Расчёт теплопотребления зданий и оценки эффективности мероприятий по энергосбережению

Федеральное агентство  по образованию

ФГАОУ ВПО «УРФУ им. Первого президента России Б.Н. Ельцина»

Кафедра «Энергосбережение»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая  работа

по дисциплине "Основы энергосбережения" на тему

"Расчёт  теплопотребления зданий и оценки  эффективности мероприятий по энергосбережению"

 

 

 

 

 

 

 

 

        Преподаватель:                                                                                        Силин В.Е.

        Студентка:                                                                                                Душанина Е.С.

        Группа:                                                                                                      С-47072

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2011

 

Исходные  данные:

Склад химикатов, 800 м³, 8 человек.

Регенерация масел, 1500 м³, 6 человек.

Насосная, 400м^3, 8 человек.

Климатическая зона – 3 (г. Нижний тагил).

 

Расчет тепловых нагрузок потребителей:

Максимальная часовая отопительная нагрузка здания:

• склад химикатов:

α = 0,95 – поправочный коэффициент

q₀ = 0,85 ккал/(м³·ч·°С) – удельная отопительная тепловая характеристика здания

t_в.р. = 15°С – расчетная температура воздуха в помещениях

t_н.р.о. = -36°С - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (для II климатической зоны)

Q_о = 0,95 · 0,85 · 800· (15-(-36)) 10^-6 = 0,033 Гкал/ч.

 

• регенерация масел:

α = 0,95

q₀ = 0,6 ккал/(м³·ч·°С)

t_в.р. = 15°С

t_н.р.о. = -36°С

Q_о = 0,95 · 0,6 · 1500· (15-(-36)) 10^-6 = 0,044 Гкал/ч.

 

• насосная:

α = 0,95

q₀ = 1,05 ккал/(м³·ч·°С)

t_в.р. = 15°С

t_н.р.о. = -36°С

Q_о = 0,95 · 1,05 · 800· (15-(-36)) 10^-6 = 0,041 Гкал/ч.

 

Годовой расход теплоты на нужды отопления  зданий:

• склад химикатов:

n = 5712 ч/год – число часов отопительного периода

k = (t_в.р – t _{ср. п}) / (t _в.р – t _н.р.о)=(15-6,6)/(15-(-36))=0,16– коэффициент пересчета на среднюю температуру года

Q_{год о}  = Q_о · n · k=0,033·5712·0,16=30,2 Гкал/год

• регенерация масел:

n = 5712 ч/год – число часов отопительного периода

k = (t_в.р – t _{ср. п}) / (t _в.р – t _н.р.о)=(15-6,6)/(15-(-36))=0,16– коэффициент пересчета на среднюю температуру года

Q_{год о}  = Q_о · n · k=0,044·5712·0,16=40,2 Гкал/год

 

• насосная:

n = 5712 ч/год – число часов отопительного периода

k = (t_в.р – t _{ср. п}) / (t _в.р – t _н.р.о)=(15-6,6)/(15-(-36))=0,16– коэффициент пересчета на среднюю температуру года

Q_{год о}  = Q_о · n · k=0,041·5712·0,16=37,5 Гкал/год

 

Максимальная  часовая вентиляционная нагрузка здания:

• регенерация масел:

α = 0,94 – поправочный коэффициент

q_в = 0,5 ккал/(м³·ч·°С) – удельная вентиляционная тепловая характеристика здания

t_в.р. = 15°С – расчетная температура воздуха в помещениях

t_н.р.в. = -36°С - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (для II климатической зоны)

Q_в=0,94·0,5·1500·(15+36)=0,036 Гкал/ч

 

Годовой расход теплоты на нужды вентиляции здания:

• регенерация масел:

n = 5712 ч/год – число часов отопительного периода

k = 0,16 – коэффициент пересчета на среднюю температуру года

Q_в=0,036·5712·0,16=32,9 Гкал/ч

 

 

Расчет потребления сетевой (хозяйственно-питьевой) воды на нужды горячего водоснабжения:

Суточное  потребление:

G_{ГВС,сут}=aU·10^-3

 

а_сх = 24 л/сут – норма расхода горячей воды в средние сутки склада химикатов;

U_сх = 8 чел. – число водопотребителейт склада химикатов;

а_рм = 24 л/сут – норма расхода горячей воды в средние сутки регенерации масел;

U_рм = 6 чел. – число водопотребителей регенерации масел;

а_н = 24 л/сут – норма расхода горячей воды в средние сутки насосной;

U_н = 8 чел. – число водопотребителейт насосной.

 

G_{ГВС,сут. сх}=G_{ГВСсут.н}=24·8·10^-3=0,19м³/сут

G_{ГВС,сут. рм}=24·6·10^-3=0,14м³/сут

Годовое потребление:

n_р = 250 дней – число дней работы всех потребителей воды

 

G_{ГВС,год.сх}= G_{ГВС,год.н} =0,19·250=47,5м³/сут

G_{ГВС,год.рм} =0,14·250=35м³/сут

 

 

Перерасчет потребления ГВ в  расход тепловой энергии:

Годовая тепловая нагрузка на нужды горячего водоснабжения:

Q=0,06 G_{ГВС,год}

 

Q_{ГВС,год.сх}= Q_{ГВС,год.н} =0,06·47,5=2,85м³/сут

Q_{ГВС,год.рм}= Q_{ГВС,год.н} =0,06·35=2,1м³/сут

 

 

Расчет потребления сетевой (хозяйственно-питьевой) воды на нужды холодного водоснабжения:

Суточное  потребление:

G_{ХВС,сут}=aU·10^-3

 

а_сх = 21 л/сут – норма расхода холодной воды в средние сутки для склада химикатов;

U_сх = 8 чел. – число водопотребителей для склада химикатов;

а_рм = 21 л/сут – норма расхода холодной воды в средние сутки для регенерации масел;

U_рм = 6 чел. – число водопотребителей для регенерации масел;

а_н = 21 л/сут – норма расхода холодной воды в средние сутки для насосной;

U_н = 8 чел. – число водопотребителей для насосной.

 

G_{ХВС,сут. сх}=G_{ГВСсут.н}=21·8·10^-3=0,17м³/сут

G_{ХВС,сут. рм}=21·6·10^-3=0,13м³/сут

 

Годовое потребление:

n_р = 250 дней – число дней работы всех потребителей воды

 

G_{ХВС,год.сх}= G_{ГВС,год.н} =0,17·250=42,5м³/сут

G_{ХВС,год.рм} =0,13·250=32,5м³/сут

 

 

 

Разработка  и оценка эффективности мероприятий  по энергосбережению:

1. В системе отопления:
• Снижение потерь тепла с инфильтрующимся воздухом путем уплотнения дверей и оконных стыков – экономия 10-20% от потребления тепловой энергии на отопление:

При годовой нагрузке на отопление здания Q_год,0 = 495,13 Гкал/год и сокращении потерь тепловой энергии за счет данного мероприятия на уровне 10%, эффективность мероприятия:

495,13·0,1 = 49,51 Гкал/год, или

555,08·49,51 = 27704,04 руб/год, где 555,08 руб/Гкал – минимальная (с коллекторов ТЭС) стоимость 1 Гкал тепловой энергии

При потреблении  из тепловых сетей стоимость 1 Гкал возрастает до 964,44 руб/Гкал и эффективность  мероприятия при тех же затратах составит:

964,44·49,51 = 47749,42 руб/год

• Оснащение системы отопления узлом учета и регулирования потребления тепловой энергии – экономия 10-50% от расчетного потребления тепловой энергии:

За счет данного  мероприятия сокращение количества тепловой энергии, предъявляемого к  оплате, будет на уровне 50%, что составит в денежном выражении:

495,13·0,5·555,08 = 137418,38 руб/год

Простой срок окупаемости  затрат на оснащение системы отопления  узлом учета и регулирования  при капитальных затратах на узел 120-130 тыс.руб:

 

2. В системе горячего и холодного водоснабжения и водоотведения:

• Снижение потребления горячей воды за счет оптимизации расходов и регулирования температуры – экономия 10-20% от нормативного потребления горячей воды:

При годовом  потреблении ГВ 240 м³/год и тепловой энергии на нужды ГВС 14,4 Гкал/год сокращение потребления ГВ за счет этих мероприятий составит не менее 10%, эффективность мероприятия – сокращение потребления ГВ:

240·0,1 = 24 м³/год и 14,4·0,1 = 1,44 Гкал/год в натуральном выражении,

или в денежном выражении:

555,08·1,44 = 799,31 руб/год

7,08·24 = 169,92 руб/год, где 7,08 руб/м³ – стоимость услуг водоотведения

Всего: 799,31+169,92 = 969,23 руб/год

• Своевременное устранение утечек, сокращение расходов и потерь холодной воды – экономия до 50% от объема потребления холодной воды:

При годовом потреблении холодной воды 190 м³/год сокращение ее потребления за счет данного мероприятия составит 50% и при стоимости 1 м³ холодной воды в размере 6,73 руб/м³ и стоимости отведения 1 м³ стоков 7,08 руб/м³ эффективность мероприятия в натуральном и стоимостном выражении составит:

190·0,5 = 95 м³/год, или

6,726·95 + 7,08·95 = 1311,57 руб/год

• Оснащение систем ГВС и ХВС счетчиками расхода воды – экономия до 20% от объема потребления воды:

За счет данного  мероприятия сокращение количества ГВ и ХВ, предъявляемого к оплате, составит до 20% от объема потребления воды, соответственно, эффективность мероприятия в стоимостном выражении будет соответствовать экономии:

(240 + 190)·0,2 = 86  м³/год и 14,4·0,2 = 2,88 Гкал/год ,или

190·0,2·6,726 + 86·7,08 + 2,88·555,08 = 2463,1 руб/год

 

3. В системе отопления:
• Применение частотного регулирования скорости вращения – экономия 20-30% от потребления тепловой энергии на вентиляцию.

При годовой  нагрузке на отопление здания Q_год,в = 3468,94 Гкал/год и сокращении потерь тепловой энергии за счет данного мероприятия на уровне 20%, эффективность мероприятия:

3468,94·0,2 = 693,19 Гкал/год, или

555,08·693,19 = 384774,8 руб/год,

• Отключение вентиляционных установок во время обеденных перерывов и в нерабочее время – 10-50% от потребления тепловой энергии на вентиляцию.

При годовой  нагрузке на отопление здания Q_год,в = 3468,94 Гкал/год и сокращении потерь тепловой энергии за счет данного мероприятия на уровне 30%, эффективность мероприятия:

3468,94·0,3= 1040,68 Гкал/год, или

555,08·1040,68 = 577661,76 руб/год

• Применение устройств автоматического регулирования и управления вентиляционными установками в зависимости от температуры наружного воздуха – 10-15% от потребления тепловой энергии на вентиляцию.

При годовой  нагрузке на отопление здания Q_год,в = 3468,94 Гкал/год и сокращении потерь тепловой энергии за счет данного мероприятия на уровне 10%, эффективность мероприятия:

3468,94·0,1= 346,89 Гкал/год, или

555,08·346,89 = 192551,7 руб/год