэффициент теплопередачи:
.
23. По выражению (3.10) вычисляем достигнутый показатель числа единиц переноса явной теплоты (модифицированный критерий Фурье):
.
24. По выражению (3.11) вычисляем показатель отношения теплоёмкостей потоков в теплообменнике:
.
25. По графику «0» при заданных и находим достигаемый показатель теплотехнической эффективности.
26. Преобразуем выражение (3.9) относительно требуемой начальной температуры воды на входе в воздухонагреватель второй ступени ВН2 по формуле (3.33):
.
26.1. Применительно к рассматриваемому примеру по выражению (3.33) получим:
.
26.2. Вычислим температуру воды после ВН2 по формуле (3.34):
.
Приведенный расчет показал, что калорифер в приточном агрегате может потреблять теплоту от обратной воды системы теплоснабжения, что обеспечивает дополнительную экономию в системе воздушного отопления. Для реализации выбранного режима работы калорифера необходимо применение смесительного насоса.
4. ПОВЫШЕНИЕ КЛАССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ
4.1 Улучшение теплозащитных свойств ограждающих конструкций
Задачей данного раздела является определение фактического класса энергоэффективности здания по расчетным данным с учетом утепления в соответствии с СП 50.13330.2012.
Определение толщины тепловой изоляции.
Для обеспечения в отапливаемом помещении условий теплового комфорта и оптимизации мощности системы отопления, ограждающие конструкции должны иметь термическое сопротивление не менее значения, нормируемых [3].
Рассчитывается требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций , исходя из условий энергосбережения [4].
Значения требуемых приведенных сопротивлений ограждающих конструкций принимаем в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода (ГСОП), таблица. 3[4].
Величину градус-суток, в течение отопительного периода следует вычислять по формуле (1.3), .
В зависимости от градус-суток подбирается требуемая величина сопротивлений ограждающих конструкций рассчитывается по формуле (4.1):
, ,
где a, b -коэффициенты значение которых следует принимать по данным таблицы 3 [4] для соответствующих групп зданий.
для наружных стен: ;
для чердачных перекрытий: ;
для покрытий над отапливаемыми подвалами: ;
для окон: .
Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, определяется по формуле, (4.2) [3]:
, ,
где - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по формуле (1.5) [4] принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по методике приложения Г [4] выполняются требования п.10.1[4] к данной удельной характеристике. Значение коэффициента при этом должно быть не менее 1.
Принимаем к установке двухкамерный стеклопакет из обычного стекла с меж-пластиковым расстояние 2мм в деревянных (ПВХ) переплетах .
Определяется необходимая толщина изоляционного слоя по формуле (4.3):
, ,
где - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции,[4];
- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) внутренней поверхности ограждающей конструкции, [4];
- коэффициент теплотехнической неоднородности ограждающих конструкций [4];
, - толщина соответственно конструктивных слоев ограждения и теплоизоляционного слоя, ;
, - коэффициенты теплопроводности соответственно конструктивных слоев ограждения и теплоизоляционного слоя, определяются по [4] для соответствующих условий эксплуатации;
- требуемое приведенное сопротивление воздушной прослойки, .
После этого рассчитывается фактическое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по формуле (4.4):
, .
1. Наружная стена представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Состав наружной стены.
В соответствии с рисунком 4.1:
Слой 1- Известково-песчаная смесь, толщиной ;
Слой 2- Керамический пустотный слой на цементно-песчаном растворе, толщиной , ;
Слой 3 - Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75), толщиной , ;
Слой 4 - Силикатный на цементно-песчаном растворе (ГОСТ 379-79), толщиной , .
[4];
[4];
[4].
Коэффициент теплопроводности конструкционных слоев принимаются по условиям эксплуатации «Б» (из условий зоны влажности и влажностного режима помещений), согласно приложению Т СП 50.13330.2012 [4]:
[4];
[4];
[4];
[4].
Из этого следует, что толщина тепловой изоляции по формуле будет иметь вид:
,
а фактическое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по формуле привет вид:
, .
2. чердачные перекрытия представлены на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Состав чердачного перекрытия
В соответствии с рисунком 4.2:
Слой 1- известково-песчаная смесь, толщиной ,;
Слой 2- железобетонная плита, толщиной ,:
Слой 3- рубероид (ГОСТ 10923-82), пергамин (ГОСТ 2697-83), толь (ГОСТ 10999-76*), толщиной ,;
Слой 4- маты минераловатные прошивные, толщиной ,;
Слой 5- цементно-песчаная смесь, толщиной ,;
, [4];
, [4];
[3].
, [4];
, [4];
, [4];
, [4];
[4].
Из этого следует, что толщина тепловой изоляции по формуле (4.3) будет иметь вид:
, ,
а фактическое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по формуле (4.4) привет вид:
.
3. Покрытия над отапливаемыми подвалами представлены на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Состав покрытий над отапливаемыми подвалами
В соответствии с рисунком 1.3:
Слой 1- железобетонная плита, толщиной
Слой 2- пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75), толщиной ;воздух отопление вентиляция теплопередача
Слой 3- цементно-песчаная смесь, толщиной ;
Слой 4- плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598- 74*, ГОСТ 10632-77*), толщиной ;
Слой 5- линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632 - 79), толщиной .
[4];
[4];
[4].
[4];
[4];
[4];
[4];
[4].
Из этого следует, что толщина тепловой изоляции по формуле будет иметь вид:
,
а фактическое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по формуле (4.4) привет вид:
, .
4. входная дверь
,.
Термическое сопротивление одинарной двери . К установке принимаем одну деревянную дверь, а другую железную с утеплителем (ППУ) с тамбуром между ними.
Толщина и тепловой изоляции и значение сопротивления теплопередачи двери рассчитывается по формулам (4.6) и (4.7) соответственно:
,.
,
Определение класса энергоэффективности после проведения мероприятий по утеплению здания
Определение класса энергетической эффективности эксплуатируемого здания включает в себя расчеты нормативной и фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. При известных параметрах наружного воздуха и характеристиках ограждающих конструкций определяем класс энергоэффективности здания.
Нормативная (базовая) характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию определятся согласно таблица 14 приложение.10 СП 50.13330.2012 [4] .
Фактическая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания , определяется по формуле (4.8):
, ,
где - удельная теплозащитная характеристика здания, ;
- удельная вентиляционная характеристика здания, ;
- удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, ;
- удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, ;
- коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии на отопление, принимается до получения статистических данных фактического снижения, ; - коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения для многосекционных и других протяженных зданиях согласно приложению Г [4]
- коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемые значения определяются по формуле (4.9):
,
где ГСПО - градус сутки отопительного периода; определяется по формуле (4.3), согласно [4]:
,
где - средняя температура отопительного периода, ;
Z - продолжительность отопительного периода, сут;
- коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, , согласно приложению Г [3].
Данные для определения фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на вентиляцию и отопление с учетом применения тепловой изоляции ограждающих конструкций. приведены в таблице 4.1.
Данные рассчитаны по приложению Г [4].
Таблица 4.1 - Расчетные данные по определению фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на вентиляцию и отопление с учетом применения тепловой изоляции ограждающих конструкций.
|
Параметр |
Значение параметра |
|
|
1 |
2 |
|
|
Удельная теплозащитная характеристика здания, |
0,269 |
|
|
Удельная вентиляционная характеристика здания, |
0,036 |
|
|
Удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, |
0,063 |
|
|
Удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, |
0,022 |
|
|
Коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий, |
0,1 |
|
|
Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления для многосекционных и других протяженных зданий, |
1,13 |
|
|
Коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций, н |
0,8118 |
|
|
Коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, ж |
0,5 |
|
|
Коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, |
0,85 |
|
|
Удельная теплоемкость воздуха, |
1 |
|
|
Средняя температура наружного воздуха, |
-4 |
|
|
Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, |
0,117 |
|
|
Коэффициент эффективности рекуператора, |
0 |
|
|
Количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, |
0 |
|
|
Число часов работы механической вентиляции в течение недели, |
0 . |
|
|
Число часов в неделе |
168 |
|
|
Количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, |
2318,078 . |
|
|
Число часов учета инфильтрации в течение недели, |
168 ч. |
|
|
Отапливаемый объем здания, |
18181 . |
|
|
Средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, |
1,274 . |
|
|
Величина бытовых тепловыделений на площади общественного здания, |
10 . |
|
|
Расчетная температура внутреннего воздуха здания, |
18 °С. |
|
|
Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, |
191877,25 . |
|
|
Коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений, |
0,75 . |
|
|
Коэффициент, учитывающий затенение светового проема, |
0,85. |
|
|
Площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по световым направлениям, |
507,5; 14; 497; 17,5 |
|
|
Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, |
83,62; 288,87; 581,63; 289 . |
|
|
Градусо-сутки отопительного периода, |
5016. |
По вышеизложенным данным была рассчитана удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания с учётом применения тепловой изоляции ограждающих конструкций по формуле (1,1) из приложения Г [4]. Полученное значение.
Для оценки достигнутой в проекте эксплуатируемого здания потребности энергии на отопление и вентиляцию, установлены следующие классы энергосбережения в процентах отклонения удельной расчетной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины. Считаем отклонение удельной расчетной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины. Оно равно и соответствует классу энергосбережения B ,согласно (Таблица 15) [4].
Срок окупаемости
Здание должно быть энергоэффективным по [1,3,4].
Методика расчета эффективности мероприятия
Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через кровлю и наружные стены, определяется по формуле (4.11):
,,
где средняя температура воздуха в помещении, ;
средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ;
площадь кровли и суммарная площадь наружных стен, ;
термическое сопротивление кровли и наружных стен, .
Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через кровлю, определяется дважды - до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия.
Термическое сопротивление кровли и наружных стен до внедрения тепловой изоляции:
, ;
, .
Термическое сопротивление кровли и наружных стен после внедрения тепловой изоляции:
;
, .
После чего рассчитывается экономия тепла за отопительный период как разница между тепловой мощностью, передаваемой через ограждающую конструкцию здания (кровлю и наружные стены) до внедрения и после внедрения мероприятия , по формуле (4.12):
,,
где экономия тепловой энергии за год от внедрения мероприятия, ;
длительность отопительного периода, ;
коэффициент перевода в равный .
Годовая экономия в денежном выражении определяется по формуле (4.13), :
,,
где тариф на тепловую энергию, .
Таблица 4.2 - Расчетные данные по определению фактической удельной характеристики расхода тепловой энергии на вентиляцию
|
Компания |
Общественное здание |
||||||||||
|
Тариф о.зд. |
Затраты на теплоизоляцию стены |
Затраты на теплоизоляцию кровли |
Суммарные затраты на утепление |
Экономия теплоты при утеплении стены, руб |
Экономия теплоты при утеплении кровли руб |
Экономия теплоты при утеплении стены и кровли общест.зд., руб |
Cрок окупаемости при утеплении стены |
Cрок окупаемости при утеплении кровли |
Суммарный срок окупаемости общест.зд., лет |
||
|
АО «Вологодский завод СКДМ» |
1202 |
298137,2 |
276481,5 |
574619 |
127830 |
834477 |
962307 |
2,33 |
0,33 |
2,66 |
|
|
АО «ГУ ЖКХ» |
1309 |
139209 |
908761 |
1047970 |
2,14 |
0,30 |
2,45 |
||||
|
МУП «Вологдагортеплосеть» |
1516 |
161223 |
1052468 |
1213692 |
1,85 |
0,26 |
2,11 |
||||
|
ОАО «Стройиндустрия» |
1094 |
116345 |
759499 |
875844 |
2,56 |
0,36 |
2,93 |
||||
|
ОАО «ТГК-2» |
1148 |
122087 |
796988 |
919075 |
2,44 |
0,35 |
2,79 |
||||
|
ул. Карла Маркса, д. 31 |
2123 |
225777 |
1473872 |
1699649 |
1,32 |
0,19 |
1,51 |
||||
|
ООО «Западная котельная» |
1027 |
109219 |
712985 |
822204 |
2,73 |
0,39 |
3,12 |
Результаты расчета окупаемости мероприятий по утеплению общественного здания представлен в таблице 4.2 и изображены в виде зависимости на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 - Зависимость срока окупаемости утепления от энергоснабжающей организации
На рисунке 4.4 представлена зависимость срока окупаемости утепления от энергоснабжающей организации, чем выше тариф на тепловую энергии, тем меньше срок окупаемости. Минимальный суммарный (стен, потолка) срок окупаемости для здания по улице Карла Маркса 31 составляет 1,51лет при тарифе на 21 декабря 2017 года 2123 руб. Максимальный суммарный (стен, потолка) срок окупаемости ООО «Западная котельная» составляет 3,21 лет при тарифе 1027 руб.
4.2 Определение класса энергетической эффективности после применения приточно-вытяжной системы
Требуется определить:
трансмиссионные теплопотери, расход теплоты на подогрев санитарной нормы воздуха, суммарный годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию здания, удельные показатель тепловой эффективности и сравнить его с нормативными данными.
Расход теплоты системой отопления на компенсацию трансмиссионных теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания вычисляется по формуле, (4.14)
, ,
где суммарная площадь наружных стен здания ;
приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен, .
По выражению (4.14) получим:
, .
Санитарная норма приточного наружного воздуха в обслуживаемые жилые помещения или от работы приточных агрегатов рассчитывается по формуле, (4.15):
,,
где - суммарная площадь отапливаемого здания, .
По выражению (4.14) получим:
,.
При неорганизованной инфильтрации наружного воздуха его нагрев осуществляется от теплоты отопительных приборов. Расход теплоты на подогрев санитарной нормы приточного наружного воздуха до температуры определяется по формуле, (4.16):
,,
Где плотность приточного воздуха, ;
теплоемкость приточного воздуха, .
По выражению (4.16) получим:
,.
Суммарные тепловыделения от бытового и служебного оборудования определяется по формуле (4.17):
,.
По выражению (4.17) получим:
,.
Расчетные годовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию составят по формуле, (4.18):
,.
По выражению (4.18) получим:
.
Определение удельного расхода тепловой энергии производится по формуле, (4.19):
,.
По выражению (4.18) получим:
,.
Определяем расчетом удельный расход теплоты в системе отопления здания, определим нормированные удельные, показатели расхода теплоты по нормативным документам и составим сравнительную таблицу 4.3:
Таблица 4.3 - Сравнительная таблица нормативных удельных показателей расхода без системы утилизации
|
Нормативный документ |
Ед.изм. |
Удельный расход теплоты |
Эффект-ть использования процесса утилизации, % |
Класс энергоэффективности |
||
|
Расчетный |
Нормативный |
|||||
|
МГСН 2-01.99 |
кВт•ч/м2 |
293 |
165 |
78 |
E |
Полученный показатель указывает на повышенную характеристику энергоэффективности здания.
Определение условного расхода тепловой энергии
В этом же доме с условиями пункта 1 внедрим систему приточно-вытяжной вентиляции с включением в нее установки утилизации теплоты потока вытяжного воздуха с нагревом санитарного притока наружного воздуха.
Примем показатель теплотехнической эффективности установки приточно-вытяжной вентиляции при утилизации и температуру вытяжного воздуха из кухни и санузлов .
При применении организованной приточно-вытяжной вентиляции температура приточного наружного воздуха после теплоотдающего теплообменника установки утилизации определяется по формуле (4.20):
,.
По выражению (4.20) получим:
,.
Тепловой поток на нагрев приточного наружного воздуха после установки утилизации согласно формуле, (4.16) будет выглядеть следующим образом:
,.
Удельный расход теплоты в системе отопления общественного 4-этажного здания согласно формуле, (4.19) будет иметь следующий вид:
.
Определяем расчетом удельный расход теплоты в системе отопления здания.
Определим нормированные удельные показатели расхода теплоты по нормативным документам и составим сравнительную таблицу 4.4.
Таблица 4.4 - Сравнительная таблица нормативных удельных показателей расхода с системой утилизации
|
Нормативный документ |
Ед.изм. |
Удельный расход теплоты |
Эффект-ть использования процесса утилизации, % |
Класс энергоэффективности |
||
|
Расчетный |
Нормативный |
|||||
|
МГСН 2-01.99 |
кВт•ч/м2 |
76 |
165 |
-54 |
А |
Полученный показатель указывает на повышенную характеристику энергоэффективности здания.
Представим результаты сравнительного расчета без учета приточно-вытяжной установки и при использовании системы рекуперации на рисунке 4.5 и на рисунке 4.6.
Рисунок 4.5 - Результаты сравнительного расчета без системы утилизации.
Рисунок 4.6 - Результаты сравнительного расчета с системой утилизации.
На рисунке. 4.5 и рисунке 4.6 наглядно представлено отличие в затратах на нагрев приточного наружного воздуха при использовании системы рекуперации и без системы рекуперации. На 75% снижаются расхода теплоты на нагрев приточного воздуха с использованием системы рекуперации. В итоге Класс энергетической эффективности здания повышается с класса энергетической эффективности Е до класса энергетической эффективности А в ситуации, когда не используется система рекуперации и когда используется система рекуперации соответственно.
Срок окупаемости системы утилизации вытяжного воздуха представлен в таблице 4.5.
Таблица 4.5 - Срок окупаемости системы утилизации вытяжного воздуха
|
Капитальные затраты, руб. |
Экономия, руб |
Срок окупаемости, от. пер. |
|
|
1000000 |
1189187 |
0,8 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной дипломной работе рассмотрены два наиболее распространённых энергосберегающих мероприятий на примере здания ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет» по адресу ул. Гагарина, д. 81а.
Определен фактический класс энергоэффективности здания по расчетным данным, который соответствует классу энергоэффективности «E», согласно СП 50.13330.2012. Определен фактический класс энергоэффективности здания по расчетным данным с учетом утепления, который соответствует классу энергоэффективности «B», согласно СП 50.13330.2012. Определен фактический класс энергоэффективности здания по фактическим значениям сопротивления теплопередачи ограждающей стены и окна, определенных в натурных условиях, который соответствует классу энергоэффективности «E», согласно СП 50.13330.2012. Осуществлены конструкторские и поверочные расчеты приточно-вытяжной системы с утилизацией вытяжного внутреннего воздуха по расчетным значениям воздухообмена. Рассчитаны сроки окупаемости утепления для некоторых энергоснабжающих организаций в г. Вологда. Рассчитан срок окупаемости применения системы утилизации вытяжного воздуха.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология: актуализированная редакция СНиП 23-02-99*: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 №275. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2015. - 120 с.
2. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2013. - 12 с.
3. СП 118.13330.2012*. Свод правил. Общественные здания и сооружения: актуализированная редакция СНиП 31-06-2009: утв. Минрегионом России от 29.12.2011 №635/10. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2014. - 71 с.
4. СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий: актуализированная редакция СНиП 23-02-2003: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 №265. - Введ. 01.01.2012. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 96 с.
5. ГОСТ Р 56623-2015 Контроль неразрушающий. Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. - Введ. 01.06.2016. - Москва: ФГУП «ВНИИОФИ», 2015. - 15 с.
6. ГОСТ 25380-14 Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. - Введ. 01.07.2014. - Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2015. - 7 с.
7. ГОСТ Р 54861-2011 Окна и наружные двери. Методы определения сопротивления теплопередаче. - Введ. 01.07.2012. - Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2012 - 16 с.
8. ГОСТ Р 54852-2011 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. - Введ. 15.12.2011. - Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2012 - 15 с.
9. Р НП «АВОК» 2.3-2012 Руководство по расчету теплопотерь помещений и тепловых нагрузок на систему отопления жилых и общественных зданий. - Введ. 28.09.2012. - Москва: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2012 - 25 с.
10. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства / под. ред. И. Г. Староверова. - В 2-х ч. - Ч. I: Отопление, водопровод, канализация - Москва: «Стройиздат», 1975. - 429 с.
11. СТО НП «АВОК» 2.1-2008 Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - Введ. 09.06.2004. - Москва: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2008 - 14 с.
12. Кокорин И.О. Управление системами микроклимата с утилизаторами тепла удаляемого воздуха. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Москва: «ЦНИиПЭИПЗиС», 1984. -- 239 с.
13. Кокорин О.Я. Методические указания по теплогазоснабжению и вентиляции Москва: МГСУ, 1997г. -26с.
14. Варфоломеев Ю.М. Отопление и тепловые сети [Текст]: учебник для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 2914 «Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции» / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - изд. испр. - Москва: «Инфра-М», 2010. - 480 с.
15. Рекомендации по подбору калориферов и воздухонагревателей. - Кострома: ОАО «Калориферный завод», 2002. - 31 с
16. Материалы для подбора калориферов, воздухонагревателей и теплообменников. - Кострома: ОАО «Калориферный завод», 2009. - 35 с.
17. СП 60.13330.2012. Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: актуализированная редакция СНиП 41-01-2003: утв. Минрегионом РФ 30.06.2012 № 279. - Введ. 01.01.2013. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 81 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Теплопотери общественного здания по адресу ул. Гагарина 81а
Таблица П1.1 - Теплопотери общественного здания по адресу ул. Гагарина 81а
|
Наименование отапливаемого помещения |
, |
, |
, |
, |
, |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
101 |
5480 |
377 |
1919 |
3164 |
8267 |
|
|
102 |
3711 |
316 |
1840 |
3042 |
6437 |
|
|
103 |
1714 |
159 |
842 |
3498 |
5053 |
|
|
104 |
3890 |
333 |
1840 |
3580 |
7137 |
|
|
105 |
7570 |
647 |
3680 |
8097 |
15020 |
|
|
106 |
5830 |
500 |
2760 |
6247 |
11578 |
|
|
107 |
3847 |
329 |
1843 |
4118 |
7636 |
|
|
108 |
1829 |
156 |
920 |
1947 |
3620 |
|
|
109 |
1543 |
146 |
0 |
1821 |
3218 |
|
|
110 |
1941 |
167 |
920 |
2085 |
3859 |
|
|
111 |
1786 |
152 |
920 |
1901 |
3535 |
|
|
112 |
1923 |
165 |
920 |
2063 |
3822 |
|
|
113 |
2198 |
191 |
920 |
2388 |
4395 |
|
|
114 |
1780 |
168 |
0 |
2106 |
3717 |
|
|
115 |
2901 |
150 |
959 |
1955 |
4705 |
|
|
116 |
3111 |
164 |
961 |
2136 |
5083 |
|
|
117 |
5994 |
496 |
2760 |
6200 |
11698 |
|
|
118 |
4123 |
343 |
1840 |
4286 |
8067 |
|
|
119 |
1830 |
150 |
920 |
1877 |
3557 |
|
|
120 |
5972 |
494 |
2760 |
6184 |
11661 |
|
|
121 |
2228 |
187 |
920 |
2338 |
4379 |
|
|
122 |
5945 |
491 |
2760 |
6144 |
11598 |
|
|
123 |
5888 |
488 |
2760 |
6098 |
11498 |
|
|
124 |
2112 |
176 |
920 |
2204 |
4139 |
|
|
125 |
5956 |
494 |
2760 |
6175 |
11637 |
|
|
126 |
1873 |
154 |
920 |
1929 |
3648 |
|
|
127 |
13366 |
1056 |
3843 |
13739 |
26049 |
|
|
128 |
12480 |
1629 |
1144 |
9372 |
20222 |
|
|
201 |
3219 |
503 |
2710 |
6242 |
8958 |
|
|
202 |
1801 |
448 |
2603 |
5349 |
6701 |
|
|
203 |
624 |
173 |
797 |
3498 |
3949 |
|
|
204 |
601 |
143 |
868 |
1707 |
2165 |
|
|
205 |
560 |
145 |
868 |
1727 |
2142 |
|
|
206 |
2472 |
613 |
3471 |
7317 |
9175 |
|
|
207 |
1253 |
319 |
1736 |
3808 |
4742 |
|
|
208 |
1220 |
303 |
1736 |
3616 |
4533 |
|
|
209 |
654 |
164 |
868 |
1958 |
2448 |
|
|
210 |
1237 |
310 |
1736 |
3694 |
4621 |
|
|
211 |
601 |
145 |
868 |
1730 |
2185 |
|
|
212 |
601 |
145 |
868 |
1730 |
2185 |
|
|
213 |
602 |
145 |
868 |
1730 |
2187 |
|
|
214 |
3114 |
481 |
2710 |
5969 |
8602 |
|
|
215 |
2241 |
327 |
1807 |
4063 |
5977 |
|
|
216 |
2767 |
647 |
3471 |
7720 |
9840 |
|
|
217 |
1384 |
317 |
1736 |
3786 |
4852 |
|
|
218 |
1330 |
299 |
1736 |
3570 |
4601 |
|
|
219 |
1404 |
329 |
1736 |
3921 |
4996 |
|
|
220 |
704 |
162 |
868 |
1927 |
2470 |
|
|
221 |
698 |
160 |
868 |
1904 |
2442 |
|
|
222 |
2070 |
479 |
2603 |
5716 |
7307 |
|
|
223 |
1394 |
322 |
1736 |
3846 |
4917 |
|
|
224 |
679 |
152 |
868 |
1818 |
2345 |
|
|
225 |
676 |
152 |
868 |
1811 |
2335 |
|
|
226 |
2053 |
458 |
2603 |
5465 |
7060 |
|
|
227 |
4137 |
659 |
3613 |
8180 |
11658 |
|
|
228 |
1167 |
2153 |
1594 |
11817 |
10832 |
|
|
301 |
2418 |
306 |
1696 |
6009 |
8122 |
|
|
302 |
2534 |
640 |
3265 |
7769 |
9663 |
|
|
303 |
619 |
170 |
753 |
3498 |
3948 |
|
|
304 |
1211 |
299 |
1633 |
3624 |
4536 |
|
|
305 |
1178 |
631 |
3265 |
7657 |
8204 |
|
|
306 |
671 |
169 |
816 |
2050 |
2552 |
|
|
307 |
1264 |
316 |
1633 |
3838 |
4786 |
|
|
308 |
1334 |
326 |
1633 |
3959 |
4966 |
|
|
309 |
1269 |
318 |
1633 |
3858 |
4809 |
|
|
310 |
633 |
155 |
816 |
1875 |
2354 |
|
|
311 |
1858 |
468 |
2449 |
5684 |
7074 |
|
|
312 |
673 |
169 |
816 |
2046 |
2550 |
|
|
313 |
1740 |
147 |
848 |
1857 |
3450 |
|
|
314 |
2373 |
146 |
848 |
1839 |
4067 |
|
|
315 |
727 |
165 |
816 |
2003 |
2564 |
|
|
316 |
689 |
153 |
816 |
1855 |
2392 |
|
|
317 |
1433 |
330 |
1633 |
4006 |
5108 |
|
|
318 |
720 |
163 |
816 |
1972 |
2530 |
|
|
319 |
1414 |
325 |
1633 |
3939 |
5029 |
|
|
320 |
1465 |
341 |
1633 |
4140 |
5264 |
|
|
321 |
696 |
155 |
816 |
1886 |
2426 |
|
|
322 |
1426 |
328 |
1633 |
3979 |
5077 |
|
|
323 |
706 |
158 |
816 |
1922 |
2470 |
|
|
324 |
1426 |
469 |
1633 |
5697 |
6654 |
|
|
325 |
706 |
159 |
816 |
1929 |
2477 |
|
|
326 |
1400 |
320 |
1633 |
3878 |
4959 |
|
|
327 |
1400 |
320 |
1633 |
3878 |
4959 |
|
|
328 |
1873 |
150 |
848 |
1895 |
3617 |
|
|
329 |
1190 |
2182 |
1413 |
3498 |
2506 |
|
|
401 |
11560 |
505 |
2370 |
6801 |
17855 |
|
|
402 |
9232 |
472 |
2287 |
6794 |
15555 |
|
|
403 |
3219 |
180 |
706 |
6828 |
9305 |
|
|
404 |
12587 |
643 |
3049 |
6845 |
18772 |
|
|
405 |
6143 |
314 |
1524 |
6862 |
12674 |
|
|
406 |
363 |
172 |
762 |
6862 |
7052 |
|
|
407 |
6320 |
323 |
1524 |
6879 |
12875 |
|
|
408 |
3994 |
214 |
762 |
6896 |
10675 |
|
|
409 |
9659 |
494 |
2287 |
6912 |
16077 |
|
|
410 |
2929 |
141 |
762 |
6929 |
9718 |
|
|
411 |
6843 |
351 |
1524 |
6946 |
13438 |
|
|
412 |
6437 |
329 |
1524 |
6963 |
13071 |
|
|
413 |
4096 |
150 |
759 |
6980 |
10926 |
|
|
414 |
7819 |
322 |
1519 |
6997 |
14494 |
|
|
415 |
6605 |
332 |
1524 |
4292 |
10566 |
|
|
416 |
6592 |
331 |
1524 |
4284 |
10546 |
|
|
417 |
6674 |
336 |
1524 |
4344 |
10682 |
|
|
418 |
3450 |
174 |
762 |
2247 |
5523 |
|
|
419 |
3208 |
161 |
762 |
2081 |
5128 |
|
|
420 |
6514 |
326 |
1524 |
4226 |
10413 |
|
|
421 |
6777 |
341 |
1524 |
4418 |
10854 |
|
|
422 |
11130 |
578 |
2287 |
7482 |
18034 |
|
|
423 |
1506 |
672 |
3049 |
8694 |
9529 |
|
|
424 |
13355 |
669 |
3049 |
8665 |
21351 |
|
|
425 |
6807 |
343 |
3049 |
4441 |
10905 |
|
|
426 |
4490 |
155 |
1524 |
2088 |
6423 |
|
|
427 |
33171 |
2241 |
790 |
13344 |
44274 |
|
|
Лк 1 |
5557 |
158 |
1413 |
3354 |
8753 |
|
|
Лк 2 |
5521 |
156 |
2328 |
3354 |
8719 |
|
|
129 |
14344 |
430 |
2328 |
2324 |
16238 |
|
|
130 |
32741 |
1510 |
3865 |
33126 |
64357 |
|
|
131 |
489 |
336 |
4080 |
3780 |
3933 |
|
|
132 |
32768 |
1646 |
231 |
37439 |
3933 |
|
|
133 |
4917 |
246 |
4630 |
4676 |
9347 |
|
|
134 |
9479 |
459 |
411 |
8735 |
17756 |
|
|
135 |
7563 |
366 |
2032 |
6966 |
14163 |
|
|
136 |
12043 |
462 |
1355 |
9139 |
20720 |
|
|
137 |
3809 |
188 |
1677 |
3580 |
7201 |
|
|
138 |
11294 |
529 |
411 |
10071 |
20836 |
|
|
139 |
3502 |
166 |
2076 |
3156 |
6492 |
|
|
140 |
4468 |
180 |
411 |
3422 |
7710 |
|
|
141 |
22263 |
1089 |
595 |
11397 |
32571 |
|
|
142 |
4397 |
473 |
2226 |
5325 |
9250 |
|
|
143 |
8632 |
384 |
0 |
4497 |
12745 |
|
|
144 |
3347 |
130 |
868 |
1425 |
4641 |
|
|
229 |
5183 |
286 |
805 |
3321 |
8217 |
|
|
230 |
4201 |
197 |
394 |
2289 |
6293 |
|
|
231 |
2434 |
101 |
788 |
4335 |
6669 |
|
|
232 |
2139 |
87 |
445 |
4335 |
6387 |
|
|
233 |
5426 |
211 |
445 |
2544 |
7759 |
|
|
234 |
2633 |
394 |
816 |
2100 |
4340 |
|
|
Лк3 |
4170 |
130 |
337 |
1364 |
3986 |
|
|
001 |
1036 |
333 |
376 |
3189 |
7938 |
|
|
002 |
2622 |
169 |
429 |
1620 |
4073 |
|
|
003 |
2622 |
169 |
429 |
1620 |
4073 |
|
|
004 |
2370 |
153 |
429 |
1463 |
3680 |
|
Расчет в MS Excel
1. Создаётся психрометрическая I-d диаграмма в формате MS Excel, запрограммированная на определение параметров воздуха в автоматическом режиме.
2. Формируется таблица с исходными данными (рисунок П2.1) на листе «Исходные данные» в скаченной книге MS Excel (таблица П2.1).
Таблица П.2.1 - Таблица с исходными данными.
|
№п/п |
Наименование параметра |
Усл.обозн. |
Значение |
Ед.изм. |
|
|
Основные: |
|||||
|
1 |
Расход внутр. возд. |
Lу |
18000 |
мі/ч |
|
|
2 |
Температура удаляемого воздуха до теплоизвлекающего теплообменника |
tу1 |
23 |
°C |
|
|
Дополнительные: |
|||||
|
1 |
Средняя массовая плотность удаляемого воздуха |
су |
1,23 |
кг/м3 |
|
|
2 |
Плотность приточного воздуха |
спн |
1,38 |
кг/м3 |
2.1. Для автоматизации исходных данных по параметрам воздуха с использованием автоматизированной id-диаграммы на листе «Исходные данные»:
а) в части «Основные» в «0» вносим исходные данные в соответствии с заданием, например: температуру удаляемого воздуха до теплоизвлекающего теплообменника» tу1=23°C, в части «Дополнительные» в автоматическом режиме определяем дополнительные исходные данные, например, по заавтоматизированной id-диаграмме определяется средняя массовая плотность удаляемого воздуха су1=1,23 кг/м3 путем нахождения среднего значения между массовой плотностью удаляемого воздуха с температурой tу1 (на входе в воздухоохладитель) и массовой плотностью удаляемого воздуха с температурой tу2 (на выходе из воздухоохладителя);
б) для автоматизации исходных данных по нормируемым параметрам наружного воздуха в 0»:
1) создаем лист «СП 131», в который копируем таблицу 1 из СП 131.13330.2012;
2) в части «Основные» в «0» формируем раскрывающийся список городов (выделяем список городов из таблицы на листе «СП 131» > вызываем контекстное меню ПКМ > нажимаем «Присвоить имя» > в строке «Имя» присваиваем любое слово > нажимаем по ячейке, где будет сформирован раскрывающийся список > переходим во вкладку «Данные» > нажимаем кнопку «Проверка данных» > «Проверка данных» > в «Тип данных» выбираем «Список» > в поле «Источник» вписывает после знака «=» имя, присвоенное ранее);
3) в части «Дополнительные» в «0» автоматизируем определение температуры наружного воздуха (Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92) с использованием функции «ВПР» по формуле «=ВПР(D9;'СП 131'!B5:AA467;5;0)», где «D9» - ячейка на листе «Исходные данные» MS Excel с раскрывающимся списком городов, «СП 131» - лист MS Excel с таблицей 1 СП 131.13330.2012, «B5:AA467» - диапазон таблицы 1 СП 131.13330.2012, «5» - номер столбца с температурой воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92;
в) аналогично автоматизируем остальные исходные данные. Например, для автоматизации («0») удельной изобарной теплоемкости наружного воздуха относительно температуры удобно пользоваться [13, таблица.1]. На рисунке П2.1 изображены автоматизация параметров на листе.
Рисунок П2.1 - Автоматизация параметров на листе «Исходные данные».
На рисунке П2.1 в ячейке «D27» представлена автоматизация удельной изобарной теплоемкости наружного воздуха относительно температуры с помощью функции «ВПР».
3. Параллельно заполнению достаточным количеством для расчета исходных данных на листе «Расчет» производятся вычисления. Лист расчета в MS Excel представлен на 0:
Рисунок П2.2 - Лист «Расчет».
Рассмотрим автоматизацию расчета количество извлеченной из вытяжного воздуха теплоты:
а) количество извлеченной из вытяжного воздуха теплоты Qт.у. удобно рассчитывать по формуле:
='Исходные данные'!D3*'Исходные данные'!D20*(Idдиаграмма!R19-Idдиаграмма!S19),
где «'Исходные данные'!D3» - ячейка со значением расхода внутреннего воздуха,
«'Исходные данные'!D20» - ячейка со средней массовой плотностью воздуха (см. п.3 б),
«Idдиаграмма!R19» - ячейка с энтальпией воздуха в т. у1 (см. п.3 в)),
«Idдиаграмма!S19» - ячейка с энтальпией воздуха в т. у2 (см. п.3 в));
б) расчет нагрева приточного наружного воздуха утилизируемой теплотой Дtн.у. производится по средней массовой плотности приточного воздуха спн. Определение средней массовой плотности приточного воздуха производится циклически на основании Дtн.у.. Реализация цикла происходит следующим образом:
1) в ячейке D26 на листе «Исходные данные» записывается формула для нахождения средней массовой плотности приточного воздуха спн:
=(Idдиаграмма!T20+Idдиаграмма!$U$20)/2,
где «Idдиаграмма!T20» - ячейка с плотностью приточного воздуха по температуре, поступающего приточного воздуха в ВН1 на листе «Idдиаграмма»;
«Idдиаграмма!U20» - ячейка с плотностью приточного воздуха по температуре Дtн.у., приточного воздуха после нагрева в ВН1 на листе «Idдиаграмма»;
2) в настройках MS Excel активируется функция «Включить итеративные вычисления» в «Файл > Параметры > Формулы Включить итеративные вычисления»;
в) для автоматизации расчета энтальпии внутреннего воздуха на листе «Idдиаграмма» переносятся в расчетную таблицу температуры и относительные влажности (см. п. 3г) внутреннего воздуха до и после воздухоохладителя (т. у1 и т. у2) в ячейки «R6», «R7» и «S6», «S7» соответственно (см. Рисунок П1.3);
г) относительная влажность внутреннего воздуха до воздухоохладителя (т. у2) автоматизируется на листе «Исходные данные» с учетом [2, стр. 6] по формуле:
=ЕСЛИ(D6>69;98;ЕСЛИ(D6<41;88;92)),
где «D6» - ячейка со значением относительной влажности внутреннего воздуха после воздухоохладителя (т. у1);
Рисунок 2.3 - Лист «Idдиаграмма».
Рисунок 2.3 - Лист «Idдиаграмма».
4. Автоматизация расчета п.7 главы «3 ПРИМЕР РАСЧЕТА» с целью определить число единиц переноса явной теплоты в MS Excel возможна двумя способами.
4.1. Первый способ (п. 7.1 на «0»).
а) формируется расчетная таблица на листе «К.П.Д. против» со следующей вариацией параметров:
- показатель отношения теплоёмкостей потоков воздуха и воды W от 0,1 до 5 с шагом 0,1;
- показатель числа единиц переноса явной теплоты Nt от 0 до 5 с шагом 0,001.
б) для каждой вариации W и Nt рассчитываются значения теплотехнической эффективности по формуле (3.4);
в) формируется расчетная таблица П2.1 на листе «К.П.Д. против» таким образом, чтобы таблица начиналась с ячейки «A1» на 0;
Таблица П2.2- Расчетная таблица теплотехнической эффективности в MS Excel
|
W |
Иt |
Nt |
W |
Иt |
Nt |
W |
Иt |
Nt |
W |
Иt |
Nt |
|
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
0,1 |
0 |
0 |
0,2 |
0 |
0 |
… |
… |
… |
5 |
0 |
0 |
|
|
0,1 |
0,000999 |
0,001 |
0,2 |
0,000999 |
0,001 |
… |
… |
… |
5 |
0,000997 |
0,001 |
|
|
0,1 |
0,001998 |
0,002 |
0,2 |
0,001998 |
0,002 |
… |
… |
… |
5 |
0,001988 |
0,002 |
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
|
0,1 |
0,939106 |
3 |
0,2 |
0,926085 |
3 |
… |
… |
… |
5 |
0,199999 |
3 |
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Рисунок П2.4 - Лист «К.П.Д. против»
г) в расчетной ячейке «C15» листа «К.П.Д. против» с помощью функций «ЕСЛИ» и «ВПР» автоматизируем расчет числа единиц переноса явной теплоты:
=ЕСЛИ(C10=0,1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!B2:C5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!E2:F5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!H2:J5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!K2:L5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!N2:O5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,6;ВПР(C12;К.П.Д.
против!Q2:R5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,7;ВПР(C12;К.П.Д.
против!R2:U5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,8;ВПР(C12;К.П.Д.
против!X2:Y5002;2;1);ЕСЛИ(C10=0,9;ВПР(C12;К.П.Д.
против!Z2:AA5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!Z2:AA5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!X2:AC5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AI2:AJ5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AL2:AM5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AO2:AP5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AR2:AS5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,6;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AU2:AV5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,7;ВПР(C12;К.П.Д.
против!AX2:AY5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,8;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BA2:BB5002;2;1);ЕСЛИ(C10=1,9;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BD2:BE5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BG2:BH5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BJ2:BK5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BM2:BN5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BP2:BQ5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BS2:BW5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BV2:BW5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,6;ВПР(C12;К.П.Д.
против!BY2:BZ5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,7;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CB2:CC5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,8;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CE2:CF5002;2;1);ЕСЛИ(C10=2,9;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CH2:CI5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CK2:CL5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CN2:CO5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CQ2:CR5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CT2:CU5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CW2:CX5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!CZ2:DA5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,6;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DC2:DD5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,7;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DF2:DG5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,8;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DI2:DJ5002;2;1);ЕСЛИ(C10=3,9;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DL2:DM5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DO2:DP5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,1;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DR2:DS5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,2;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DU2:DV5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,3;ВПР(C12;К.П.Д.
против!DX2:DY5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,4;ВПР(C12;К.П.Д.
против!EA2:EB5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!ED2:EE5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,6;ВПР(C12;К.П.Д.
против!EG2:EH5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,7;ВПР(C12;К.П.Д.
против!EJ2:EK5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,8;ВПР(C12;К.П.Д.
против!EM2:EN5002;2;1);ЕСЛИ(C10=4,9;ВПР(C12;К.П.Д.
против!EP2:EQ5002;2;1);ЕСЛИ(C10=5;ВПР(C12;К.П.Д.
против!ES2:EX5002;2;1);1)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))),
где «C10» - ячейка на листе MS Excel с рассчитанным значением показателя отношения теплоёмкостей потоков воздуха и воды W;
«C12» - ячейка на листе MS Excel с рассчитанным показателя числа единиц переноса явной теплоты Nt;
«К.П.Д. против!B2:C3002» - «К.П.Д. против!ES2:EX3002» - поля таблицы «Таблица П1.2», расположенные на листе «К.П.Д. против» книги MS Excel со значениями теплотехнической эффективности Иt (ячейки B2-ES2) и показателя числа единиц переноса явной теплоты Nt (ячейки C3002- EX3002);
«2» - номер столбца со значением числа единиц переноса явной теплоты Nt таблиц «К.П.Д. против!B2:C3002» - «К.П.Д. против!ES2:EX3002»;
д) строится график «Зависимость теплотехнической эффективности от числа переноса единиц и отношения теплоёмкостей потоков». (см. Рисунок 2.2) в листе «К.П.Д. против» по табличным данным;
е) аналогично формируются листы с расчетными таблицами по прямоточной схеме (лист «КПД прямо») и с перекрестным током (лист КПД п.т.).
4.2. Второй способ.
а) в ячейке «C15» (см. Рисунок П2.2) записываем формулу (12) в формате MS Excel, ссылаясь на показатель отношения теплоёмкостей потоков W, рассчитанный в ячейке «C10» и ссылаясь на показатель числа единиц переноса явной теплоты Nt в ячейке «C16»;
Рисунок П2.5 - Автоматизация «Поиск решения» для определения показателя числа единиц переноса явной теплоты Nt.
б) подключаем вкладку «Разработчик» («Файл» > «Параметры» > «Настроить ленту» > «Разработчик»);
в) подключаем подвкладку «Поиск решения» («Файл» > «Параметры» > «Надстройки» > «Надстройки Excel - Перейти» > «Поиск решения»);
г) во вкладке «Разработчик» нажимаем кнопку «Запись макроса»;
д) Присваиваем имя макросу «Nt_1»;
е) во вкладке «Данные» нажимаем на кнопку «Поиск решения» и настраиваем поиск решения в соответствии с рисунком П2.5;
ж) нажимаем кнопку «Найти решение» (см. «Рисунок П1.5») и после определения показателя числа единиц переноса явной теплоты Nt нажимаем в появившемся окне кнопку «ОК»;
з) останавливаем макрос во вкладке «Разработчик» (кнопка «Остановить макрос»);
и) вставляем кнопку макроса («Разработчик» > «Вставить» > «Кнопка-элемент управления формы») в ячейке «A16» (см. Рисунок П2.2) и присваиваем имя кнопке «Nt1»;
к) присваиваем макрос кнопке (нажимаем ПКМ по кнопке для вызова контекстного меню > нажимаем «Присвоить макрос»).
л) Проверяем работоспособность кнопки. В случае, если возникает ошибка «Sub or Function not defined», заходим в «Разработчик» > «Visual Basic» > «Tools» > «References» > активируем «Solver» и перепроверяем работоспособность кнопки «Nt1»;
м) аналогично автоматизируем расчет Nt для прямоточной схемы и схемы перекрестного тока (см. Рисунок П2.2).
5. аналогично автоматизируем расчет остальных пунктов главы «3 ПРИМЕР РАСЧЕТА» с использованием функций MS Excel, изложенных выше.
а) при расчете требуемой удельной тепловой нагрузки на теплоотдающий теплообменник по формуле (19) удобно пользоваться следующей формулой (рисунок П2.6):
Рисунок П2.6 - Расчет требуемой удельной тепловой нагрузки на теплоотдающий теплообменник
='Исходные данные'!D8*'Исходные данные'!D25*'Исходные данные'!D27*(ЕСЛИ(C16<C22;C16;C22))/3,6;
б) при подборе модели калорифера в блоке «1» (см. рисунок2.1) в лист «Калориферы» копируется таблица из Приложения 2. В листе «Расчет» в ячейке «BCD 30» (3 объединенные ячейки B30+C30+D30) формируется рас-крывающийся список из калориферов аналогично пункту «2.1 б) 1)» данного приложения, а в ячейке «С31» вводим количество калориферов («Рисунок П 2.7»);
Рисунок П 2.7 - Подбор калориферов.
в) фронтальное сечение для прохода воздуха через блок «1» (см. рис.1) удобно определять с помощью функции (Рисунок П2.7): =ВПР(B30;Калориферы!A3:J30;3;0);
г) массовую скорость воздуха в фасадном сечении в блоке «1» (см. рисунок 2.1) удобно определять с помощью функции (Рисунок П2.7): ='Исходные данные'! D8*'Исходные данные'!D25/(3600*Расчет!C32);
д) скорость антифриза в трубках в блоке «1» (см. рисунок 2.1) удобно определять с помощью функции (Рисунок П1.7):
=C8/ ('Исходные данные'! D11*3600*(ВПР (B30;Калориферы!A3:J30;4;0;
е) скорость антифриза в блоке «1» (см. рисунок 2.1) удобно рассчитывать по формуле (Рисунок П2.7): =C37/C31;
ж) коэффициент теплопередачи автоматизируется в продолжение таблицы п.5б) по формулам, предложенным в [15, таблица.1];
з) аэродинамическое сопротивление в блоке «1» (см. рисунок1) автоматизируется в продолжение таблицы п.5б) по формулам, предложенным в [15, таблица2];
и) гидравлическое сопротивление в блоке «1» (см. рис.1) автоматизируется в продолжение таблицы п.5б) по формулам, предложенным в [15, стр.13];
к) автоматизация построения на I-d диаграмме влажного воздуха режимов работы установки утилизации представлена на рисунке П2.8. Температура и относительная влажность наружного воздуха после воздухонагревателя ВН2 (на входе в помещение) в т. пн определены по категории помещения в соответствии с ГОСТ 30494-2011 [2, таблица 3] и согласно [14, п.5.1 б)];
Рисунок П 2.8 - заполнение таблицы для автоматического построения на I-d диаграмме реального и эквивалентного режимов охлаждения вытяжного воздуха в теп.
л) автоматизация расчета требуемой теплотехнической эффективности для осуществления в воздухоохладителе условного сухого охлаждения вытяжного воздуха удобно производить по следующей формуле:
=ОКРУГЛ((Idдиаграмма!X16-Idдиаграмма!Y16)/(Idдиаграмма!X16 данные'!D14);
Технические характеристики калориферов
Таблица П3.1 - Технические характеристики калориферов КСк по данным [15]
|
Обозначение калорифера |
Площадь, м |
Длина тепло- отдающего элемента (в свету), м |
Число ходов по теплоносителю |
Число рядов |
Масса,кг |
|||||
|
поверхности нагрева |
фронтального сечения |
сечения коллектора |
сечения патрубка |
живого сечения (средняя) для прохода воды |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
КСкЗ-6-02ХЛЗБ |
13,3 |
0,267 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00077 |
0,53 |
6 |
3 |
38 |
|
|
КСкЗ-7-02ХЛЗБ |
16,5 |
0,329 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00077 |
0,655 |
6 |
3 |
44 |
|
|
КСкЗ-8-02ХЛЗБ |
19,8 |
0,392 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00077 |
0,78 |
6 |
3 |
50 |
|
|
КСкЗ-9-02ХЛЗБ |
23 |
0,455 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00077 |
0,905 |
6 |
3 |
56 |
|
|
КСкЗ-10-02ХЛЗБ |
29,5 |
0,581 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00077 |
1,155 |
6 |
3 |
68 |
|
|
КСкЗ-11-02ХЛЗБ |
86,2 |
1,66 |
0,00164 |
0,00221 |
0,00235 |
1,658 |
4 |
3 |
176 |
|
|
КСкЗ-12-02ХЛЗБ |
129,9 |
2,488 |
0,00164 |
0,00221 |
0,00355 |
1,658 |
4 |
3 |
259 |
|
|
КСк4-6-02ХЛЗБ |
17,5 |
0,267 |
0,00224 |
0,00101 |
0,00102 |
0,53 |
6 |
4 |
45 |
|
|
КСк4-7-02ХЛ 3 Б |
21,7 |
0,329 |
0,00224 |
0,00101 |
0,00102 |
0,655 |
6 |
4 |
53 |
|
|
КСк4-8-02ХЛЗБ |
26 |
0,392 |
0,00224 |
0,00101 |
0,00102 |
0,78 |
6 |
4 |
61 |
|
|
КСк4-9-02ХЛЗБ |
30,2 |
0,455 |
0,00224 |
0,00101 |
0,00102 |
0,905 |
6 |
4 |
68 |
|
|
КСк4-10-02ХЛЗБ |
38,8 |
0,581 |
0,00224 |
0,00101 |
0,00102 |
1,155 |
6 |
4 |
85 |
|
|
КСк4-11-02ХЛЗБ |
114,1 |
1,66 |
0,00224 |
0,00221 |
0,00312 |
1,658 |
4 |
4 |
223 |
|
|
КСк4-12-02ХЛЗБ |
172,4 |
2,488 |
0,00224 |
0,00221 |
0,00471 |
1,658 |
4 |
4 |
331 |
|
|
КСкЗ-6-50АУЗ |
8,83 |
0,267 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00084 |
0,53 |
6 |
3 |
34 |
|
|
КСкЗ-7-50АУЗ |
11 |
0,329 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00084 |
0,655 |
6 |
3 |
40 |
|
|
КСкЗ-8-50АУЗ |
13,1 |
0,392 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00084 |
0,78 |
6 |
3 |
45 |
|
|
КСкЗ-9-50АУЗ |
15,2 |
0,455 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00084 |
0,905 |
6 |
3 |
50 |
|
|
КСкЗ-10-50АУЗ |
19,5 |
0,581 |
0,00164 |
0,00101 |
0,00084 |
1,155 |
6 |
3 |
60 |
|
|
КСкЗ-11-50АУЗ |
56,9 |
1,66 |
0,00164 |
0,00221 |
0,00255 |
1,655 |
4 |
3 |
156 |
|
|
КСкЗ-12-50АУЗ |
85,8 |
2,488 |
0,00164 |
0,00221 |
0,00385 |
1,655 |
4 |
3 |
230 |
|
|
КСк4-6-50АУЗ |
11,6 |
0,267 |
0,00254 |
0,00101 |
0,00111 |
0,53 |
6 |
4 |
38 |
|
|
КСк4-7-50АУЗ |
14,4 |
0,329 |
0,00254 |
0,00101 |
0,00111 |
0,655 |
6 |
4 |
46 |
|
|
КСк4-8-50АУЗ |
17,3 |
0,392 |
0,00254 |
0,00101 |
0,00111 |
0,78 |
6 |
4 |
53 |
|
|
КСк4 -9-50АУЗ |
20,1 |
0,455 |
0,00254 |
0,00101 |
0,00111 |
0,905 |
6 |
4 |
60 |
|
|
КСк4-10-50АУЗ |
25,7 |
0,581 |
0,00254 |
0,00101 |
0,00111 |
1,155 |
6 |
4 |
70 |
|
|
КСк4-11-50АУЗ |
75,4 |
1,66 |
0,00254 |
0,00221 |
0,00338 |
1,655 |
4 |
4 |
205 |
|
|
КСк4-12-50АУЗ |
113,9 |
2,488 |
0,00254 |
0,00221 |
0,00511 |
1,655 |
4 |
4 |
303 |
Список научных трудов
Таблица П4.1 - Список научных трудов
|
№ п/п |
Наименование учебных изданий и научных трудов |
Форма учебных изданий и научных трудов |
Выходные данные |
Объем в п.л.. |
Соавторы |
|
|
1. |
Создание интерактивной карты энергообмена в зданиях и сооружениях в динамическом режиме (статья из перечня ВАК). |
Печ. |
Бюллетень строительной техники - 2017. №6 (994). - С. 56 - 57. |
0,06/ 0,125 |
Мнушкин Н. В. |
|
|
2. |
Создание алгоритма определения потенциала энергосбережения зданий и сооружений (статья). |
Печ. |
Молодые исследователи - регионам: материалы международной научной конференции. В 3-х т. / Мин-во обр. и науки РФ ; Вологод.гос. ун-т. - Вологда : ВоГУ, 2017. - Т. 1. - С. 283 - 284. |
0,06/ 0,125 |
Мнушкин Н.В. |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Параметры наружного и внутреннего воздуха. Расчет сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проверка конструкций ограждений на отсутствие конденсации водяных паров. Определение тепловой характеристики здания. Конструирование системы отопления.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 05.10.2012Определение тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию. Коэффициент теплопередачи наружных стен, окон, перекрытий. Средний расход тепловой энергии на горячее водоснабжение потребителя. Оценка теплотехнических показателей. Расчет тепловой схемы котельной.
курсовая работа [404,2 K], добавлен 27.02.2016Архитектурно-строительная характеристика здания. Расчетные параметры внутреннего микроклимата. Подбор оборудования для приточной системы. Воздушный баланс помещения. Определение коэффициентов теплопередачи. Аэродинамический расчет систем вентиляции.
курсовая работа [268,3 K], добавлен 23.05.2016Потребление тепловой и электрической энергии. Характер изменения потребления энергии. Теплосодержание материальных потоков. Расход теплоты на отопление и на вентиляцию. Потери теплоты с дымовыми газам. Тепловой эквивалент электрической энергии.
реферат [104,8 K], добавлен 22.09.2010Климатические характеристики района строительства. Расчетные параметры и показатели воздуха в помещениях. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания. Определение тепловой мощности системы отопления, вычисление необходимых затрат.
курсовая работа [567,1 K], добавлен 21.06.2014Способы расчета расхода теплоты на горячее водоснабжение. Показатели технологического теплопотребления. Определение расхода теплоты на отопление и на вентиляцию зданий. Построение годового графика тепловой нагрузки предприятия автомобильного транспорта.
курсовая работа [266,7 K], добавлен 09.02.2011Определение максимального расхода теплоты на отопление, вентиляцию и водоснабжение промышленных предприятий, общественных и жилых зданий. Подсчет капитальных вложений в сооружение конденсационной электростанции и котельной. Выбор сетевой установки.
курсовая работа [945,2 K], добавлен 05.07.2021Энергетический паспорт здания, определение его геометрических, теплотехнических и энергетических показателей. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания. Его назначение, тип и конструктивное решение, коэффициент теплопроводности.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.06.2015Основные направления работ по энергоресурсосбережению в ЖКХ; требования к программам, государственная поддержка. Повышение энергоэффективности зданий, внедрение индивидуальных тепловых пунктов; технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 14.07.2011Характеристика объектов теплоснабжения. Расчет тепловых потоков на отопление, на вентиляцию и на горячее водоснабжение. Построение графика расхода теплоты. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети. Расчет магистрали тепловой сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.08.2012
