Задача 1

2. Задача 1

Определить тепловой поток через стены здания общей поверхностью F(м²) для трех вариантов:

1. Стена бетонная, толщиной δ = 300 мм, коэффициент теплопроводности λ_σ = 1 [Вт/м·град].

2. Стена кирпичная, толщиной δ = 300 мм, коэффициент теплопроводности λ_к = 0,7 [Вт/м·град].

3. Стена кирпичная, между двумя слоями кирпичной кладки с толщиной каждого слоя δ = 150 мм, установлена прокладка пенопласта толщиной δ_п = 50 мм с коэффициентом теплопроводности λ_п = 0,05 [Вт/м·град].

Температуры на внутренней и внешней поверхностях стен соответственно равны t_вн и t_н [ºС]. Рассчитать снижение потерь тепла через стены здания по сравнению с комбинированной стеной и определить экономию условного топлива, если продолжительность отопительного сезона τ = 4600 часов. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 1.

Таблица 1

F(м2)	tвн	tн
10000	12	-16

Решение:

Тепловой поток через плоские поверхности в стационарном режиме определяется по выражению

где  - термическое сопротивление плоской стенки (м²·град/Вт);

F - общая поверхность стен здания (м²).

Потери тепла через стены здания уменьшаются за счет увеличения термического сопротивления стен. Расход условного топлива на отопление здания определяется:

где  = 29300 (кДж/кг) - теплота сгорания условного топлива.

Расход условного топлива рассчитывается за весь отопительный сезон.

Экономия условного топлива, за счет повышения требований к теплоизоляции стен зданий:

,

.

Проведем расчеты для следующих вариантов:

1. Стена бетонная, толщиной δ = 300 мм, коэффициент теплопроводности λ_σ = 1 [Вт/м·град].

Таким образом, тепловой поток составит 933,33 кВт.

Определим расход условного топлива на отопление здания:

1 000 000 Дж ≈ 0,277(7) кВт·ч., следовательно 29300 (кДж/кг) = 29300000 (Дж/кг) = 29300000 / 0,277(7) кВт·ч./кг = 105 776 173,3 кВт·ч./кг

Расход условного топлива на отопление здания составляет 8,82×10^-6 кг/ч.

Определим экономию условного топлива, за счет повышения требований к теплоизоляции стен зданий:

Таким образом, экономия условного топлива для 1-го варианта составляет 40,572×10^-3 кг/сезон.

2. Стена кирпичная, толщиной δ = 300 мм, коэффициент теплопроводности λ_к = 0,7 [Вт/м·град].

Рассчитаем тепловой поток.

Таким образом, тепловой поток составит 653,34 кВт.

Определим расход условного топлива на отопление здания:

Расход условного топлива на отопление здания составляет 6,18×10^-6 кг/ч.

Определим экономию условного топлива, за счет повышения требований к теплоизоляции стен зданий:

Таким образом, экономия условного топлива для 2-го варианта составляет 28,428×10^-3 кг/сезон.

3. Стена кирпичная, между двумя слоями кирпичной кладки с толщиной каждого слоя δ = 150 мм, установлена прокладка пенопласта толщиной δ_п = 50 мм с коэффициентом теплопроводности λ_п = 0,05 [Вт/м·град].

Рассчитаем тепловой поток.

Таким образом, тепловой поток составит 70 кВт.

Определим расход условного топлива на отопление здания:

Расход условного топлива на отопление здания составляет 6,62×10^-7 кг/ч.

Определим экономию условного топлива, за счет повышения требований к теплоизоляции стен зданий:

Таким образом, экономия условного топлива для 3-го варианта составляет 30,452×10^-4 кг/сезон.

Список использованных источников

1.  Основы энергосбережения: Учеб. пособие / М. В. Самойлов, В. В. Паневчик, А. Н. Ковалев. 2-е изд., стереотип. - Мн.: БГЭУ, 2002. - 198 с.

2.  Сидорский С. А. Через экономию ресурсов - к росту экономики и благосостояния людей // Экономика Беларуси. - 2007. - №3. - С. 6-15.

3.  Стятюгина А. Е. Экономические механизмы энергосбережения // Материалы XI Международной научной конференции магистрантов и студентов. - Минск, 17 мая 2007 г. - С. 33.

4.  Горустович В. В. Система управления энергосбережением предприятия Энергоэффективность. - 2006. - № 8. - С. 15-17.

5.  Шимова О. С. Основы экологии и экономика природопользования / О. С. Шимова, Н. К. Соколовский. - Минск: БГЭУ, 2001. - 368 с.

6.  Штомпель Б. Н. Экономическая экология / Б. Н. Попков. - Минск: БГАТУ, 2001. - 349 с.