Автореферат диссертации (1141538), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вопервых, мощность отопления не должна быть больше мощности, поддерживающего круглосуточно в помещении20 оС. Во-вторых, ограничение по температуре в помещении – в отопительный период к началу рабочего дня недолжна быть ниже 18 оС, а к концу рабочего времени выше 24 оС.Теплопоступления, Вт∙ч/м23500300025002000150010005000-500-1000-1500-2000123-28 -10,4 -3,10515283`1` 2`Рисунок 5 – Суточное тепло- холодопотребление системами отопления и охлаждения, кВт∙ч, зданием в целом при теплопоступлениях в помещения 50 Вт/м2; потребление теплоты на отопление помещения с утеплением по варианту 1 – 1; по варианту 2 – 2; по варианту 3 – 3; потребление холода на охлаждение помещения,утепленного по варианту 1 – 1’; по варианту 2 – 2’; по варианту 3 – 3’Температура наружного воздуха, оСДля обобщения результатов расчетов в качестве основного параметрапринят общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2∙оС), в соответствии сСП 50.13330.2012.Обычно технико-экономические показатели относят к 1 м2 площади здания.
Результаты таких расчетов приведены на графиках рисунка 6.Линиями на графиках объединены значения удельного энергопотреблениявариантов одинаковой теплозащиты при одном значении теплопоступления иодном значении остекленности фасада. Из рисунка 6 видно, что в годовом разрезе нагрузка на системы машинного и свободного охлаждения меньше в зда-17ниях с наименьшей теплозащитой (вариант теплозащиты 1) и при меньшихтеплопоступлениях в помещение.Годовое потребление холода возрастает на 21-33,9%, при этом потребление теплоты падает на 78,4% с увеличением теплозащиты от варианта утепления 1 к варианту 3.
Увеличение теплопоступлений в помещении от 30 Вт/м2 до70 Вт/м2 в дневное время сокращает потребность в теплоте на 41,7% в вариантетеплозащиты 1 и на 57,2% в варианте теплозащиты 3. Увеличение потребностив машинном холоде при этом составляет около 63 % в любом варианте (незавиа)в)q1, кВт∙ч/м2пола60453015075604530150,60,70,80,911,11,2Кобщ, Вт/(м2∙0С)б)q1, кВт∙ч/м2полаq1, кВт∙ч/м2поласимо от теплозащиты).756045301500,60,70,80,911,11,20,60,70,80,911,11,2Кобщ, Вт/(м2∙0С)Рисунок 6 – Изменение удельного на 1 м2пола энергопотребления зданиями с остеклением фасада 0,55 с различной теплозащитой и различными теплоизбытками а)теплопотребление на отопление здания б)хладопотребление на свободное охлаждение; в) хладопотребление на машинноеохлаждение зданияКобщ, Вт/(м2∙0С)Условные обозначения:,,,,,- при соответственно 1, 2, 3 вариантах теплозащиты и теплопоступлениях в помещение 30 Вт/м2; ,,,,,- при соответственно 1, 2, 3 вариантах теплозащиты и теплопоступлениях в помещение 50 Вт/м2;,,,,,- при соответственно 1, 2, 3 вариантахварианты теплозащиты и теплопоступлениях в помещение 70 Вт/м2В связи с противоречивостью энергетической оценки в главе 5 рассмотрена экономическая оценка вариантов теплозащиты, учитывающая современную конъюнктуру рынка энергоносителей и климатического оборудования.Капитальные и эксплуатационные затраты на поддержание микроклиматав зданиях зависят от стоимости следующих составляющих этого процесса: теплозащита, системы отопления и охлаждения здания, энергоносители: теплота иэлектроэнергия, потребляемые упомянутыми системами, а также присоединение систем отопления и охлаждения здания к энергосетям.
Поэтому сначала18выявляются эти показатели. Так как в сравниваемых вариантах обычно известны мощности систем отопления (СО) и охлаждения здания, сначала найдена ихцена за 1 кВт мощности. В связи с широтой понятия цены, являющейся денежным выражением стоимости товара, в дальнейшем слово «стоимость» употребляется в отношении всего ресурса, а слово «цена» - в отношении его единицы.Ценовой диапазон удельной стоимости СО, приходящейся на 1 кВт мощности системы определен по реальным проектным сметам.
Рассмотрены различные объекты общественных зданий. Все СО оснащены терморегулирующейи балансировочной арматурой. Рассмотрены СО различной конфигурации, изразличного материала труб, с различными отопительными приборами. Так какв предоставленных нам сметах не было данных об элементах СО, относящихсяк тепловому пункту, было дополнительно рассмотрены стоимости элементовтепловых пунктов 36 офисных зданий, для которых ранее рассчитано годовоеэнергопотребление. Стоимость всех элементов СО принималась с учетом монтажа, с учетом НДС, приведена к 2016 г. В результате в расчет был принят диапазон цен СО от 15 000 до 100 000 руб./кВт.На следующем этапе работы определена энергетически и экономическивыгодная температура наружного воздуха, при которой выгодно применятьсвободное охлаждение воды для систем кондиционирования воздуха зданийофисного назначения на основе многовариантных расчетов.
В расчетах рассматривалось офисное здание с тепловыделениями в среднем за рабочий день50 Вт/м2 расчетной площади, температура внутри обслуживаемых помещенийзимой принята равной +20 оС, летом +24 оС. В таких условиях охлаждение некоторых помещений здания требуется начиная с температуры наружного воздуха -28 оС.Система состоит из двух холодильных машин, имеющих по 2 винтовыхкомпрессора с водоохлаждаемыми конденсаторами, двух сухих охладителей,двух насосных станций, промежуточного теплообменника и запорной арматуры.
Регулирование производительности холодильных машин от 25% с шагомрегулирования 12,5%.19Для выявления энергетически целесообразной температуры наружноговоздуха перехода от свободного охлаждения на машинное сравнивались энергозатраты на свободное и машинное охлаждение за время работы системы кондиционирования воздуха при разных размерах сухого охладителя для вариантовс различной температурой наружного воздуха от 26 до 32 оС. Экономическийанализ температуры перехода от свободного к машинному охлаждению выполнялся сравнением совокупных дисконтированных затрат (СДЗ), руб., на поддержание заданного микроклимата помещений при различных вариантах теплозащиты здания и стоимости системы охлаждения. Выяснено, что при увеличившейся на 4 оС расчетной температуре наружного воздуха незначительноеувеличение мощности сухих охладителей значительно увеличивает их стоимость.
Стоимости систем свободного и машинного охлаждения были приняты вдиапазоне от 1 500 до 7 000 рублей за 1 кВт мощности системы свободногоохлаждения и от 40 000 до 80 000 рублей за 1 кВт мощности системы машинного охлаждения. Причем в стоимость оборудования для свободного охлажденияучитывался только теплообменник, так как остальное оборудование необходимо и для машинного охлаждения.Приняты следующие диапазоны цен: на электроэнергию от 3,61 до 5,68руб./кВт.ч; на теплоту от 1,81 до 3,5 руб./кВт.ч; на холод свободного охлаждения помещений от 1,54 до 2,27 руб./кВт.ч; на холод машинного охлаждения от4,71 до 8,33 руб./кВт.ч. При этом затраты на машинное и свободное охлаждениеделились пропорционально времени работы системы в каждом режиме. Стоимость присоединения к тепловым сетям принята от 500 руб.
до 50 000 руб. за 1кВт мощности присоединяемых систем, а к электросетям от 500 до 100 000 руб.за 1 кВт мощности.Затем для зданий были рассчитаны капитальные и эксплуатационные затраты. Результаты расчетов были обобщены на графиках, в зависимости отудельной теплозащитной характеристики здания kоб, которая, равна произведению коэффициентов компактности и общего коэффициента теплопередачи зда-20ния. На рисунке 7 показано, какие значения удельной теплозащитной характеристики здания kоб соответствуют конкретным рассмотренным зданиям.0,13/0,25/61,2/12 эт. 0,1050,113/0,25/40,8/120,1150,123/0,25/20,4/12 эт.
0,1252/0,25/61,2/12 эт. 0,130,1352/0,25/40,8/120,143/0,25/61,2/33/0,55/61,2/12 эт. 0,1453/0,25/40,8/3 эт. 0,153/0,55/40,8/12 эт. 0,1551/0,25/61,2/120,162/0,25/20,4/12 эт. 0,1652/0,55/61,2/12 эт. 0,173/0,55/20,4/12 эт. 0,1753/0,25/20,4/30,181/0,25/40,8/12 эт.0,1852/0,55/40,8/122/0,25/61,2/3 эт. 0,192/0,25/40,8/3 эт. 0,1951/0,55/61,2/12 эт. 0,22/0,55/20,4/120,2053/0,55/61,2/3 эт. 0,211/0,55/40,8/12 эт. 0,2153/0,55/40,8/3 эт.1/0,25/20,4/12 эт. 0,222/0,25/20,4/3 эт.
0,2253/0,55/20,4/3 эт. 0,230,2350,242/0,55/61,2/30,2452/0,55/40,8/3 эт. 0,251/0,55/20,4/12 эт. 0,2550,260,2651/0,25/61,2/3 эт. 0,272/0,55/20,4/3 эт. 0,2750,281/0,25/40,8/3 эт. 0,2850,290,2950,30,3051/0,55/61,2/3 эт. 0,310,3151/0,25/20,4/3 эт. 0,321/0,55/40,8/3 эт. 0,3250,330,3350,340,3450,350,3551/0,55/20,4/3 эт. 0,360,3650,370kоб, Вт/(м3∙0С)Рисунок 7 – Расшифровка значений удельной теплозащитной характеристики, kоб,Вт/(м ∙ С), для вариантов рассматриваемых зданий. Последовательно указаны: вариант теплозащиты здания, коэффициент остекленности, длина здания, м, количество этажейa)б)в)Рисунок 8 – Зоны эко505050номически целесооб474747444444разных вариантов414141383838утепления зданий35353532323229(красное – вариант29292626262323теплозащиты1, синее23202020171717–вариант2,зеленое–141414111111вариант теплозащиты8883).
а), г, ж) при стои0,10,150,20,250,30,350,10,150,20,250,30,350,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35kоб, Вт/(м3∙0С)kоб, Вт/(м3∙0C)kоб, Вт/(м3∙0С)мости утепленияд)г)е)22 000 руб./м3 (а, г, ж),606060при стоимости утепле5757575454545151ния 15 000 руб./м3 (б,514848484545д, з), при стоимости45424242393939утепления 9 0003636363333333руб./м(в, е, и). При303030272727внутренних теплопо242424212121ступленияха, б, в – 30181818151521512Вт/м , г, д, е – 50121220,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,350,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35Вт/м, ж, з, и – 700,10,150,20,250,30,35kоб, Вт/(м3∙0С)kоб, Вт/(м3∙0С)30kоб, Вт/(м ∙ С)Вт/м2ж)з)и)0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35kоб, Вт/(м3∙0С)СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.72696663605754514845423936333027242118СДЗ/м2, тыс.руб.72696663605754514845423936333027242118СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.СДЗ/м2, тыс.руб.3о0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35kоб, Вт/(м3∙0С)726966636057545148454239363330272421180,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35kоб, Вт/(м3∙0С)21Стоимость утепления здания влияет на выгодность варианта утепления впротивофазе к стоимостям всех остальных составляющих затрат.
Поэтому зоныэкономической целесообразности вариантов утепления в зависимости от kобопределены при наиболее низких, средних и высоких стоимостях утепления понорме дисконта10% и представлены на рисунке 8. Расчеты СДЗ при норме дисконта 5% не выявили качественного расхождения с полученными на рисунке 8результатами. Расчет зон сочетаний kоб и СДЗ, относящимися к экономическойвыгоде одного из трех вариантов теплозащиты, при учете только стоимостиутепления и теплоты на отопление в отличие от наших результатов показал, чтоутепление по базовому варианту не окупится никогда.ЗАКЛЮЧЕНИЕРезультаты проделанной работы позволяют подвести следующие итоги:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
