В разработанном проекте особое внимание уделяется рассмотрению применения энергосберегающих мероприятий в зданиях различного назначения. Растущие цены на энергоносители, уменьшение природных запасов топлива заставляют задуматься о резервах сбережения тепловой и электрической энергии. Такую возможность представляет, в частности, повышение эффективности работы систем теплогазоснабжения и вентиляции зданий - одного из существенных потребителей тепловой и электрической энергии. Применение различных энергосберегающих мероприятий позволяет снизить затраты теплоты системами до 35-40%. Однако темпы роста капиталовложений в энергосберегающие устройства не ниже темпов роста цен на энергоносители. Сбережение энергии не может быть самоцелью, а должно быть экономически обосновано. На практике до сих пор продолжает осуществляться множество энергосберегающих мероприятий, в которых сбережение достигнуто слишком большой ценой и приводит, в конечном счете, к ухудшению экономических результатов деятельности предприятий.

Целью экономических расчетов является обоснование инвестиций в строительство систем ТГиВ на основе оценки их экономической эффективности.

Исходные данные

Вариант №6

Город Калининград.

Индекс на СМР к ФЕР-2001: 6,73

Толщина утеплителя (пенополистирольных плит): толщина утеплителя 70мм [4, табл.3.1]

Остекление с учетом энергосберегающих мероприятий: двойное [4, табл.3.1]

Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92: [3, табл.1]

Средняя температура внутреннего воздуха отапливаемого помещения принимается по [9]: -для жилых и общественных зданий, 16⁰С - для производственных зданий;

Средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8⁰С и ниже: [3, табл.1]

Продолжительность отопительного периода, соответствующая периоду со среднесуточной температурой наружного воздуха 8⁰С и ниже: [3, табл.1]

Отопительный период: с сентября по апрель (с температурой наружного воздуха <8⁰С) [3, табл.3]

Стоимость тепловой энергии П Р И К А З от 01 октября 2009г. № 42-01т/09 г. Калининград

Об утверждении тарифов на тепловую энергию для потребителей энергоснабжающих организаций на 2010 год: Ст=870 руб/Гкал

Стоимость электрической энергии на согласно П Р И К А З 12 ноября 2009 г. № 50-01э/09 г. Калининград Об утверждении тарифов на электрическую энергию для населения и потребителей, приравненных к категории население, на потребительском рынке Калининградской области на 2010 год: Сэ=1,73 руб/кВтч.

теплогазоснабжение вентиляция энергосбережение экономический

1. Технико-экономическое сравнение вариантов энергосбережения жилого здания

I вариант

Разработан на основе предписывающего подхода. Для обеспечения условия (1.1) запроектировано дополнительное утепление ограждающих конструкций и дополнительное остекление (по II этапу энергосбережения). Срок службы утеплителя составляет 15 лет.

Сметная стоимость материалов (в том числе стоимость утеплителя) определяется в соответствии с [6].

Площадь стен F_стен = 160 м².

Площадь дополнительного остекления F_окон = 100 м²

Расходы на текущий и капитальный ремонты наружных стен принимаются равными 0,006К плюс 2% стоимости утеплителя в год.

Период учета вложений и затрат - 10 лет.

Капиталовложения - 87600,8 тыс. руб.

Таблица 1.1

Локальная смета №1

К=87600,8 тыс. руб.

коэффициент, учитывающий срок службы системы или ее элемента, принимается по [1. табл.2.2.].

У=6,97 - коэффициент приведения к уровню базисного года.

В=_н·К - отчисления на восстановление системы.

В=0,063·87600,8=5518,8 тыс. руб - отчисления на восстановление системы.

Э=0

Рт+Рк=0,006·87600,8+0,02•2,64=525,6 тыс. руб.

П=87600,8+6,97· (320,1+5518,8+525,6) =131512,2 тыс. руб.

II вариант

Разработан на основе потребительского подхода. В здании запроектирована система оптимизации теплопотребления (СОТ), которая позволяет снизить расход тепловой энергии за счет использования внутренних тепловыделений и теплопоступлений от солнечной радиации. СОТ - комплекс технических и программных средств по управлению, учету и контролю теплопотребления. Данная СОТ разработана НПО "Лайф" (г. Новосибирск). СОТ позволяет регулировать теплопотребление в тепловом узле, т.е. всего объекта в целом, поддерживая температурный график обратной сетевой воды (регулирование 1-го уровня), далее регулировать тепловые ветви (стояки) для оптимального распределения тепла внутри объекта (регулирование 2-го уровня или пофасадное регулирование) и поддерживать заданную пользователем температуру непосредственно в конкретном помещении (регулирование 3-го уровня).

СОТ включает следующее оборудование:

Теплорегулятор РУДИ (Роспатент № 1149) представляет собой программный контроллер, осуществляющий управление исполнительными механизмами, основываясь на показаниях датчиков и заложенной в него программе. Сделан в виде металлического шкафа настенного исполнения. Мощность 160 Вт.

Вентиль балансовый ШТРЕМАКС-AG со сливом для регулирования стояков (производство HERZ, Германия).

Клапан проходной термостатический TS-E 7723 с термоголовкой 9260 для регулирования теплоотдачи нагревательного прибора по температуре воздуха в помещении (производство HERZ, Германия).

Наружный строительный объем здания V_н = 11370 м³.

Общая площадь квартир= 3790 м², отапливаемая площадь здания (равная площади жилых помещений) A_r = 3030 м².

Площади светопроемов фасадов соответственно ориентированных по четырем направлениям, составляют: = 13,65 м² (север); = 37,31 м² (юг); = 132,86 м^{2 (}запад); = 85,54 м² (восток).

Срок службы оборудования СОТ составляет для теплорегулятора РУДИ - 10 лет, оборудования HERZ - 40 лет.

Монтаж оборудования СОТ составляет для теплорегулятора РУДИ - 50% от стоимости оборудования, оборудования HERZ - 3% от стоимости оборудования.

Расходы на сервисное обслуживание оборудования СОТ составляют 5% от стоимости оборудования СОТ в год.

Период учета вложений и затрат - 10 лет.

Капиталовложения - 103831 руб.

Период учета вложений и затрат для обоих вариантов равен 10 лет.

Таблица 1.2

Состав и стоимость оборудования СОТ

Расходы на сервисное обслуживание оборудования СОТ составляют 5% от стоимости оборудования в год.

Стоимость оборудования и монтажных работ СОТ:

для теплорегулятора РУДИ Р602М1 - К=18054+18054*0,5=27081 руб.

для оборудования HERZ - К=3107,35 у. е. + 3107,35у. е. *0,03=3200,6у. е *29,98р. =76750р

Период учета вложений и затрат для обоих вариантов принять равным 10 лет.

Срок службы оборудования СОТ составляет для теплорегулятора РУДИ - 10 лет,

Оборудования HERZ-40 лет.

Отсюда для терморегулятора РУДИ, , У=6,97, для оборудования HERZ , У=12,50

с_т = 870 р. /Гкал.

Сэ = 1.73 (р. /кВт ·ч)

К₁ = 27081+76750=103831 руб.

Э=N_уст·к·h_год·Сэ р. /год. затраты на электроэнергию, расходуемую при работе этих систем.

к=0,7 - коэффициент загрузки.

N_уст=0,16 кВт - установленная электрическая мощность оборудования, кВт.

h_год=5280 (ч/год) продолжительность работы данного оборудования ч/год.

Сэ=1,73 (р. /кВт ·ч)

Э=0,16·0,7·5280·1,73=721 р. /год

_н ^РУДИ= 0,063 норма восстановительных отчислений

_н ^HERZ= 0,0020норма восстановительных отчислений

В = _н·К=0,063*27081+0,0020*76750=1859,6руб/год

Р_к+Р_м = 0,05·К₁ = 0,05 ·103831 = 5191,6 р. /год.

П=К+Y (Э+В+Р_к+Р_м) руб.

П₂ = 1·103831+6,97 (721+5191,6+1859,6) + = 3274034руб.

Вывод: второй вариант экономически более целесообразен.

(Y*И) /Ф-средняя величина эксплуатационных затрат за весь срок их учёта Ф лет;

Д (м?ДК) - дополнительные капитальные вложения, осуществляемые в течение ряда лет.

Z= =1,02 года

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составляет 1,02 года.

Вывод: второй вариант экономически более целесообразен по двум показателям.

Условия инвестиционного проекта следующие:

1) расчётный период равняется 10 годам, шаг расчёта равен одному году;

2) размер капиталовложений (включает стоимость установленного оборудования и выполненных работ) составляет 103831 р.;

3) экономия от внедрения системы как прирост прибыли составила 417,5*610,55*0,26=66266 р. с учетом расходов на заработную плату обслуживающего персонала;

4) норма амортизационных отчислений определена на основе срока полезного использования оборудования, который принят равным 10 лет;

5) норма дисконта для каждого шага расчёта (квартала) с учётом инфляции и рисков принята в размере 23% (альтернативная доходность - 10%, риск - 3%, прогнозируемая инфляция - 10%);

6) из налогов учитываются налог на имущество (2% от среднегодовой стоимости фондов), налог на прибыль (24%).

Расчет денежных потоков для определения экономической эффективности инвестиционного проекта представлен в ведомости денежных потоков.

Чистый доход (ЧД) указан в последнем столбце (т = 10) строки 15 таблицы: ЧД = 416153,53 р.

Момент окупаемости проекта также определяется на основании данных в стр.15 таблицы. Из нее видно, что он лежит внутри шага т=3, так как в конце шага с т=2 сальдо накопленного потока S₂<0, а аналогичное сальдо в конце шага с т=3, S₃0. Для уточнения положения момента окупаемости обычно принимается, что в пределах одного шага (в данном случае шага с т=3) сальдо накопленного потока меняется линейно. Тогда "расстояние" x от начала шага до момента окупаемости (выраженное в продолжительности шага расчета) определяется по формуле:

шага расчета (в данном случае - года). В этой формуле - абсолютная величина значения S.

Срок окупаемости, отсчитанный от начала операционной деятельности (конец нулевого шага), равен 2,8 года.

Определим ЧДД проекта, приводя поток к шагу 0 (t⁰=0). Дисконтирующий множитель и дисконтированное сальдо суммарного потока приведены в стр.16 и 17, а сумма значений стр.17 равна ЧДД = 416153,53. Таким образом, проект эффективен.

ВНД определяется подбором значения нормы дисконта. В результате получим ВНД = 91%>23%. Это еще раз подтверждает эффективность проекта, так как ВНД>Е.

2. Технико-экономическое сравнение вариантов систем отопления и вентиляции промышленного здания

Раздача воздуха осуществляется через воздухораспределители регулируемые ВРк5 по сер.5.904-46*. К=75225,3 руб. У=6,97

В=0,063·75225,3=4739 руб. /год

h_год=360·16=5760 ч. /год

Э=15·0,7·5760·1,73=73785 руб. /год

Рт+Рк=0,09·75225,3=6770руб. /год

П=75225,3+6,97· (73785+4739+6770) =669724 руб. /год

II вариант

Задача: Определить оптимальную толщину тепловой изоляции трубопровода диаметром 3258 мм при воздушной прокладке. Теплоноситель - вода, среднегодовая температура которой равна t_w=90⁰С. Расчет необходимо провести для 3-х типов изоляции. Рекомендуется в I-ом варианте принять изоляцию трубопровода матами минераловатными прошивными по ГОСТ 21880-86 марки 100, с защитным покрытием из стеклопластика рулонного для теплоизоляции РСТ ТУ 6-11-145-80 с коэффициентом теплопроводности _п = 0,08 Вт/м ⁰С толщиной _п = 25 мм. С увеличением толщины тепловой изоляции в двух других вариантах стоимость ее возрастает, но одновременно уменьшаются потери тепла в окружающую среду.

В соответствии с п.11.6 [7] выбор конструкции теплопровода следует производить по экономическому оптимуму суммарных капиталовложений в тепловые сети и эксплуатационных затрат, в качестве которого с некоторыми допущениями можно использовать показатель среднегодового денежного потока (минимума суммарных затрат (П)):

(5.1)

где

Е_н - коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый на уровне социальной или коммерческой нормы дисконта (принять равным 0,12);

К_и - стоимость тепловой изоляции, р./м, определяется по формуле:

(5.2)

где

-удельная стоимость соответственно изоляции, р. /м³, и защитного покрытия, р. /м², принимаются по [17], с учетом коэффициента изменения стоимости СМР К^t;

d_н - наружный диаметр изолируемого трубопровода, м;

- толщина изоляции, м.

С - эксплуатационные расходы, р. /годм, определяются по формуле:

где

р_и - годовые отчисления на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание от стоимости изоляции в долях от единицы, равные 0,08 1/год.

S_тп - стоимость тепловых потерь теплопроводом, р. /годм, определяется по формуле:

(5.4)

где с_Т - стоимость тепловой энергии, р. /МВтч (исх. данные); с_т - стоимость тепловой энергии, с_т = 870 р. /Гкал. с_т=783 руб/МВт·ч;

n - время часов работы тепловой сети, n=5280 ч/год;

q_тп - удельные тепловые потери трубопровода, Вт/м, определяются по формуле:

(5.5)

где t_w - расчетная температура теплоносителя, ⁰С, принимается равной средней за год температуре воды для водяных сетей t_w=90⁰С;

t_е - температура окружающей среды, ⁰С, принимается равной среднегодовой для сетей, работающих в течение года, для надземной прокладки t_e=10⁰С, принимается по [5, табл.3];

r_tot - сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции, м⁰С/Вт, определяется по формуле (термическим сопротивлением теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубопровода и термическим сопротивлением стенки трубопровода можно пренебречь):

(5.6)

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, Вт/м^{2 0}С, принимается по [7, прил.13];

- толщина соответственно изоляции и защитного покрытия, м;

- коэффициент теплопроводности соответственно изоляции и защитного покрытия, Вт/ (м⁰С), принимается по [18, прил.3*].

Таблица 5.1

Задаваясь различной толщиной изоляции (40, 60, 80, 100, 120 мм), определяем величины К_и, r_tot, q_тп, S_тп, С, П.

Проведём расчёт для изоляции с и =40 мм:

а_п=90,28 руб/м²;

К_и = [а_ии (d_н+_и) +а_пп (d_н+2·_и)] =3,14Ч [2186,571Ч0.04Ч (0.325+0.04) +90,28 Ч0.025Ч (0.325+2x0.04)] =10311,15 руб. /м.

м·єC/Вт;

Вт/м;

S_mn=q_mnс_тn10^-6=102,36Ч783Ч5280Ч10^-6 =310,9р. / годЧм;

С=р_иК_и=0.08Ч10311,15=824,89 р. / годЧм;

П=Е_нК_и+С+S_mn=0.12Ч10311,15+824,89+310,35=2384,12 р. / годЧм.

Результаты сводятся в табл.5.2.

Таблица 5.2

Изменение суммарных затрат в зависимости от толщины изоляции

а_п=90,28 руб/м²

С_Т=870 руб. /Гкал=783 руб. / (МВт•ч.)

а_е=20 Вт/ (м²•⁰С) Вт/ (м ⁰С) t_e=10⁰С п=5280 ч. /год

По результатам расчётов строится график зависимости приведённых затрат от толщины изоляции, по которому определяется оптимальная толщина изоляции

1. ФЕР 81-02-18-2001. Отопление - внутренние устройства.

2. ФЕР 81-02-16-2001. Сборник 16. Трубопроводы внутренние.

3. ФЕР 81-02-20-2001. Сборник 20. Вентиляция и кондиционирование воздуха.

4. Экономика систем ТГиВ. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 270109. - Новосибирск, 2007. - 60с.

5. СНиП 23-01-2003. Строительная климатология / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 2003. - 71 с.

6. СНиП IV-4-82. Правила определения сметных цен на материалы, изделия и конструкции и сметных цен на перевозки грузов для строительства. Ч.1. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1983. - 150с.

7. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети. - М.: Госстрой России, 1999.

8. СНиП 2.04.14-88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. - М.: Госстрой России, 1999.

9. ТСН 23-325-2001 Калининградская обл. Энергосбережение в жилых и общественных зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 64 с.

10. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению // Стройэксперт-Кодекс. Территориальные строительные нормы.

11. СНиП 10-01-94. Системы нормативных документов в строительстве. Основные положения // Стройэксперт-Кодекс. Строительное производство и проектирование (технические нормы, правила, стандарты).

12. ФЕР 81-02-10-2001. Сборник №10. Деревянные конструкции.

13. ФЕР 81-02-46-2001. Сборник №46. Работы при реконструкции зданий и сооружений.

14. ФЕР 81-02-26-2001. Сборник №26. Теплоизоляционные работы.

15. МДС 81-2.99. Методические указания по разработке сборников (каталогов) сметных цен на материалы, изделия, конструкции и сборников сметных цен на перевозку грузов для строительства и капитального ремонта зданий и сооружений // СтройэспертКодекс.

16. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 270109 "ТГиВ” всех форм обучения. Экономика систем ТГиВ / сост. Бочарникова О.В., Лаврентьева В.М., Бояркина Л.П. - НГАСУ, 2007. - 60 с.

17. Сборник сметных цен на материалы, изделия и конструкции для базового района страны (Московская обл.) // Стройэксперт-Кодекс.

18. СНиП 23-02-2003*. Тепловая защита зданий: взамен СНиП II-3-79*: введ. в действ. 2003-06-26 // Стройэксперт-Кодекс. Нормативы и стандарты

Приложения