2020-10-10
483
Экономический эффект от внедрения теплоутилизаторов в системах механической приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха в первую очередь достигается в результате уменьшения расхода тепловой энергии на нагрев приточного воздуха, подаваемого в обслуживаемые помещения. Нагрев приточного воздуха в теплоутилизаторе происходит за счёт отвода теплоты от потока удаляемого воздуха к наружному приточному воздуху.
В зависимости от типа теплообменников различают пластинчатые рекуперативные и роторные регенеративные теплоутилизаторы.
Роторные регенеративные теплоутилизаторы нельзя использовать в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, в которых не допускается рециркуляция удаляемого воздуха.
При отрицательных температурах наружного воздуха возможно обледенение поверхности пластинчатых рекуперативных теплоутилизаторов. Для исключения этого явления часть холодного наружного воздуха должна подаваться в обход теплоутилизатора по обводному каналу с автоматически регулируемой дроссельной заслонкой. В климатических условиях Республики Беларусь обледенения роторных регенеративных теплообменников, в отличие от пластинчатых, практически не происходит, и специальных мер защиты от обмерзания в этом случае предпринимать нет необходимости.
|
|
|
31.1. Определение экономии теплоэнергии и топлива за счет внедрения мероприятия
Количество сэкономленной тепловой энергии, полезно возвращаемой теплоутилизатором, складывается из потока явной теплоты, обусловленной температурой удаляемого воздуха, и потока скрытой теплоты, выделяющейся в пределах поверхности теплоутилизатора при конденсации содержащейся в удаляемом воздухе влаги.
31.1.1. Тепловая мощность теплоутилизатора для каждого i-го часа его работы вычисляется по формуле, Гкал/ч:
|
где εtot – тепловая эффективность теплоутилизатора по полной теплоте;
ti,l – температура удаляемого воздуха, °С;
ti,ext – температура наружного воздуха, °С;
с – теплоёмкость воздуха, кДж/(м3°С);
Li,ext – объёмный расход наружного приточного воздуха, м3/ч.
31.1.2. Тепловая эффективность теплоутилизатора равна:
|
где εt – тепловая эффективность теплоутилизатора по явной теплоте;
Δεd – прирост теплоотдачи (эффективности) теплоутилизатора за счёт скрытой теплоты конденсации влаги из удаляемого воздуха на поверхности теплоутилизатора.
В предварительных расчётах величину Δεd можно принимать равной нулю, поскольку в каталогах производителей характеристики теплоутилизаторов указываются, как правило, без учёта утилизации скрытого тепла.
|
|
|
Тепловая эффективность теплоутилизаторов по явной теплоте для целей настоящего расчёта может, в среднем, приниматься постоянной для каждого часа работы системы и равной:
- для пластинчатых рекуперативных теплоутилизаторов 0,4…0,5 (при больших значениях возрастает опасность образования наледи);
- для роторных регенеративных теплоутилизаторов 0,6…0,7.
Расход наружного приточного воздуха Li,ext следует определять по данным проекта вентиляции в объёме минимально необходимого количества, которое необходимо подавать в обслуживаемое помещение, исходя из требований санитарных норм, нормативной кратности воздухообмена, технологических регламентов производства.
31.1.3. Расход наружного воздуха для каждого i-го часа работы системы равен:
 , м3/ч;
|
где Li – расход приточного воздуха, м3/ч;
Li,r – расход рециркуляционного воздуха, м3/ч.
31.1.4. Общее количество сэкономленной тепловой энергии, полезно возвращаемое теплоутилизатором в течение календарного года, равно:
 , Гкал
|
где z – число часов работы системы вентиляции с использованием теплоутилизатора в течение года.
Параметры работы системы вентиляции для каждого конкретного i-го часа принимаются на основании фактических данных.
31.1.5. При отсутствии таких данных общее количество сэкономленной тепловой энергии в течение года, определяют по формуле:
 , Гкал
|
где εtot – тепловая эффективность теплоутилизатора по полной теплоте;
tср.l – средняя за время работы теплоутилизатора температура удаляемого воздуха, °С;
tср.ext – средняя за время работы теплоутилизатора температура наружного воздуха, °С; при её вычислении необходимо использовать данные метеонаблюдений или сведения, содержащиеся в таблице 3.19 – Средняя продолжительность температуры воздуха различных градаций (Изменение №1 к СНБ 2.04.02-2000 «Строительная климатология»);
с – теплоёмкость воздуха, кДж/(м3∙°С);
Lср.ext – средний за время работы теплоутилизатора объёмный расход наружного приточного воздуха, м3/ч;
z – число часов работы системы вентиляции с использованием теплоутилизатора в течение года.
31.1.6. При использовании теплоутилизатора возрастают потери давления в системе вентиляции по тракту приточного и удаляемого воздуха. Вызванные этим дополнительные затраты электрической энергии равны:
 , тыс. кВтч
|
где ΔР – дополнительные суммарные потери давления в теплоутилизационной установке по тракту приточного и удаляемого воздуха, Па; при отсутствии сведений принимаются равным 250 Па для пластинчатых рекуперативных и 400 Па для роторных регенеративных теплоутилизаторов;
Lср.in – средний за время работы системы расход приточного воздуха, м3/ч;
ηв.у. – КПД вентиляционной установки с приводом.
31.1.7. Экономия топлива в результате внедрения энергосберегающего мероприятия составит:
 , т у.т.
|
где bтэ – удельный расход топлива на производство тепловой энергии на теплоисточнике, т у.т/Гкал;
bээ – удельный расход топлива на отпуск электроэнергии; принимается равным фактическому расходу топлива на замыкающей станции в энергосистеме (Лукомльской ГРЭС) за год, предшествующий составлению расчета, т у.т./тыс.кВт ч;
kпотээ – коэффициент, учитывающий потери в электрических сетях, %.
31.2. Расчет срока окупаемости внедрения мероприятия.
31.2.1 Капитальные вложения, связанные с внедрением теплоутилизатора, по сравнению с установками без него определяются по укрупнённым показателям, исходя из следующих предпосылок:
- стоимость оборудования и материалов, Соб, определяется проектно-сметной документацией и уточняется по результатам тендерных торгов на его поставку, руб.;
- стоимость проектных работ принимается равной 5-10% от стоимости строительно-монтажных работ (СМР), Ссмр, руб.;
|
|
|
- стоимость СМР – 25-30% от стоимости оборудования и материалов, руб.;
- стоимость пуско-наладочных работ – 3-5% от стоимости оборудования и материалов, руб.
Определение капиталовложений в мероприятие, руб.:
ΔК = Соб + (0,05÷0,1) Ссмр + (0,25÷0,3) х Соб + (0,03÷0,05) х Соб
В состав затрат на оборудование и материалы входят расходы на приобретение теплоутилизатора, дополнительных воздуховодов и их элементов, замену вентиляторов (если потребуется) и других материалов и оборудования, необходимых для реализации мероприятия.
31.2.2. Определение срока окупаемости мероприятия:
Срок = ΔК /(DВ х Стопл), лет,
где ΔК – капиталовложения в мероприятие, руб.;
DВ – экономия условного топлива от внедрения автоматических систем компенсации реактивной мощности, т у.т.;
Стопл – стоимость 1 т у.т. (руб.), уточняется на момент составления расчета.
