ГОССТРОЙ СССР

Центральные научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ЦНИИпромзд&ний)

РЕКОМЕНДАЦИИ ГО ОПРЩЕЛЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Москва

УДК 628.882/.88Э.003.13

Рекомендованы к изданию Главстройпроектом.

Рекомендации до определению экономической эффективности систем обеспечения микроклимата при использовании вторичных энергоресурсов / ЦНИИ промзда -ний Госстроя СССР. - М.: ЦНИИпромзданий, 1988.    -

50 с.

Представлена последовательность расчета техникоэкономических показателей систем микроклимата с использованием тепловых вторичных энергетических ресурсов, некоторые справочные материалы и укрупненные показатели. Приведены формулы для определения экономии теплоты и топлива, дополнительных затрат электроэнергии, капитальных вложений, эксплуатационных и приведенных затрат, экономической эффективности и срока окупаемости.

Табл. 16, ил. 2.

Для инженеров-проектировщиков и научных работ-ников-специалистов по вентиляции и кондиционированию воздуха.

(С) Центральный научно-исследовательский и проектноэкспериментальный институт промышленных зданий и сооружений ( ЦНИИпромзданий ), 1988

а)    при периодическом отключении и оттаивании теплоутилизатора (применяется в режиме работы системы, допускающем образование наледи на теплообменной поверхности вытяжного канала) Qfom.gorp =0 •

б)    при предварительном подогреве приточного воздуха до температуры, обеспечивающей режим без образования наледи,

Qyofi.gorp = Ln    Cpf    (~£/ц " inj ;    ^

в)    при подогреве промежуточного теплоносителя

Qyon.gorp = G\N Cp,w(£i¥i “ twi J •    d)

г)    при догреве приточного воздуха при байпасиро-вании приточного воздуха и промежуточного теплоносителя, увеличении расхода промежуточного теплоносителя и изменении частоты вращения насадки регенератора дополнительный расход теплоты учитывается формулой (3).

2.5. Годовое потребление теплоты, идущей на до-грев приточного воздуха в системе с теплоутилизвтором,

(8)

i**    /    . л”⁰*

где Z*    ³ La _y Z-н    - максимальное

значение температуры наружного воздуха, при которой прекращается подогрев приточного воздуха, С; Т* -средняя продолжительность наружных температур в период работы системы с подогревом приточного воздуха, ч.    _

Примечание. Расчет    по    in    недо

пустим, так как приводит к снижению эффекта от применения теплоутилизации.

2.8. Годовая экономия теплоты системой с тепло-утилизатором

AQ^EQsat-LQw .    ⁽⁸⁾

2.7. На стадии анализа при выборе проектных решений следует учитывать возможность уменьшения ве-

11

Для многоконтурных систем утилизации теплоты жидких теплоносителей величина Nw    определяется

суммированием затрат мощности на каждый контур.

2.10.    Суммарные затраты электрической мощно -сти на систему с тепл о утилизатором

ГАМ*♦№+*/* .    из)

Определение величин Л/л, А/у и Wy/    _    см.    пп.

2.8 и 2.9.

2.11.    Дополнительные затраты электрической мощности в оборудовании, предназначенном для утилизации теплоты (по отношению к базовому варианту^

f^NiT+Nr+NS +N% ;

(и)

ll*⁷ Kl'^r

где iyri _} гч*    -    затраты    электрической мощности

на преодоление аэродинамических сопротивлений соответственно в приточном и вытяжном каналах теплоутилиза-тора; м#*    - затраты электрической мощности в

сети воздуховодов - обвязке теплоутилизатора; Np -

см. п. 2.0.    г    VT    УГ

Определение величин Nn , Ny    и    Ывб

проводится аналогично определению величин Na и Nv (см. формулы 10 и 11 ).

Величина    - см. исходные данные,

5 группа.

2.12. Значения величин La и Lу , входящих в формулы (10) и (Ц), принимаются по данным проекта. Величина Gw определяется по данным расчета в пределах (0,7... 2,5)'Ln, £дря, £дру и дрХГ принимаются по расчету.

Значения КПД    берутся по данным каталогов

на оборудование.

Для ориентировочных расчетов значения аэродинамических (    &Р*    и    Др5^Т    )    и гидравлических (Др^)

сопротивлений теплоутилизаторов принимаются по табл. 1.

13

на стадии ориентированной оценки для систем общеобменной вентиляции величину ZNs_a3 допускается определять через удельные затраты

ЕЙ$ч- о,7 (1+ id/ь ).    (ie)

2.14.    Годовое потребление электроэнергии

для варианта системы с теплоутилизатором

ZdzTrogZH .    (17)

Расчет аналогичной величины для базового варианта ИЭбоь проводится по формуле (17) подставлением Затрат электрической мощности Г N«03    ,    рассчитанных

в п. 2.13.

2.15.    Дополнительное потребление электроэнергии, приходящееся на устройства системы теплоутилизации,

Д 9 = Тгод &N .    (18)

Расчет экономии топлива

2.16.    Годовая экономия топлива, обеспечиваемая утилизацией теплоты ВЭР, рассчитывается на основании данных о годовой экономии теплоты с учетом характе — ристик источников теплоснабжения и замещаемого топлива по формуле

дВт -Вт дQ ,    (is)

где St « 0,0342/ П_к , т усл.топл./ГДж (0,143/П_к т уел.топл./Гкал).    ^

В зависимости от конкретных условий энергоснабжения предприятия в качестве энергетических установок могут рассматриваться промышленные котельные и котельные ТЭЦ. Среднее по стране значение удельного расхода условного топлива на получение теплоты составляет Sr « 0,0412 т усл.топл./ГДж (0,173 т уел.топл./ Гкал).

Для ориентировочных расчетов КПД котельных и парогенераторов ТЭЦ представлены в табл. 2.

15

Таблица 2. Ориентировочные значения

2.17. Затраты топлива на выработку дополнительной электроэнергии для получения экономии теплоты

Д&Э -6з &Э ,

где 9** 0,123, т усл.топл./тыс.кВт.ч.

Средний по стране удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии составляет 09 » 0,328 т усл.топл./тыс.кВт.ч.

Ориентировочные значения удельных расходов различных видов топлива на выработку электроэнергии даны в табл. 3.

Таблица 3. Ориентировочные значения бэ

Вид топлива

Твердое Г азообразное Жидкое

2.18. Экономия топлива системой вентиляции с теп-лоутилиз втором

(21)

для

Условие дв>0 является необходимым получения экономического эффекта.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Рекомендации предназначены для определения технико-экономической эффективности исполь -зования тепловых вторичных энергетических ресурсов (ВЗР) в системах микроклимата.

Использование в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха теплоты ВЭР и вентиляционных выбросов приводит к увеличению капиталовложений по сравнению с традиционным решением за счет необходимости введения теплоутилизационного оборудования, а также к повышению затрат электроэнергии для транспортировки потоков через это оборудова -ние. Рост указанных затрат должен компенсироваться сокращением потребления теплоты на подогрев приточ -ног о потока.

Приведенные показатели технико-экономической эффективности систем микроклимата с теплоутилизато -рами позволяют как анализировать работу указанных систем с целью выявления путей их совершенствования, так и проводить сопоставительные расчеты и проработки при проектировании действующих и реконструируемых промышленных объектов.

Перечень показателей в дальнейшем может видоизменяться, а также пополняться новыми. При наличии соответствующих данных о системе микроклимата с традиционным решением-подогревом приточного воздуха от внешнего теплоносителя (базовый вариант) - ряд показателей не подлежит расчету. Формулы и пункты, где определяются эти показатели, отмечены знаком *.

Рекомендации составлены сотрудниками ЦНИИпром-зданий: кандидатами техн.наук А.Г.Анжчхиным, А.Г. Та-щиной, М.А.Барским, И.Г.Староверовым ( лаборатория комплексного использования энергоресурсов в системах микроклимата), канд.экон.наук Э.А.Наргизяном, инж . З.П.Хромовой (отдел экономики ограждающих конструкций) под руководством и при участии д-ра техн. наук , проф. В.И.Прохорова на основе разработок ЦНИИпром -зданий и ГПИ Сантехпроект (С.М.Финкельштейн,Л.А.Степанов, А.А.Понтрягина, Т.И.Садовская, Е.Н.Арцебашев,К.А. Смирнова).    3

4

t -

L -G -

f’

9-

z -

Et.

aQ-

N -ZN -

Ati -

1Э -

А Э-

6г,6э-

ДЙ -

5-K -дК -

-

ДИ -Э -To к -

3-

Ен -M -

Условные обозначения o_r

температура, С объемный расход воздуха, м /ч весовой расход теплоносителя, кг/ч плотность, кг/м теплоемкость, кДж/ (кг*град) продолжительность работы системы, ч

коэффициент теплотехнической эффективности теплоутилизатора

расход теплоты, кДж/ч (ккал/ч) годовое потребление теплоты, ГДж/год (Гкал/год)

годовая экономия теплоты системой с тепло-утилизатором, ГДж/год (Гкал/год) затраты электрической мощности, кВт суммарные затраты электрической мощности системой, кВт

дополнительные затраты электрической мощности системой с теплоутилизатором, кВт годовое потребление электроэнергии системой, кВт.ч/год

дополнительное потребление электроэнергии системой с теплоутилизатором, кВт.ч/год удельный расход топлива на выработку единицы энергоносителя, т усл.топлива/ГДж, т усл.топлива/тыс.кВт.ч затраты, экономия топлива системой, т уел .топлив а/г од    ^

производственная площадь, м капитальные затраты, руб дополнительные капитальные затраты, руб эксплуатационные затраты, руб/год разность эксплуатационных затрат, руб/год экономический эффект, руб/год срок окупаемости, год приведенные затраты, руб/год нормативный коэффициент эффективности, 1 /Год металлоемкость системы, кг

M - удельная металлоемкость системы, кг/(тыс.м /ч)    ^

F - поверхность теплообмена, м П - число рядов труб

- отношение тепловых эквивалентов циркуляционного теплоносителя и приточного потока С- длина воздуховодов, трубопроводов, м ^ - коэффициент полезного действия

Индексы

о - отопительный н - наружный п - приточный у - удаляемый т - теплота к - котельная э - электроэнергия баз - базовый вариант

1    - на входе в аппарат

2    - на выходе из аппа

рата догр - догрев в - воздушный, аэродинамический доп - дополнительный вент - вентилятор

перед - передача дв - двигатель ут - утилизация теплоты ту - теплоутилизатор об - оборудование вн - воздухонагреватель

ном - номинальный то - техническое обслуживание тр - текущий ремонт кр - капитальный ремонт р — реновация б - бак сист - система вв - воздуховоды

£- значение параметра, соответствующего температуре наружного воздуха IV- промежуточный (жидкостной) теплоноситель, гидравлический

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации по оценке экономической эффективности использования теплоты БЭР, включая веа-тиляпионные выбросы, разработаны на основе существующих методов определения сравнительной экономи -ческой эффективности, используемых при выборе и

5

принятии проектных решений в строительстве. Основные положения этих методов даны в Инструкции по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационали -заторских предложений, СН 509-78 (М.: Стройиздат,1979), Инструкции по определению экономической эффективности нового оборудования для кондиционирования воздуха и вентиляции (М.: ЦНИТЭСтроймаш, 1979). В Рекомендациях учтены специфические особенности режимов работы систем микроклимата, оборудованных теплоутилиза-торами.

1.2. Рекомендации могут быть использованы

-    на заключительной стадии проектирования после разработки чертежей и составления сметно-финансового расчета (СФР) для определения экономического эффекта и приведенных затрат на систему;

-    для ориентировочной оценки экономической целесообразности утилизации теплоты ВЭР, при подборе типов и типоразмеров теплоутилизаторов, оценке компоновочных и схемных решений и т.п.

1.3» Экономическая эффективность проектных решений при использовании теплоты ВЭР для нагрева приточного воздуха систем вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха оценивается в сравне -нии с базовым вариантом, для которого принято тради -ционное решение системы микроклимата без утилизации теплоты ВЭР. С базовым вариантом целесообразно сравнивать не менее двух систем,, основанных на утилизаторах различного типа.

1.4.    Определение величин капитальных и эксплуатационных затрат осуществляется на основании сметно-финаясового расчета. Использование укрупненных пока -зателей допускается только для оценочных расчетов, включая оценку затрат на базовый вариант.

1.5.    Для проведения оценки технико-экономической эффективности использования тепловых ВЭР необходима следующая совокупность исходных данных.

1 группа. Климатические условия географического пункта работы системы:

io~ расчетам зимняя температура наружного воз* духа, С (брать по параметрам Б, указанным в п. 7.8 СНиП 11-33-75*);

/2а- продолжительность периода работы системы с _ подогревом приточного воздуха, ДНИ; in — средняя температура наружного воздуха в период работы системы с подогревом приточного воздуха. С;

им - средняя продолжительность наружных температур воздуха, ч.

Примечав и я. 1. Величины Ты определяются из "Пособия по строительной климатологии ( к СНиП 2.01.01-82)* (М.: Стройиздат, 1886).

2. Для отсутствующих в Пособии географических пунктов величины Ты могут приниматься из "Справочника по климату СССР" (Л.: Гидрометеоиздат, 1966).

з , м /ч;

2 группа. Технологические параметры работы системы микроклимата:

/,_Л_ объемный расход приточного воздуха,

/щ, - объемный расход рециркуляционного воздуха, м^{1 2 3 4 5}/ч;

/lc#i - число смен работы;

U -

С, при:

И - температура приточного воздуха, ^т&*

ы    (Гм    - температура наружного воздуха,

при которой прекращается потребление теплоты, кроме специально оговоренных случаев,

°с).

- 8

Яншд - число дней работы в неделю;

Примечание. При двухставочном тарифе задаются ставки основной (Я) и дополнительной (о ) платы.

4    группа. Характеристики тепловых БЭР:

Lu - расход удаляемого потока, м /ч;

Л — плотность с указанием фазового состояния, кг/м ;

Ъи - температурный потенциал, С.

Для газообразных энергоносителей: dy- влажность удаляемого потока, г/кг.

Для технологических ВЭР: ttpea- предельная температура охлаждения энергоноси-* теля ВЭР, °С.

5    группа. Сведения о теплоутилизационном обору -довании и о системе микроклимата в целом для всех эксплуатационных режимов работы:

типы и марки теплоутилизаторов, которые можно использовать в системе микроклимата с учетом санитарно-гигиенических требований к воздуху в помещении, оговоренных в разд. 7 СНиП Г1-33-75 ;

температурные границы работы теплоутилизаторов, обусловливающие следующие режимы их работы: сухой, с частичной конденсацией, влажный и с обмерзанием;

метод предотвращения обмерзания (образования на-леди)канала удаляемого потока;

объемные расходы воздуха в приточном и вытяжном каналах тепл о утилизатор а;

эффективность теплообмена теплоутилизатора, аэродинамические и гидравлические потери давления приточ -ных, вытяжных и циркуляционных сетей систем, включая аэродинамические сопротивления теплоутилизаторов при различных режимах их работы, с учетом метода предотвращения обмерзания теплоутилизатора, а также на основе компоновочных решений всей системы в целом;

температура наружного воздуха, при которой образуется наледь в канале удаляемого потока;

технические характеристики остального оборудования системы микроклимата;

стоимость оборудования, его технического обслуживания, текущего и капитального ремонтов, стоимость и ⁶

характеристика занимаемой производственной площади, нормы отчислений на реновацию и величина нормативного коэффициента эффективности капиталовложений; масса системы в целом и ее габариты; сведения о технических и стоимостных характеристиках базового варианта - системы микроклимата без теп-лоутилизадии    (определяются    по    данным анало -

гичных проектов, разработанных ранее для рассматриваемого производства).

Примеч ание. Если в исходных данных отсутствуют сведения о базовом варианте,то при проведении расчетов используются формулы и пункты, отмеченные знаком ^й,

1.8. Варианты проектных решений систем микроклимата, включая базовый, должны обеспечивать одинаковый санитарно-гигиенический эффект в помещениях, обслуживаемых этими системами, и быть сопоставимыми по ценам и другим стоимостным показателям.

1.7. Рекомендации содержат методы определения: энергетических показателей, капитальных затрат, годовых эксплуатационных затрат, сравнительной экономя -ческой эффективности, срока окупаемости дополнитель -ных капитальных вложений и приведенных затрат на систему микроклимата с теплоутилизатором,дополнительных показателей эффективности.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕ РГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

2.1.    К энергетическим показателям относятся: экономия теплоты, затраты теплоты на догрев приточного воздуха, дополнительное и суммарное потребление электроэнергии, экономия топлива системой при использовании тепловых ВЭР.

Расчет экономии теплоты

2.2.    Годовая потребность теплоты, идущей на полный подогрев приточного потока от наружной темпера -туры до требуемой температуры приточного воздуха в помещении, в базовом варианте-системе без теплоути-лизатора

9

ZQfa ~Т/ъё Ln.p$ Cp_t$ (in ~i*) .    d)

Среднюю за отопительный период температуру наружного воздуха при одно- или двухсменном режиме работы следует принимать на один градус выше, чем уха -зано в главе СНиП Г1-33-75 .

Продолжительность работы системы в году с подогревом приточного воздуха

Тпг -П'МШ,    (2)

, « Л”**

где со - у    -    коэффициент,    учитываю

щий еженедельную и ежедневную продолжительности работы системы.

2.3. Часовой расход теплоты на догрев приточного потока воздуха от температуры после теплоутилиза -тора до температуры приточного воздуха

Qdcrp-La Cpf(tn.~t/iz} ;    (3)

а) при отсутствии предварительного подогрева

tiu=Et    ;    (4)

б) при наличии предварительного подогрева до температуры

t/U^xEi ~zT(^n-ta_Jhin_i .    (Э)

2.4. Дополнительный расход теплоты на догрев приточного воздуха в период снижения эффективности теплоутилизатора вследствие образования наледи в вытяжном канале зависит от выбранного метода предот -вращения нарушения работоспособности теплоутилизато-ра:_

* Вызван недостаточной эффективностью теплоутилизатора.

1

группа. Сведения о внешних источниках теплоты и электроснабжения:

2

источник теплоснабжения (котельная, ТЭЦ); вид топлива (газ, мазут, уголь); л*    КПД источников соответственно тепло- и

3

^ £    электроснабжения    или    6т,    S$ - уд ель -

ные расходы топлива на получение единицы теплоты, т усл.топл./ГДж, и электроэнергии, т усл.топл./тыс.кВт*ч;

C$_fCr Сэ - стоимость единицы топлива, руб/т усл.тошь,

4

’ теплоты, руб/ГДж, и электроэнергии, коп/кВт>ч.

5

6