Теплотехника_РГР_2013
.pdfШевченко Д.В. ТЕПЛОТЕХНИКА (версия 2013 – 2014 уч.г.)
Задания для выполнения расчетно-графической работы для студентов заочной формы обучения направления обучения «Технология продукции и организация общественного питания»
Общие требования к работе
Расчетно-графическая работа (РГР) содержит 2 задачи. Работа оформляется на листах A4 в рукописном варианте. Допускается использование таблиц и графиков, полученных на компьютере. Работа выполняется аккуратно, чтение ее не должно вызывать затруднений.
Пример титульного листа приведен в приложении 1 в конце данного методического пособия. Номер варианта выбирается по последней цифре номера зачетной книжки. Работы с другим номером варианта не зачитываются.
В начале решения каждой задачи должны быть представлены исходные данные: вариант задания, формулировка задания, численные значения, а также, при необходимости, приближенная графическая схема – схема многослойной стенки с указанием основных параметров (температур, толщин стенок, коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности) в виде буквенных обозначений и значений. Далее должно быть представлено решение с расшифровкой формул и последовательности действий. Все вычисления сначала представляются в виде расчетных формул, затем в формулы подставляются численные значения и записывается ответ с указанием единиц измерений. Все вычислительные процедуры следует производить с точностью не менее двух значащих цифр. Во избежание технических ошибок необходимо свериться с результатами самопроверки, имеющейся в конце каждого задания.
Работы сдаются в день экзамена с обязательной защитой. Сдавать работы заранее на кафедру не нужно. По желанию студента можно предварительно показывать работу для проверки преподавателю во время консультаций.
При отсутствии выполненной РГР и при выполненной работе с неправильным номером варианта студент до экзамена не допускается. При невозможности защиты обоих заданий студент также не допускается до экзамена. Если студент не может защитить одно задание, он получает на экзамене дополнительную упрошенную задачу на соответствующий раздел.
Студенты, изучающие курс «Теплотехника» под руководством преподавателя Шевченко Дениса Вячеславовича, могут задать вопросы по работе и данной дисциплине по электронному адресу: DV@ieml.ru.
1
Задание 1
Провести технико-экономический расчет рентабельности установки утеплителя на стену здания. Заполнить недостающие данные в таблице для своего варианта. Построить необходимые графики.
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Здание |
|
|
1 |
|
|
Ширина здания, м |
|
|
5 |
|
|
10 |
|
|
10 |
|
|
20 |
|
|
30 |
|
|
40 |
|
|
40 |
|
|
50 |
|
|
60 |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
Длина здания, м |
|
|
5 |
|
|
10 |
|
|
20 |
|
|
20 |
|
|
20 |
|
|
20 |
|
|
30 |
|
|
30 |
|
|
30 |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
Высота здания, м |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
Площадь стен, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потолок |
|
|
5 |
|
|
Приведенный коэффициент теплопереда- |
|
|
0,24 |
|
|
0,28 |
|
|
0,3 |
|
|
0,16 |
|
|
0,21 |
|
|
0,19 |
|
|
0,15 |
|
|
0,12 |
|
|
0,13 |
|
|
0,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
чи потолка, Вт/(кв.м С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
6 |
|
|
Площадь потолка, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
7 |
|
|
Потери тепла через потолок, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
8 |
|
|
Количество, шт |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
Ширина, м |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
1,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Окна |
|
|
10 |
|
|
Высота, м |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
|
|
11 |
|
|
Приведенный коэффициент теплопереда- |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
чи окон, Вт/(кв.м С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
Площадь окон, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
Потери тепла через все окна, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
Высота дверей, м |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
15 |
|
|
Ширина первой двери, м |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
Двери |
|
|
16 |
|
|
Ширина второй двери, м |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
17 |
|
|
Приведенное термическое сопротивле- |
|
|
0,9 |
|
|
0,8 |
|
|
0,7 |
|
|
0,7 |
|
|
0,8 |
|
|
0,9 |
|
|
0,9 |
|
|
1,0 |
|
|
1,1 |
|
|
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
ние, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
Общая площадь дверей, кв. м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
Потери тепла через все двери, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
кладка |
|
|
20 |
|
|
Толщина кирпичной кладки, м |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
|
0,5 |
|
|
0,75 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
|
|
1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
21 |
|
|
Коэффициент теплопроводности кирпича, |
|
|
1,1 |
|
|
1,2 |
|
|
1,3 |
|
|
1,4 |
|
|
1,5 |
|
|
1,6 |
|
|
1,7 |
|
|
1,8 |
|
|
1,9 |
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
Вт/(м С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
22 |
|
|
Общая площадь кладки, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Кирпичная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
23 |
|
|
Термическое сопротивление кладки без |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
утеплителя, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Потери тепла через кладку без утеплите- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ля, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
Толщина, см |
|
|
20 |
|
|
8 |
|
|
20 |
|
|
15 |
|
|
12 |
|
|
20 |
|
|
15 |
|
|
12 |
|
|
15 |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
26 |
|
|
Коэффициент теплопроводности утепли- |
|
|
0,032 |
|
|
0,033 |
|
|
0,046 |
|
|
0,033 |
|
|
0,042 |
|
|
0,034 |
|
|
0,028 |
|
|
0,024 |
|
|
0,021 |
|
|
0,033 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Утеплитель |
|
|
|
|
теля, Вт/(мС) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
27 |
|
|
Термическое сопротивление утеплителя, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
(кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
28 |
|
|
Общее термическое сопротивление стен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ки, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
29 |
|
|
Потери тепла через стенки с утеплителем, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
Объем, куб. м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
Время эксплуатации, лет |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
5 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
ГСОП, град. сут. |
|
|
4961 |
|
|
1991 |
|
|
10287 |
|
|
3868 |
|
|
5821 |
|
|
5583 |
|
|
6833 |
|
|
5186 |
|
|
6440 |
|
|
7000 |
|
|
|
|
|
33 |
|
|
Расход тепла за год без утеплителя, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Энергозатраты |
|
|
34 |
|
|
Расход тепла за год с утеплителем, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
35 |
|
|
Расход тепла за год без утеплителя, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
Расход тепла за год с утеплителем, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37 |
|
|
Экономия тепла за год, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
|
|
Расход тепла за плановый период эксплу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
атации без утеплителя, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
Расход тепла за плановый период эксплу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
атации с утеплителем, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
Экономия энергозатрат от установки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
утеплителя, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
Экономические расчеты
41 |
Цена энергии, тыс. руб./Гкал |
1,9 |
2,0 |
1,3 |
1,5 |
1,4 |
1,7 |
2,7 |
2,2 |
1,7 |
1,2 |
42 |
Цена за утеплитель, т.р./куб.м. |
3,54 |
3,1 |
4,1 |
3,2 |
4,2 |
3,5 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
3,8 |
43 |
Годовая стоимость энергозатрат без утеп- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лителя, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
Годовая стоимость энергозатрат с утепли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
телем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
Экономия на оплате за энергию за год, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
Затраты на утеплитель, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
Период окупаемости, лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
Стоимость энергозатрат за период экс- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плуатации без утеплителя, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
Стоимость энергозатрат за период экс- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плуатации с утеплителем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
Общая стоимость затрат за период экс- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плуатации с утеплителем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51 |
Экономия затрат от установки утеплителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за период эксплуатации, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
Экономия затрат от установки утеплителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за период эксплуатации, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53 |
Оптимальная толщина утеплителя, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
Общая стоимость затрат за период экс- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плуатации при опт. толщине, тыс.руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постановка задачи
Производственное здание представляет собой прямоугольное в плане строение. Размеры здания приведены в таблице в строках 1,2 и 3.
Крыша здания утеплена, известен приведенный коэффициент теплопередачи потолка (строка 5).
4
Здание имеет две внешних двери и несколько пластиковых окон. Количество и размеры дверей и окон приведены в строках 8,9,10, 14,15,16 таблицы. Известны приведенное термическое сопротивление дверей (строка 17) и приведенный коэффициент теплопередачи окон (строка 11).
Стены здания сложены из строительного кирпича. Параметры кирпича и кладки приведены в таблице в строках
20,21.
Планируется провести работы по утеплению здания. Коэффициент теплопроводности утеплителя приведен в строке 26. Планируемая толщина утеплителя приведена в строке 25. Цена за поставку и установку кубометра утеплителя приведена в строке 42 (т.е. затраты пропорциональны произведению его толщины и площади).
Расходы на отопление зависят от градусо-суток отопительного периода (строка 32) и цены за Гкал (строка 41). Планируемое время эксплуатации здания приведено в строке 31.
Необходимо:
1.Определить расходы тепла за отопительный сезон через все конструкционные элементы здания.
2.Определить общие затраты тепла за отопительный сезон и за планируемое время эксплуатации без утеплителя и с утеплителем. Определить экономию энергозатрат за счет установки утеплителя.
3.Определить стоимость энергии за отопительный сезон без утеплителя и с утеплителем. Определить экономию финансовых затрат за счет установки утеплителя.
4.Рассчитать затраты на установку утеплителя. Определить период окупаемости его установки.
5.Определить стоимость энергии за планируемое время эксплуатации без утеплителя и с утеплителем. Определить общую экономию затрат за счет установки утеплителя за этот период.
6.Построить график годовой экономии тепла в Гкал в зависимости от толщины слоя этого утеплителя (от 0 до 30 см с шагом в 2 см).
7.Построить график, на котором отразить зависимость затрат на оплату энергии за период эксплуатации, затрат на установку утеплителя и суммарных затрат в зависимости от толщины слоя утеплителя (от 0 до 30 см с шагом в 2 см).
8.По графику определить максимально рентабельную толщину равномерного слоя утеплителя.
9.Результаты всех расчетов занести в таблицу.
5
Упрощения
Потерями тепла через пол здания пренебречь.
Термическими сопротивлениями воздуха в здании и на улице пренебречь.
Считать теплопотери пропорциональными соответствующим площадям (без учета нелинейности потерь в углах, откосах и стыках).
Примечания
Примечание 1. Приведенный коэффициент теплопередачи – коэффициент теплопередачи, осредненный по общей площади конструкции, без учета ее конкретных деталей (рам или стекол окон и т.п.). Аналогично вводится по-
нятие приведенного термического сопротивления.
Примечание 2. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) – показатель, равный произведению разности температуры внутреннего воздуха и средней температуры наружного воздуха за отопительный период на продолжительность отопительного периода в сутках. Зависит от местности. Годовые потери тепла (в МДж) за отопительный период через элемент конструкции в этом случае определяются как:
Q |
|
ГСОП 3600 24 F |
|
kприв ГСОП 3600 24 F |
, |
|
|
||||
год |
|
1000000 Rприв |
|
1000000 |
|
|
|
|
|
||
где F – площадь конструкции, kприв |
– приведенный коэффициент теплопередачи, Rприв – приведенное термическое |
||||
сопротивление. |
|
|
|
|
|
Примечание 3. В одной Гкал примерно 4183,45 МДж. |
|
|
|||
Самопроверка
Условия вариантов подобраны так, что значения в строке 52 таблицы будут примерно равны номеру варианта, умноженному на 10. Например, для варианта 4 в этой строке будет стоять 40%.
6
Задание 2
Провести простейший проверочный и проектный расчет теплопровода.
|
Вариант |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
0 |
|
|
dс с |
|
|
45х3 |
|
|
57х3 |
|
|
76х3 |
|
|
89х4 |
|
|
76х3 |
|
|
38х3 |
|
|
32х3 |
|
|
57х3 |
|
|
32х3 |
|
|
38х3 |
|
|
п |
|
|
37 |
|
|
31,5 |
|
|
29 |
|
|
32,5 |
|
|
39 |
|
|
33 |
|
|
26 |
|
|
38,5 |
|
|
36,5 |
|
|
40,5 |
|
|
об |
|
3 |
|
4 |
|
4 |
|
5 |
|
4 |
|
3 |
|
3 |
|
4 |
|
3 |
|
4 |
|
||||||||||
|
L |
|
|
3000 |
|
|
4000 |
|
|
5000 |
|
|
5500 |
|
|
6000 |
|
|
4000 |
|
|
3000 |
|
|
4500 |
|
|
4100 |
|
|
4000 |
|
|
V |
|
1 |
|
1,3 |
|
3 |
|
3 |
|
1,5 |
|
0,7 |
|
0,5 |
|
1,2 |
|
0,6 |
|
0,5 |
|
||||||||||
|
tвх |
|
|
114 |
|
|
119 |
|
|
105 |
|
|
105 |
|
|
122 |
|
|
130 |
|
|
135 |
|
|
105 |
|
|
120 |
|
|
125 |
|
|
tз |
|
-32 |
|
-25 |
|
-33 |
|
-31 |
|
-26 |
|
-41 |
|
-35 |
|
-31 |
|
-29 |
|
-34 |
|
||||||||||
|
вн |
|
|
1500 |
|
|
1800 |
|
|
2000 |
|
|
1700 |
|
|
2000 |
|
|
2300 |
|
|
3000 |
|
|
1800 |
|
|
1600 |
|
|
2200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
сн |
|
80 |
|
40 |
|
90 |
|
50 |
|
70 |
|
60 |
|
100 |
|
120 |
|
110 |
|
140 |
|
||||||||||
|
с |
|
|
51 |
|
|
52 |
|
|
53 |
|
|
54 |
|
|
55 |
|
|
56 |
|
|
57 |
|
|
58 |
|
|
59 |
|
|
60 |
|
|
п |
|
0,031 |
|
0,029 |
|
0,033 |
|
0,032 |
|
0,027 |
|
0,028 |
|
0,03 |
|
0,031 |
|
0,032 |
|
0,028 |
|
||||||||||
|
об |
|
|
0,3 |
|
|
0,55 |
|
|
0,4 |
|
|
0,45 |
|
|
0,5 |
|
|
0,3 |
|
|
0,3 |
|
|
0,3 |
|
|
0,28 |
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подвод тепла к производственному помещению осуществляется через трубопровод, состоящий из стальных труб с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной полиэтиленовой оболочкой (ГОСТ 30732-2006).
Наружный диаметр и толщина стенки стальной трубы внутри теплопровода равны dс с , мм. Толщина слоя пенополиуретана равна п , мм. Толщина полиэтиленовой оболочки равна об , мм. Длина трубопровода равна L , м, расход жидкости через трубу равен V , м3/час. Температура воды на входе равна tвх , °C, а температура снаружи в зимний период опускается до tз , °C. Коэффициент теплоотдачи внутри трубы равен вн , Вт/(м2·К); снаружи –сн , Вт/(м2·К). Теплоемкость воды принять равной 4200 Дж/(кг·°C). Коэффициенты теплопроводности стали, пенополиуретана и полиэтиленовой оболочки равны соответственно с , п , об , Вт/(м·К).
7
Провести проверочный расчет. Определить:
температуру на выходе из трубопровода в самый холодный день;
максимальную мощность потери тепла в теплопроводе;
температуру на поверхности трубы около точки начала трубопровода.
Провести проектный расчет. Определить:
во сколько раз нужно увеличить расход воды в самый холодный день, чтобы температура на выходе не опускалась ниже 60°C;
линейное термическое сопротивление добавочной тепловой изоляции, которой нужно обернуть трубу, чтобы при исходном расходе воды температура на выходе не опускалась ниже 60°C в самый холодный день.
Примечание 1. Не забудьте перевести объемный расход в массовый, выраженный в кг/сек.
Примечание 2. Результаты расчетов рекомендуется оформить в виде таблицы:
1Температура на выходе из трубопровода в самый холодный день, С
2Максимальная мощность потери тепла в теплопроводе, кВт
3Температура на поверхности трубы около начала трубопровода, С
4Необходимое увеличение расхода воды, раз
5Необходимое добавочное линейное термическое сопротивление, м С
Вт
Самопроверка
Условия вариантов подобраны так, что расход воды необходимо увеличить примерно в 1 0,1 n раз, где n – номер варианта. Например, для варианта 7 расход воды необходимо увеличить в 1,7 раз.
8
Пример выполнения задания 1
Провести технико-экономический расчет рентабельности установки утеплителя на стену здания. Заполнить недостающие данные в таблице. Построить необходимые графики.
Таблица:
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
|
|
Ширина здания, м |
|
|
40 |
|
|
Здание |
|
|
2 |
|
|
Длина здания, м |
|
|
50 |
|
|
|
|
3 |
|
|
Высота здания, м |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
4 |
|
|
Площадь стен, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
Приведенный коэффициент теплопередачи потолка, Вт/(кв.м С) |
|
|
0,22 |
|
|
Потолок |
|
|
6 |
|
|
Площадь потолка, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
Потери тепла через потолок, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
Количество, шт |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
Ширина, м |
|
|
1,7 |
|
|
Окна |
|
|
10 |
|
|
Высота, м |
|
|
1,5 |
|
|
|
|
11 |
|
|
Приведенный коэффициент теплопередачи окон, Вт/(кв.м С) |
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
12 |
|
|
Площадь окон, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
Потери тепла через все окна, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
Высота дверей, м |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
15 |
|
|
Ширина первой двери, м |
|
|
0,9 |
|
|
Двери |
|
|
16 |
|
|
Ширина второй двери, м |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
17 |
|
|
Приведенное термическое сопротивление, (кв.м С)/Вт |
|
|
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
18 |
|
|
Общая площадь дверей, кв. м |
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
Потери тепла через все двери, МДж |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
Толщина кирпичной кладки, м |
|
|
1 |
|
|
Кирпичная |
|
|
21 |
|
|
Коэффициент теплопроводности кирпича, Вт/(м С) |
|
|
1,8 |
|
|
|
|
22 |
|
|
Общая площадь кладки, кв.м. |
|
|
|
|
|
|
кладка |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
23 |
|
|
Термическое сопротивление кладки без утеплителя, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
24 |
|
|
Потери тепла через кладку без утеплителя, МДж |
|
|
|
|
9
|
|
|
|
25 |
|
|
Толщина, см |
|
20 |
|
|
|
|
26 |
|
|
Коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(мС) |
|
0,05 |
|
Утеплитель |
|
|
27 |
|
|
Термическое сопротивление утеплителя, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
28 |
|
|
Общее термическое сопротивление стенки, (кв.м С)/Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
29 |
|
|
Потери тепла через стенки с утеплителем, МДж |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
Объем, куб.м. |
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
Время эксплуатации, лет |
|
6 |
|
|
|
|
32 |
|
|
ГСОП, град. сут. |
|
7000 |
|
|
|
|
33 |
|
|
Расход тепла за год без утеплителя, МДж |
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
Расход тепла за год с утеплителем, МДж |
|
|
|
Энергозатраты |
|
|
35 |
|
|
Расход тепла за год без утеплителя, Гкал |
|
|
|
|
|
36 |
|
|
Расход тепла за год с утеплителем, Гкал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
37 |
|
|
Экономия тепла за год, Гкал |
|
|
|
|
|
|
38 |
|
|
Расход тепла за плановый период эксплуатации без утеплителя, Гкал |
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
Расход тепла за плановый период эксплуатации с утеплителем, Гкал |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
Экономия энергозатрат от установки утеплителя, % |
|
|
|
|
|
|
41 |
|
|
Цена энергии, тыс. руб./Гкал |
|
1,6 |
|
|
|
|
42 |
|
|
Цена за утеплитель, т.р./куб.м. |
|
3 |
|
|
|
|
43 |
|
|
Годовая стоимость энергозатрат без утеплителя, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
Годовая стоимость энергозатрат с утеплителем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
Экономия на оплате за энергию за год, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
46 |
|
|
Затраты на утеплитель, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
47 |
|
|
Период окупаемости, лет |
|
|
|
|
Экономические |
|
|
|
|
|
|
||
|
расчеты |
|
|
48 |
|
|
Стоимость энергозатрат за период эксплуатации без утеплителя, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
Стоимость энергозатрат за период эксплуатации с утеплителем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
Общая стоимость затрат за период эксплуатации с утеплителем, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
51 |
|
|
Экономия затрат от установки утеплителя за период эксплуатации, тыс. руб. |
|
|
|
|
|
|
52 |
|
|
Экономия затрат от установки утеплителя за период эксплуатации, % |
|
|
|
|
|
|
53 |
|
|
Оптимальная толщина утеплителя, см |
|
|
|
|
|
|
54 |
|
|
Общая стоимость затрат за период эксплуатации при опт. толщине, тыс.руб. |
|
|
10