Дипломная работа: Разработка теплоснабжения многоквартирного дома

Затраты на проектирование принимаем как 10% от общей стоимости, длительностью 3 месяца, монтажные работы- 20% длительностью 2 месяца, комплектация оборудования- 70% длительностью 3 месяца.

8.3 Расчет технической эффективности

Согласно [16] годовая экономия тепловой энергии после установки системы квартирного теплоснабжения рассчитывается по следующей зависимости:

где Q₁- количество теплоты от бытовых тепловыделений Гкал/год;

Q₂- количество теплоты за счет специального снижения (ночное время, длительное отсутствие) температуры воздуха в помещении, Гкал/год;

Q₃- количество теплоты за счет автоматического снижения температуры в помещениях в осенне-весенний период, когда на нужды отопления подается теплоноситель с большей, чем требуемая температура теплоносителя с целью обеспечить функционирование централизованного горячего водоснабжения, Гкал/год.

Согласно [16] количество бытовых тепловыделений (Q₁) определяется по формуле:

гдеQ_быт- средние суммарные бытовые теплопоступления в квартире (тепловыделения от бытовой техники, осветительных и электронагревательных приборов, газовых плит и т.д.), Гкал /сут;

n_от- продолжительность отопительного периода, сут.

Этот объем теплоты можно вычислить и другим путем. По данным [17] электропотребление в наших квартирах составляет 600 кВт*час/чел. в год. Это минимальное количество бытовых тепловыделений в другом виде:

Q₁= 600/1163=0,5, Гкал/чел· год.

Если понизить температуру воздуха внутри помещения на 1 ^oC, то это дает экономию тепловой энергии (на нужды отопления в средней полосе России) в 4%. Тогда, согласно [16] для расчета экономии тепловой энергии в ночное время можно воспользоваться следующим выражением:

гдеn - значение, которое показывает на сколько градусов понижена температура воздуха в помещении для поддержания требуемых условий.

Для поддержания функционирования системы горячего водоснабжения в осенне-весенний период в большинстве зданий страны поддерживается повышенная температура воздуха в помещениях, относительно комфортных условий. Согласно [17] для данной местности эта повышенная температура воздуха, именуемая «перетопы», легко определяются с использованием количества дней в отопительном сезоне.

Количество сэкономленной тепловой энергии (Q₃) может составить 10% от годового потребления теплоты (Q_г) на отопление для условий Вологодской области (расчетная температура наружного воздуха для систем отопления -32 ⁰С). Или по-другому, минимальная экономия тепловой энергии составит:

гдеQ_г - годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления, Гкал, которое определяется согласно [16]:

Q_г = S·Q_от, Гкал, (8.5)

гдеS - площадь квартиры, м²,

Q_от - норматив на систему отопления квартиры при централизованной системе теплоснабжения, Гкал/ м²год ;

Кроме этого, снижение тепловой энергии на нужды ГВС, при внедрении поквартирного отопления, обеспечивается экономией питьевой воды в объеме G_в =20 куб м. в год на одного человека. За счет предотвращения слива недогретой воды, до определенной температуры, происходит снижение потребления воды. В этом случае, экономия тепловой энергии составит:

Где с_р = 10^-3 Гкал/м³ теплоемкость воды;

t_к = 55 °C температура воды при водоразборе;

t_н = 5 °C температура воды при заборе из трубопровода холодной воды.

Расчет технической эффективности представим в таблице 8.3

Таблица 8.3 - Расчет технической эффективности

8.4 Расчет экономической эффективности

Согласно [16] годовая экономическая эффективность введения поквартирного теплоснабжения может быть определена по следующему выражению:

Где Ц_ц- платежи жильцов при централизованном теплоснабжении, руб/год, определим по формуле (8.8) согласно [16];

Ц_по- платежи жильцов при поквартирном отоплении (платежи за газ или электрическую энергию), руб/год, определим по формуле (8.9) согласно [16].

(8.8

Ц_по= (Q -Q₁ - Q₂ - Q₃) · Тг + (Qгв - Q₄) · N·Тг+ (G - Gв) ·N· Тв, руб./год,

(8.9)

Согласно [16] срок окупаемости внедрения системы поквартирного теплоснабжения, высчитывается по формуле:

гдеК- капитальные затраты на квартирное теплоснабжение, руб.

Расчет годовой экономической эффективности представлен в таблице 8.4

Таблица 8.4 - Расчет годовой экономической эффективности

Срок окупаемости внедрения поквартирного теплоснабжения по укрупненным показателям, вычисляемый по формуле (8.10) составит:

года.

8.5 Технико-экономическое обоснование перехода с металлических на полипропиленовые трубы

С появлением на рынке полимерных труб (а всё началось с таких материалов, как ПВХ или поливинилхлорид), казалось, что гегемонии металлических труб ничто не угрожает. Во всяком случае, если речь шла о трубах в системах отопления и водоснабжения, а также химической промышленности или предприятий фармацевтической отрасли и пищепрома, то альтернативы трубам из прочного и/или экологичного металла долгое время действительно не было. Однако, когда на рынке стали появляться трубы сначала из сшитого полиэтилена и металлопластиковые, а затем из полипропилена, позиции металлических труб серьёзно пошатнулись. Ну а с появлением труб и фитингов из сополимеров полипропилена, а также армированных полипропиленовых труб стало ясно, что эра металла постепенно заканчивается. Конечно, некоторые свойства полипропилена не позволяют использовать трубы из этого материала там, где давление слишком высоко, либо слишком высока температура (например, паропроводы), однако в системах горячего водоснабжения и водяного отопления, а также на большинстве предприятий пищевой, фармацевтической и химической промышленности полипропиленовые трубопроводы постепенно вытесняют (а кое-где и уже вытеснили) металлические. В чём же секрет полипропилена и почему всё больше промышленных предприятий и предприятий ЖКХ, не говоря уже о владельцах частных домов, предпочитают именно полипропилен? Давайте разбираться и для начала поговорим о свойствах таких металлов, как нержавеющая сталь, чугун и медь в их сравнении с полипропиленом. Разумеется, мы будем рассматривать только те качества, которые имеют значение для труб и соединительных элементов (фитингов).

· Шероховатость. Из всех металлических только медные трубы могут похвастаться гладкими стенками, а вот стальные, а особенно чугунные трубы нельзя назвать гладкими, поэтому они очень часто подвергаются засорам. Полипропиленовые же трубы практически абсолютно гладкие, поэтому в них не скапливается никаких отложений.

· Экологичность. По этому показателю полипропилен даст фору любому металлу, так как сталь не обладает достаточной коррозионной устойчивостью, чугунные трубы подвержены засорам, поэтому ни о какой экологичности там не может быть и речи, а вот медные трубы опасны тем, что, если транспортируемая среда имеет хотя бы малейшие примеси, они, контактируя с медью, могут образовывать достаточно вредные соединения. Кроме того, медные трубы нельзя использовать в пищевой и фармацевтической отрасли. А вот полипропиленовые трубы лишены всех вышеуказанных недостатков. Более того, со временем их экологические свойства не меняются, поэтому они идеально подходят для транспортировки питьевой воды, пищевых и лекарственных сред.

· Прочность. Здесь нет равных стали, далее следует медь, а вот чугун - материал достаточно хрупкий, поэтому полипропиленовые трубы имеют преимущество, так как хотя и могут деформироваться, но не рассыпаются при ударах. Впрочем, хотелось бы отметить, что во всех вышеуказанных отраслях (пищепром, фармацевтика, химическая промышленность, системы водоснабжения и отопления) прочности полипропиленовых труб с лихвой хватает для того, чтобы выдерживать любые нагрузки, поэтому преимущество стали и меди здесь не имеет никакого значения.

· Долговечность. По долговечности металлические трубы достаточно разнятся. Так, лидером здесь является чугун. Чугунные трубы при благоприятных условиях могут прослужить несколько десятков лет. А вот медные трубы из-за недостаточно чистой среды (а не забывайте, что мы живём в России) могут не выдержать и лет через 20-30. Сталь же вообще по этому показателю не выдерживает никакой критики, хотя нержавейка служит дольше обычной. А что же полипропилен? А полипропилен и здесь, как говорится, впереди планеты всей. Если соблюдаются нормы по давлению и температуре, то полипропиленовые трубы могут служить много больше 50 лет, но даже при перепадах давления или температуры полипропилен вполне способен продержаться и до 50 лет - из металлов такое под силу только чугуну и то лишь при благоприятных условиях.

· Герметичность. По герметичности практически все металлические трубы находятся в лидерах, однако чугун весьма зависим от крепёжных элементов (фитингов) и может давать протечки. Кроме того, со временем чугунные трубы разрушаются и через 15-20 лет не могут гарантировать 100% герметичности. Полипропиленовые трубы исключительно герметичны для жидких сред и даже могут транспортировать некоторые газы. При этом они и здесь имеют преимущество, учитывая следующую характеристику по списку - износостойкость.

· Износостойкость. При высочайшей прочности стальные трубы не могут похвастаться износостойкостью, так как недостаточно устойчивы к коррозии. То же касается и меди. А вот чугунные и полипропиленовые трубы практически полностью сохраняют все свои свойства за весь период эксплуатации.

· Коррозионная устойчивость. В отличие от большинства металлов, полипропилен абсолютно не подвержен коррозии. Также высокими антикоррозионными свойствами обладает медь. Данное качество чугунных труб зависит от состава чугуна -- серый чугун не слишком устойчив к электрохимической коррозии, а вот ковкому в этом плане ничего не грозит. Ну а сталь, даже нержавеющая, на самом деле, всё равно ржавеет со временем и категорически не подходит для транспортировки пищевых сред.

· Химическая стойкость. Здесь с полипропиленом могут потягаться нержавеющая сталь и ковкий чугун, а вот медь химически совершенно не устойчива и под действием агрессивных веществ может просто разрушаться. Что же касается собственно полипропилена, то трубы из этого материала способны выдерживать даже большинство высоко агрессивных сред, включая различные щелочи и кислоты.

· Термостойкость. Термостойкости полипропиленовых труб на нашем сайте посвящено целое исследование, однако повторим вкратце. Термоустойчивость полипропилена достаточна для любых систем горячего водоснабжения и отопления, однако не годится для паропроводов. Что касается металлических труб, то это одно из немногих качеств, по которым они превосходят полипропиленовые. Но, если речь идёт о работе при температурах ниже +140...+150 градусов по Цельсию, то полипропиленовые трубы практически во всём предпочтительнее любых металлических.

· Морозоустойчивость. По данному свойству металлические трубы достаточно разнятся. Так стальные трубы подвержены достаточно сильным деформациям при замерзании, на медь низкая температура практически не оказывает воздействия, а чугун может трескаться, но лишь при слишком низких температурах. Что же касается полипропиленовых труб, то они обладают уникальным свойством не подвергаться ни малейшей деформации при замерзании. Даже если вода замёрзнет в полипропиленовых трубах, то при оттаивании труба не изменит своей формы и будет способна служить столь же долго.

· Теплоэффективность. Все рассматриваемые нами трубы (и металлические, и полипропиленовые) имеют достаточно высокую теплоэффективность, то есть минимальные потери тепловой энергии при транспортировке. Однако со стальными трубами есть один нюанс при использовании их в системах холодного водоснабжения. Стальные трубы (в том числе и трубы из нержавеющей стали) из-за разницы температур на внутренней и наружной поверхностях запотевают снаружи, что, в свою очередь, является причиной возникновения коррозии.