Дипломная работа: Повышение энергоэффективности зданий

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

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

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

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

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.