Задача № 1 - Контрольная работа  по дисциплине «Основы энергосбережения»

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

1. Стена бетонная, толщиной δ = 300мм, коэффициент теплопроводности λб  = 1 .

2. Стена кирпичная, толщиной δ = 300 мм, коэффициент теплопроводности λк = 0,7 .

3. Стена кирпичная, между двумя слоями кирпичной кладки с толщиной каждого слоя δ = 150 мм, установлена прокладка пенопласта толщиной δп = 50 мм с коэффициентом теплопроводности λп = 0,05 .

Температуры на внутренней и внешней поверхностях стен соответственно равны tвн и tн . Рассчитать снижение потерь тепла через стены эдания 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.

F = 5000 м², tвн = 14°C, tн = -15°C.

Решение:

1. Определим термическое сопротивление стен и тепловой поток через стены здания для трех вариантов по следующему выражению:

R= δ/λ ; м2*град/Вт

Вариант 1: Rб=0,3/1=0,3 (м2*град/Вт);

Вариант 2: Rк=0,3/0,7=0,43 (м2*град/Вт);

Вариант 3: Rкомб=(2*0,15/0,7)+0,05/0,05=1,43 (м2*град/Вт).

2. Рассчитаем тепловой поток через плоские поверхности для трех вариантов по следующему выражению:

Q = tвн – tн / t=1nRi * F * 10-3 (кВт),

где Ri = δi / λi – термическое сопротивление плоской стенки (м2*град/Вт);

Вариант 1: Qб=29/0,3*5000*10-3=483,33 (кВт);

Вариант 2: Qк=29/0,43*5000*10-3=337,2 (кВт);

Вариант 3: Qкомб=29/1,43*5000*10-3=101,39 (кВт).

3. Определим расход условного топлива на отопление здания по формуле:

Ву.т.=Q/Qн.у.т.*3600 (кг/ч),

где Qн.у.т=29300 (кДж/кг) – теплота сгорания условного топлива.

Вариант 1: Ву.т.=483/29300*3600=59,38 (кг/ч);

Вариант 2: Ву.т.=337,2/29300*3600=41,43 (кг/ч);

Вариант 3: Ву.т.=101,39/29300*3600=12,45 (кг/ч).

4. Определим расход топлива в сезон по формуле:

Вгод= ∆Ву.т*τ , кг.

Вариант 1: Вгод.= 59,38*4600=273148 (кг);

Вариант 2: Вгод=41,43*4600=190578 (кг);

Вариант 3: Вгод=12,45 * 4600=57270(кг).

5. Сравнить экономию между вариантами:

Экономия в сравнении 1 и 2 вариантов:∆в1-2=273148-190578=82570 кг;

Экономия в сравнении 2 и 3 вариантов:∆в2-3=190578-57270=133308 кг;

Экономия в сравнении 1 и 3 вариантов:∆в1-3=273148-57270=215878 кг.

Ответ: При выборе комбинированных стен зданий вместо кирпичных экономия условного топлива за отопительный сезон составит 133308 кг, а при выборе комбинированных стен вместо бетонных экономия условного топлива за отопительный сезон составит 215878 кг.