7.2 Расчет расхода теплоты на нагревание воздуха

В качестве теплоносителя для нагревания воздуха в калориферных установках используется вода с температурой 130/70 °С.

Расход теплоты на нагревание воздуха определяется по уравнению теплового баланса:

Q = с₁ ∙ G ∙ (t_к – t_н), (7.3)

где Q – расход теплоты, Вт;

G – расход воздуха, кг/с;

с₁ – теплоемкость воздуха, равная 1005 Дж/(кг∙°С);

t_к, t_н – начальная и конечная температуры воздуха, °С.

Определим расход теплоты на нагревание приточного воздуха:

Расход воздуха G = 6165 м³/ч ∙ 1,2 (ρ) / 3600 = 2,055 кг/с.

Q = 1005 ∙ 2,055 ∙ (16 – (-34)) =103 264 Вт.

Для определения расхода теплоносителя, идущего в калориферную установку, составим уравнение теплового баланса:

Q = с₂ ∙ W ∙ (τ_к – τ_н), (7.4)

где Q – расход теплоты, Вт;

W – расход воды, м³/с;

с₂ – теплоемкость воды, равная 4190 Дж/(кг∙°С);

τ_к, τ_н – начальная и конечная температуры воды, °С

Из уравнения (7.4) определим расход воды W, кг/с:

W = , (7.5)

где ρ₂ – плотность воды, равная 1000 кг/м³;

W = = 4,107 ∙10^-4 м³/с = 1,479 м³/ч.

Из расчетов следует, что для нагрева 6165 м³ приточного воздуха необходимо 1,479 м³/ч горячей воды.

8. Технико-экономическое обоснование проекта

Выбор того или иного проектного решения – задача, как правило, многофакторная. Во всех случаях имеется большое число возможных вариантов решения поставленной задачи, так как любую систему ТГ и В характеризует множество переменных (набор оборудования системы, различные его параметры, сечения трубопроводов, материалы, из которых они изготовлены и т. д.).

В данном разделе сравним 2 типа радиаторов: Rifar Monolit 350 и Sira RS 300.

Чтобы определить стоимость радиатора, произведем их тепловой расчет с целью уточнения количества секций. Расчет радиатора Rifar Monolit 350 приведен в разделе 5.2.

8.1 Тепловой расчет радиаторов

Расчет радиатора Rifar Monolit 350 приведен в разделе 5.2. Тепловой расчет радиатора Sira RS 300 ведется по формулам (5.1), (5.2), (5,3), (5,4), (5.5).

= 695 Вт.

= 80 °С

N = = 8,94 = 9 секций.

8.2 Технико-экономическая оценка проектных решений

В процессе сравнения вариантов используются основные и дополнительные, обобщающие и частные, расчетные и оценочные показатели. Рассмотрим главные из них:

- капитальные вложения по вариантам К₁ и К₂;

- себестоимость годового выпуска изделий (эксплуатационные расходы на годовой объем работ) С₁ и С₂;

- приведенные затраты (З_i) по вариантам

З_i = С_i + Е_нК_i = min, (8.1)

где Е_н – нормативное значение коэффициента эффективности, равное 0,12;

- условно-годовая экономия:

Э_усл = С₁ – С₂ (8.2)

- срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

, (8.3)

- коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений:

, (8.4)

- годовой экономический эффект:

Э_ф = (С₁ + Е_нК₁) – (С₂ + Е_нК₂). (8.5)

Показатели капитальных вложений (К₁ и К₂) и себестоимости (эксплуатационные расходы) годового объема (С₁ и С₂) являются исходными расчетными показателями, на их основе определяются все последующие оценочные показатели.

Для упрощения расчетов при определении капитальных вложений и себестоимости по вариантам рекомендуется учитывать только те составляющие, которые различаются между собой.

Решение о целесообразности вложения средств, принимается исходя из результатов сопоставления фактических показателей Е_р и Т_ок с их нормативными значениями.

Капитальные вложения по первому варианту (радиатор Rifar Monolit 350):

К₁ = Ц_сек ∙ N ∙ n + Ц_тр ∙ L, (8.6)

где Ц_сек – цена за одну секцию радиатора;

N – количество секций;

n – количество отопительных приборов в помещении;

Ц_тр – цена за 1 п.м. трубопровода;

L – длина трубопроводов в рассматриваемом помещении.

К₁ = 562 ∙ 8 ∙ 7 + 60 ∙ 24,2 = 32924 руб.

Капитальные вложения по второму варианту (Sira RS 300):

К₁ = 667 ∙ 9 ∙ 7 + 60 ∙ 24,2 = 43473 руб.

Годовые эксплуатационные затраты по системам теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования определяются:

Г_э = Т + А + Р_к + Р_т + З + У , (8.7)

где Т – затраты на топливо или тепло, руб.;

А – амортизационные отчисления на полное восстановление основных фондов, руб.;

Р_к и Р_т – годовые затраты на капитальный и текущий ремонт систем;

З – затраты на оплату труда (с начислениями) обслуживающего персонала;

У – затраты на управление, технику безопасности, охрану труда, спецодежду, подпитку систем отопления водой и др.

Затраты на тепло рассчитываются по формуле:

Т = Q_Т ∙ Ц_Т, (8.8)

где Q_Т – количество потребляемого тепла, топлива в год, Гкал, Q_Т = 222,34 Гкал ;

Ц_Т – цена 1 Гкал в размере 747,48 руб./Гкал (для г. Челябинск);

Т = 222,34∙ 747,48 = 166195 руб.

Амортизационные отчисления. Для укрупненных расчетов амортизационные отчисления можно принять от стоимости систем в следующих размерах: для систем водяного отопления, воздушного отопления с гравитационным побуждением и горячего водоснабжения – 5 %;

А = 0,05 ∙ К, (8.9)

А₁ = 0,05 ∙ 32924 = 1646 руб,

А₁ = 0,05 ∙ 43473 = 2174 руб.

Затраты на текущий ремонт можно принять в процентах от стоимости систем в следующих размерах: системы теплоснабжения и вентиляции в жилых и гражданских зданиях – 4 % (для водяного отопления с радиаторами)

Р_к = 0,04 ∙ К, (8.10)

Р_к1 = 0,04 ∙ 32924 = 1317 руб,

Р_к2 = 0,04 ∙ 43473 = 1739 руб.

Затраты на оплату труда обслуживающего персонала. К ним относятся расходы на оплату труда основного производственного персонала предприятий, премии за производственные результаты, стимулирующие и компенсирующие выплаты. В расчетах среднемесячную заработную плату можно условно принять в размере 4300 руб. (по данным Уральского регионального центра экономики и ценообразования в строительстве).

Отчисления на социальные нужды. В состав себестоимости включаются отчисления на государственное социальное страхование – 2,9 %, пенсионный фонд – 26 %, федеральный фонд обязательного медицинского страхования – 2,1 %, территориальный фонд обязательного медицинского страхования – 3 %.

Для расчета обслуживающего персонала по системам отопления можно использовать следующие нормативы: на 80 теплофикационных вводов – 1 дежурный слесарь в смену.

З = 4300 ∙ 1,34 = 5762 руб.

Затраты на управление, технику безопасности и охрану труда принимаются в размере 20 % от суммы затрат по оплате труда обслуживающего персонала, амортизационных отчислений и текущего ремонта для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

У = 0,2 ∙ (З + А + Р_к), (8.11)

У₁ = 0,2 ∙ (5762 + 1646 + 1317) = 1745 руб,

У₁ = 0,2 ∙ (5762 + 2174 + 1739) = 1935 руб.

Годовые эксплуатационные затраты по системам ТГ и В для варианта 1:

Г_э = 166195 + 1646 + 1317 + 5762 + 1745 = 176665 руб,

Годовые эксплуатационные затраты по системам ТГ и В для варианта 2:

Г_э = 166195 + 2174 + 1739 + 5762 + 1935 = 177805 руб,

Определяем себестоимость единицы продукции (услуг) по формуле:

С = , (8.12)

где С – себестоимость единицы продукции систем ТГ и В, руб./Гкал ;

Г_э – годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб.;

Q_год – годовое количество продукции систем ТГиВ в соответствующих единицах измерения.

С₁ = = 795 руб./Гкал,

С₂ = = 800 руб./Гкал.

Приведенные затраты по вариантам:

З₁ = 795 + 0,12 ∙ 32924 = 4745,88 руб,

З₂ = 800 + 0,12 ∙ 43473 = 6016,76 руб.

Годовой экономический эффект:

Э_ф = (795 + 0,12 ∙ 32924) – (800 + 0,12 ∙ 43473) = -1270,88 руб.

Условно-годовая экономия:

Э_усл = Г_э2 – Г_э1, (8.13)

Э_усл = 177805 – 176665 = 1140 руб.

Результаты расчетов вариантов проектных решений заносятся в таблицу 8.1.

Краткая характеристика сравниваемых вариантов:

1. Вариант радиатор Rifar Monolit 350

2. Вариант радиатор Sira RS 300

Таблица 8.1

Экономическое сравнение вариантов

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Варианты
			I	II
1	2	3	4	5
1	Капитальные вложения, всего в т.ч.: сети оборудование	руб. руб. руб.	32924 1452 31472	43473 1452 42021
2	Годовые эксплуатационные расходы, всего в т.ч.: тепло заработная плата амортизация прочие	руб. руб. руб. руб. руб.	176665 166195 5762 1646 3062	177805 166195 5762 2174 3674
3	Приведенные затраты	руб.	4745,9	6016,8
4	Годовой экономический эффект	руб.	1270,9
5	Условно-годовая экономия	руб.	1140

Исходя из расчетов, следует, что вариант с установкой радиаторов Rifar Monolit 350 является более целесообразным, чем вариант с установкой приборов Sira RS 300. Проектный вариант по капитальным затратам и эксплуатационным расходам превосходит базовый. Экономическая выгода составила 1270 рублей.