Расчет энергосберегающих мероприятий на объекте жкх

Название	Расчет энергосберегающих мероприятий на объекте жкх
Дата	16.12.2021
Размер	0.92 Mb.
Формат файла
Имя файла	TGTU_13_03_01_007_KR_DE.docx
Тип	Курсовая #305769

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Энергообеспечение предприятий и теплотехника»

	УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой __________________ А.Н. Грибков подпись инициалы, фамилия «____» _____________ 2020 г.

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине«Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии»

на тему:

«Расчет энергосберегающих мероприятий на объекте ЖКХ»

Направление подготовки (специальность) 13.03.01 –«Теплоэнергетика и теплотехника»

код, наименование направления подготовки (специальности)

Автор работы С.Р. Зрелова Группа БТЭ-41

подпись, дата инициалы, фамилия
Обозначение работы ТГТУ 13.03.01.01.007 КР ДЭ

Обозначение документа ТГТУ 13.03.01.01.007 КР ТЭ-ТЛ

Руководитель курсовой работы	___________________ О.Н. Попов подпись, дата инициалы, фамилия
Нормоконтролёр	__________________ О.Н. Попов подпись, дата инициалы, фамилия
Работа защищена с оценкой
Члены комиссии:	подпись, дата инициалы, фамилия подпись, дата инициалы, фамилия подпись, дата инициалы, фамилия

Тамбов 2020

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой
____________________ А.Н. Грибков

подпись инициалы, фамилия

«____» _____________ 2020 г.

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
по дисциплине «Энергосбережение в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии»

на тему:

«Расчет энергосберегающих мероприятий на объекте ЖКХ»

Направление подготовки (специальность) 13.03.01 –«Теплоэнергетика и теплотехника»

код, наименование направления подготовки (специальности)

Обозначение работы ТГТУ 13.03.01.01.007 КР ДЭ

Обозначение документа ТГТУ 13.03.01.01.007 КР ТЭ-ЗД

Срок представления работы к защите « 16 » 12 20 20 г.

Исходные данные для расчета: объект энергетического обследования – квартира в

пятиэтажном жилом доме.

Перечень подлежащих разработке вопросов:

1 Введение

2 Основные сведения об объекте энергетического обследования

3 Предлагаемые энергосберегающие мероприятия

4 Расчет энергосберегающих мероприятий

5 Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий

6 Заключение

7 Список использованных источников

Руководитель работы	___________________ О.Н. Попов подпись, дата инициалы, фамилия
Задание принял к исполнению	__________________ С.Р.Зрелова подпись, дата инициалы, фамилия

С
3
ОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Основные сведения об объекте энергосбережения 3

2. Предлагаемые энергосберегающие мероприятия 6

2.1 Установка датчика движения 6

2.2 Установка двухрежимного сливного устройства в санузел 7

2.3 Установка светорегулятора (диммера) 9

3. Расчет энергосберегающих мероприятий 10

3.1 Расчет установки датчика движения 10

3.2 Расчёт двухрежимного сливного устройства в сантехническом узле 11

3.3 Расчёт установки светорегулятора (диммера) 11

4. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий 12

4.1 Обоснование установки установки датчика движения 12

4.2 Обоснование установки двухрежимного сливного устройства в санузел 13

4.3 Обоснование установки светорегулятора (диммера) 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 16

ПРИЛОЖЕНИЕ А 18

В
4

4
ВЕДЕНИЕ

Федеральный Закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», который был принят 23.11.2009, четко определил первоочередные мероприятия, которые направлены на повышение энергоэффективности, а также указал сроки их внедрения. В данном законе отрасль ЖКХ отдельно не выделяется, но все сферы энергосбережения, затронутые законом, так или иначе непосредственно относятся к ней, так как именно ЖКХ обеспечивает функционирование жилищной сферы, составляющей значительную часть всего имущества.

Энергосбережение в ЖКХ налаживать необходимо, и применять нужно комплексный подход, включая в сам процесс все ответственные организации, контролирующие органы и власти.

Энергоэффективность − эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов − достижение экономически оправданной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Эффективное использование энергии, или «пятый вид топлива» − использование меньшего количества энергии для поддержания того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) − это полезное (эффективное) расходование энергии.

В данной работе рассматривается ряд мероприятий для экономии воды, тепла и электроэнергии на примере квартиры в многоквартирном девятиэтажном жилом доме, в г. Тамбове. Также рассматривается экономическая эффективность применения энергосберегающих мероприятий.

1
5
. Основные сведения об объекте энергосбережения

Объектом обследования является квартира в многоквартирном девятиэтажном жилом доме, в г. Тамбове, в которой проживает 1 человек.

Основными видами коммунальных услуг является, отопление, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение, газоснабжение и электроснабжение.

Система отопления в многоквартирном доме централизованная, двухтрубная, с искусственной циркуляцией теплоносителя.

Сведения об оснащенности объекта обследования приборами учета электрической энергии, природного газа и холодной воды приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Сведения об оснащенности приборами учета
Тип прибора	Марка прибора	Год выпуска	Межповерочный интервал
Счетчик электроэнергии	Меркурий 201	2014	16 лет
Счетчик потребляемого природного газа	Геликон G1,6	2014	10 лет
Счетчик потребляемой холодной воды	СХВ-15	2013	4 года
Счетчик потребляемой горячей воды	СГВ-15	2013	6 лет
Поквартирный тепловой счетчик	КАРАТ компакт 201	2014	4 года

Данные о потреблении ресурсов по месяцам представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Потребление ресурсов по месяцам за 2019 год

Месяц	Газ, м³	Электроэнергия, кВт·ч	ХВС, м³	ГВС, м³	Отопление, Гкал
Январь	4	50	5	2	1
Февраль	3	52	5	2	1
Март	3	53	5	3	0,75
Апрель	4	50	6	3	0,41
Май	3	49	4	2	0
Июнь	4	48	4	2	0
Июль	3	48	5	2	0
Август	3	49	4	2	0
Сентябрь	4	51	5	2	0
Октябрь	4	51	3	2	0,43
Ноябрь	5	53	4	3	0,67
Декабрь	4	53	4	3	0,88
Суммарно	44	601	54	28	5,14

П
6
лан квартиры представлен на рисунке 1.1.

1– коридор; 2 – прихожая; 3 – кухня; 4 – ванная;

5 – санузел; 6 – жилая комната; 7,8 – лоджия.
Рисунок 1.1 – План квартиры
Произведем анализ таблицы 1.2 и сравним с показаниями из нормативных документов.

Действительный расход воды определим по формуле

. (1.1)

где G – годовой расход воды, м³/год (табл. 1.2); n – количество проживающих в доме человек.

Действительное потребление холодной воды составит

л/сут ∙чел.

Расход холодной воды согласно нормативному документу 92,5 л/сут ∙чел. [14]. Действительный расход больше нормативного, исходя из этого выбираем мероприятия по сбережению холодной воды.

Действительный расход горячей воды составит

л/сут ∙чел.
С
7
огласно нормативным документам расход горячей воды 82,5 л/сут∙чел, т.к. действительное значение расхода меньше нормативного, перерасхода горячей воды не будет.

Посчитав по укрупненным показателям тепловую нагрузку дома было выявлено, что за отопительный период должно быть подведено не более 7,6 Гкал тепловой энергии [Приложение А], действительное значение меньше рассчитанного и составляет 5,14 Гкал (табл. 1.2).

Нормативное потребление электрической энергии рассчитаем в соответствии с нормативным документом [15]

, (1.2)

где P– потребление электрической энергии в месяц, (кВт·ч)/чел; n – количество проживающих в доме человек.

кВт·ч.

Сравнивая нормативное значение с действительным (из табл. 1.2) увидим превышение электроэнергии в нескольких месяцах, следовательно нужно подобрать энергосберегающие мероприятия в данной отрасли.

Нормативное потребление природного газа по нормативу не более 14,5 м³для одного человека в месяц [16]. Сравнив нормативное и действительное потребление (табл. 1.2) природного газа, превышения в потреблении не выявлено.
2
8
. Предлагаемые энергосберегающие мероприятия

2.1 Установка датчика движения.

Датчик движения представляет собой устройство, реагирующее на тепловое инфракрасное (ИК) излучение и преобразующее его в электрический сигнал. Если источник излучения перемещается, датчик регистрирует это событие. У этих датчиков не высокая зона чувствительности, они предназначены для регистрации крупных перемещений, например, идущего человека. Датчики движения подходят для помещений с малой посещаемостью и слабой естественной освещенностью. Например, для коридора и тамбура – здесь до 80 % времени освещение включено при отсутствии людей.

Рис. 2.1 – Схема подключения датчика движения [8].

2
9
.2 Установка двухрежимного сливного устройства в санузел

Принцип работы механизма двойного смыва унитаза идентичен однорежимному. После нажатия кнопки поплавок опускается, открывая заливной клапан. В бак поступает вода, выталкивая поплавок наверх, до установленного уровня. После заполнения бачка заливной клапан закрывается, и вода перестает поступать. Большая кнопка расходует весь запас воды в бачке, а малая спускает половину.

В доме установлен унитаз «Santek Анимо 1WH110035» с однорежимным сливом. Габариты бачка 360×380×170 мм. [11] Предполагается установка двухрежимного сливного устройства «Santek» подходящего на все модели унитазов данной фирмы [6].

Рис. 2.2 – Арматура бачка однорежимная для унитазов Santek [11].

10000

Рис 2.3 – Арматура бачка двухрежимная для унитазов Santek[6].

Исходя из приведенных схем видим, что размеры арматур идентичны. Следовательно, можно произвести замену однорежимного сливного устройства на двухрежимное.
2
111
.3 Установка светорегулятора (диммера)

Все современные светорегуляторы предназначаются для включения/выключения прибора освещения, а также регулировки интенсивности света. Другими словами, диммер – это обычный выключатель с полезными функциями. Благодаря регулировке яркости возможен более экономичный расход электроэнергии, которая лишь при необходимости потребляется в больших количествах. Уменьшение затрат на электроэнергию достигает примерно 30%. Также при использовании регуляторов света увеличивается срок полезной службы ламп, так как данный показатель находится в зависимости от величины подающегося на лампочку напряжения. Основной причиной перегорания ламп является быстрое включение светильников – резкий скачок от 0 до 220В, а вот ток в сети с диммером нарастает плавно [8].

Рис 2.3 – Схема подключения диммера [8].

3
12
. Расчет энергосберегающих мероприятий

3.1 Расчёт датчиков движения

Расчет ведем согласно [5].

Лампа Camelion [12].

Количество ламп

Электрическая мощность лампы

.

Зная количество светильников и единичную мощность, можем определить суммарную осветительную мощность

Вт (3.1)

Пусть до установки датчика освещение работало в течение 2 ч в день.

После установки датчика движения освещение включается только в случае присутствия человека в зоне действия датчика. На основании экспериментальных данных время работы освещения при наличии датчика снижается на 40-50 %.

Годовая экономия электроэнергии составит, кВтч

, (3.2)

где

– число часов работы системы освещения в год до установки датчика,

– коэффициент экономии (на основе практических данных).

3
13
.2 Расчёт двухрежимного сливного устройства в сантехническом узле

К достоинствам двухрежимного сливного устройства относится экономия воды на слив унитаза на половину. По статистике расхода воды до 20% уходит на смыв унитаза.

Рассчитаем экономию воды с двухрежимным сливным устройством

м³(3.3)

После установки смывного устройства расход воды снижается на 50%

м³(3.4)

Экономия на смыве в год составляет

м³(3.5)
3.3 Расчёт установки светорегулятора (диммера)

Расход электроэнергии на освещение квартиры в день составляет

, (3.6)

где T– количество часов использования приборов освещения за один день усредненное за год, ч; n– количество приборов освещения (лампочек) в комнатах где предполагается установка диммеров (по 3 шт. в жилых комнатах и 4 шт. на кухне), шт.; k – коэффициент одновременного включения приборов освещения;

P– удельная мощность приборов освещения, Вт.

кВт

ч.

Экономия электроэнергии в год составит

. (3.7)

кВт

ч.
4
14
. Экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий

4.1 Экономический расчёт установки датчиков движения

Экономия электроэнергии из предыдущих расчетов

.

При существующем тарифе на электроэнергию 4,15 рублей за 1

[10], чистая годовая экономия составит

руб./год. (4.1)

руб./год.

Цена датчика движения REXANT ДДС 04 составляет 480 рублей [13].

Срок окупаемости мероприятия составит

, (4.2)

_{где Э – чистая годовая экономия, рублей/год , З – общие затраты, руб.}

года.

Чистая стоимость при сроке службы 5 лет

(4.3)

руб.

Рентабельность

, (4.4)

4
15
.2 Обоснование установки двухрежимного сливного устройства в санузел

При стоимости 1 м³ холодной воды равной 25,22 рублей [9], годовая экономия, выраженная в рублях, при монтаже двухрежимного сливного устройства приблизительно составит

, (4.5)

где V− сэкономленный объем холодной воды, м³.

руб. в год.

Цена сливного устройства Ц = 790р [6]

Срок окупаемости мероприятия составит

года

Чистая стоимость при сроке службы 10 лет

, (4.6)

Рентабельность

4.3 Обоснование установки светорегулятора (диммера)

При стоимости 1 кВт

ч электроэнергии равной 4,15 рублей [10], годовая экономия, выраженная в рублях, при монтаже светорегулятора приблизительно составит

где V− сэкономленный объем электроэнергии, кВт

ч.

руб. в год.

Средняя цена диммера Ц = 400 р, таких диммеров потребуется 4 шт.

Срок окупаемости мероприятия составит

года.

Чистая стоимость при сроке службы 7 лет

руб.

Р
16
ентабельность

З
17

15

АКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе был рассмотрен ряд типовых мероприятий по энергосбережению на примере квартиры в многоэтажном доме.

В качестве энергосберегающих мероприятий были выбраны: установка датчиков движения, установка двухрежимного сливного устройства, установка светорегулятора.

Был посчитан срок окупаемости для каждого из мероприятий, наглядно показывающий эффективность проведения.
С
18

15

ПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

2. СП 131.13330.2018. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция взамен СНиП 23-01-99*.- Введ. 2019.05.29. - М.: НИИСФ РААСН, 2018.- 115 с.

3. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.– Введ. 2013-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2011.- 21 с.

4. СП 347.1325800.2017. Свод правил. Внутренние системы отопления, горячего и холодного водоснабжения. Правила эксплуатации.

5. Бухмиров В.В., Нурахов Н.Н., Косарев П.Г., Фролов В.В., Пророкова М.В. «Методические рекомендации по оценке эффективности энергосберегающих мероприятий» – Томск: ИД ТГУ, 2014. – 96 с.

6. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

7. Ваннапедия. Режим доступа: – https://vannapedia.ru.Дата обращения (21.11.2020)

8. Strport. Режим доступа: http://strport.ru. Дата обращения (21.11.2020)

9. Квадра. Режим доступа: https://tambov.quadra.ru. Дата обращения (23.11.2020)

10. Энерговопрос. Режим доступа: https://energovopros.ru. Дата обращения (10.11.2020)

11. Купи-сантехнику.рф Режим доступа: https://купи-сантехнику.рф. Дата обращения (29.11.2020)

12. OZON Режим доступа: – https://www.ozon.ru. Дата обращения (10.12.2020)

13 Citilink Режим доступа: – https://www.citilink.ru. Дата обращения (12.12.2020)

19

14. Администрация Тамбовской области. Режим доступа: https://www.tambov.gov.ru. Дата обращения (12.12.2020).

15. Гарант. Режим доступа: http://base.garant.ru. Дата обращения (12.12.2020)

16. Техэксперт. Режим доступа: http://docs.cntd.ru. Дата обращения (15.12.2020)

П
20
РИЛОЖЕНИЕ А

Нагрузка системы отопления

Количество теплоты, необходимого для отопления дома

(А.1)

где

– объем здания по наружному обмеру выше отметки

до верха теплоизоляционного материала, (здание имеет чердачную конструкцию), м³;

– удельная тепловая характеристика здания, (посчитана по формуле Ермолаева, [11]), Вт/(м³);

– средневзвешанная температура внутреннего воздуха дома,

;

– расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92,

, [1].

Строительный объем здания

(А.2)

где

– площадь отапливаемой части дома, м²;

– высота от уровня пола до верха теплоизоляционного слоя, равняется сумме высоты помещения

м.

Расчет по формуле (А.2)

м³.

Удельная тепловая характеристика здания

(А.3)

где

– периметр здания, м, (см. рисунок 1.1);

– доля остекления наружных стен;

– коэффициенты теплопередачи соответственно наружных стен, окон, потолка, пола, Вт/(м²).

Периметр здания равен

м.

Коэффициент теплопередачи наружных стен

(А.4)

где

– фактическое термическое сопротивление наружных стен, (м²)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление наружных стен

(А.5)

где

– нормированные значения коэффициентов теплоотдачи от внутреннего воздуха к ограждающей конструкции и от ограждения к наружному воздуху, Вт/(м²), [3];

– толщина, мм, (см. рисунок А.1) и теплопроводность, Вт/(м

), [12] слоев конструкции наружной стены.

Расчет по формуле (А.5)

(м²)/Вт.

21

Рисунок А.1 – Конструкция наружной стены:

кирпичная кладка, 600мм

Расчет по формуле (А.4)

Вт/(м²).

Коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия

(А.6)

где

– фактическое термическое сопротивление чердачного перекрытия, (м²)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление чердачного перекрытия

(А.7)

где

– толщина, мм, (см. рисунок А.2) и теплопроводность, Вт/(м

), [12] слоев конструкции чердачного перекрытия.

Рисунок А.2 – Конструкция чердачного перекрытия и кровли:

а) 1 – рубероид, 70 мм; 2 – минераловатная плита, 120 мм; 3 – пароизоляция, 5 мм; 4 – железобетонная панель, 60мм;

22

Расчет по формуле (А.7)

(м²)/Вт.

Расчет по формуле (А.6)

Вт/(м²).

Коэффициент теплопередачи пола

(А.8)

где

– средневзвешанное фактическое термическое сопротивление пола, (м²)/Вт.

Для определения фактического термического сопротивления пола делим его на зоны. Вычерченный план дома с зонами пола и их размерами представлен ниже.

Средневзвешанное фактическое термическое сопротивление пола

(А.9)

где

– доля зоны пола (см. рисунок А.3) и фактическое термическое сопротивление зоны пола, (м²)/Вт.

Доля I зоны полы

(А.10)

где

– площадь первой зоны, м²;

– суммарная площадь зон пола, м².

Доля II зоны полы

(А.11)

где

– площадь третьей зоны, м².

Доля III зоны полы

(А.12)

где

– площадь третье зоны, м².

23

Рисунок А.3 – Зоны пола
Площадь первой зоны равна (см. рисунок А.3)

м².

Площадь второй зоны равна (см. рисунок А.3)

м².

Площадь третьей зоны равна (см. рисунок А.3)

м².

Суммарная площадь зон

м²

(А.13)

Расчет по формуле (А.10)

.

Расчет по формуле (А.11)

.

Расчет по формуле (А.12)

Р
24
исунок А.4 – Конструкция пола:

1 – цементная стяжка, 50 мм; 2 – бетон 150 мм,

Теплопроводности слоев пола следующие [12]:

-

Вт/(м

);

-

Вт/(м

);

Фактическое термическое сопротивление первой зоны пола

(А.14)

где

– значение термического сопротивления теплопередаче отдельной (первой) зоны неутепленного пола, (м²)/Вт;

– толщина, мм, (см. рисунок А.4) и теплопроводность, Вт/(м

), слоев конструкции пола.

Расчет по формуле (А.14)

(м²)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление второй зоны пола

(А.15)

где

– значение термического сопротивления теплопередаче отдельной (второй) зоны неутепленного пола, (м²)/Вт;

– толщина, мм, (см. рисунок А.4) и теплопроводность, Вт/(м

), слоев конструкции пола.

Расчет по формуле (А.15)

(м²)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление третьей зоны пола

(А.16)

г
31
де

– значение термического сопротивления теплопередаче отдельной (третьей) зоны неутепленного пола, (м²)/Вт;

– толщина, мм, (см. рисунок А.4) и теплопроводность, Вт/(м

), слоев конструкции пола.

Расчет по формуле (А.15)

(м²)/Вт.
Расчет по формуле (А.9)

(м²)/Вт.

Расчет по формуле (А.8)

Вт/(м²).

Коэффициент теплопередачи окон

,	( 25 А.17)

где

– приведенное термическое сопротивление окон, (м²)/Вт, [3]

Рисунок А.5 – Конструкция окна:

пластиковое из одинарного стеклопакета;
Расчет по формуле (А.17)

Вт/(м²).
Доля остекления наружных стен

(А.18)

где

– суммарная площадь пластиковых и деревянного окон, м²;

– площадь наружных стен с учетом оконных проемов, м².

Дом имеет 252 пластиковых окон размером

м одно следовательно суммарная площадь окон равна

м².

Площадь наружных стен равна

м².

Расчет по формуле (А.18)

Расчет по формуле (А.3)

Вт/(м³).

Средневзвешенная температура внутреннего воздуха дома t_в=20,2

Расчет по формуле (А.1)

Вт.

На здание площадью 5480 м²приходится 1233,3 МВт теплоты, на квартиру площадью 38 м²приходится соответственно 8,55 МВт или 7,6 Гкал.

Расчет энергосберегающих мероприятий на объекте жкх

1 5. Основные сведения об объекте энергосбережения

Рис. 2.1 – Схема подключения датчика движения [8].

Рис. 2.2 – Арматура бачка однорежимная для унитазов Santek [11].

Рис 2.3 – Схема подключения диммера [8].

Цена датчика движения REXANT ДДС 04 составляет 480 рублей [13].

1
5
. Основные сведения об объекте энергосбережения