Вхідні групи №6-№9

У загальноосвітніх навчальних закладах України

В рамках Програми соціального партнерства ДТЕК

ПРОЕКТНА ПРОПОЗИЦІЯ

З ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ

ТА/АБО ПОКРАЩЕННЯ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТУ

ШКІЛЬНОГО ПРИМІЩЕННЯ

Спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів № 234 м. Києва

З поглибленим вивченням економіки і права

(назва загальноосвітнього навчального закладу)

Розробники:

Пархомчук О.І.

учасники гуртка «Теплинка»

Київ

Рік

Вступ

Людство давно стурбоване проблемами енергозбереження, тому що запаси палива на Землі вичерпні. Загострення дефіциту енергоресурсів – стримуючий фактор розвитку народного господарства в цілому диктує необхідність переходу до ресурсозберігаючих технологій, докорінної модернізації обладнання, що в свою чергу вимагає значних інвестицій і тривалого періоду часу. З іншого боку величезні резерви криються в енергозбереженні, зниженні витрат на споживання енергоресурсів.

Посильний вклад в цю благородну справу вносять і учні нашої школи, зокрема гуртківці енергозберігаючого гуртка СЗШ № 234 «Теплинка», які разом товаришами і батьками та учителями беруть участь у проекті «Енергоефективні школи», започаткованому Київською міською державною адміністрацією спільно з вертикально інтегрованою енергетичною компанією Д.ТЕК.

Головне двоєдине завдання проекту – знизити рівень використання енергії школою і навчити учнів, їх батьків, педколектив та громадськість берегти і раціонально використовувати енергоресурси. В рамках проекту проводяться заняття гуртка з енергоефективності «Теплинка», зустрічі, екскурсії, термосканування будівлі школи тепловізором, проведення шкільного конкурсу зменшення споживання тепла та електроенергії, теплового аудиту школи, конкурсу проектних пропозицій з підвищення енергоефективності школи. Учні отримують нові знання про шляхи енергозбереження, набули досвіду зменшення споживання енергії у школі і вдома і, як наслідок, економії коштів. Оскільки наша школа є також і громадсько-активною, то відбувається залучення громадськості до проблем економного використання енергії та енергоресурсів через просвітницьку діяльність: проведення інформаційних акцій в мікрорайоні і за межами, агітація жителів міста щодо економії електроенергії, конкурси малюнків, плакатів, висвітлення результатів впровадження проекту в ЗМІ тошо.

Проведення енергетичного аудиту та аналіз його результатів показав, що для нашої школи найбільш актуальною проблемою є втрати тепла через не належним чином обладнані вхідні групи. Умовно їх можна поділити на три:

· 2 вхідні групи, які активно використовуються і обладнані 1 тамбуром кожна;

· вхідні групи не утеплені (або частково утеплені), виготовлені з кутника 40мм та привареного до нього залізного листа товщиною 0, 6мм, не використовуються;

· вхідні групи з дерева не утеплені, товщина 40мм, не використовуються.

Проведемо необхідні розрахунки. Товщина стін школи 300 мм.

Центральна вхідна група (Додаток 2. мал1, мал2.)

Розрахунок втрат теплоти через тамбур

1.Трансмісійнй витрати.

Розмір дверного блоку (зовнішнє огородження): Довжина – 5, 24 м Висота – 2, 87 м. Визначимо втрати теплоти через двері.

Температура внутрішнього повітря +18⁰С

Температура зовнішнього повітря (середня за опалювальний період, норматив -1⁰С.

Коефіцієнт теплопередачі дверей k = 1, 7 Вт/ м² град

Отже, втрати теплоти дверима становлять

Q = кF(t_в – t_з)= 1.7 * (5, 24*2, 87)*(18+1) = 565 Вт = 0, 565 кВт

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 565 *4488 = 2535 кВт год = 2, 18 Гкал

2.Ще одна стаття втрат – це втрати на нагрівання холодного повітря, яке вривається через двері. Наявність тамбура тут дуже допомагає. У нас практично тамбур є. Не важливо, що у ньому тонкі стіни. Задача тамбура – зменшити кількість повітря, яке вривається до коридору.

Втрати на нагрівання повітря через двері. СНиП 2.04.05.91 Опалення, вентиляція і кондиціонування.

Q =0, 7 В (H + 0, 8 P) (t_в – t_з) 0, 001

Н – висота школи – 12 м

P – кількість людей у школі - 1000

В – залежить від кількості тамбурів: один В=1. два послідовно – 0, 6; відсутній -2.

Q = 0, 7*1(12 +0, 8*855) *(18+1)0, 001 = 9, 26 кВт

За рік втрати на інфільтрацію

Q_{рік =} Q*4488 = 9, 26 *4488 = 41559 кВт год = 35, 73 Гкал

Усього втрати за рік – 2.18 + 35, 73 = 37, 91 Гкал. Це при тарифі у 800 грн. буде30080 грн.

Якщо зробити два тамбури, то буде (коефіцієнт В =0, 6)

Q_рік =0, 6*35, 73+1, 87=23, 3 Гкал (18640 грн).

Економія за рік – 30080 -18640 = 11440 грн. на одних дверях. Але тамбурів повинно бути два послідовно. Добудова тамбура орієнтовно коштує 20000 грн. Термін окупності 11440/20000=0, 57 року.

Вхідна група №2 для молодшої школи та ГПД. (Додаток 2. мал.3, мал. 4)

Розрахунок втрат теплоти через тамбур, що виступає.

1.Трансмісійнй витрати.

Розмір дверного блоку (зовнішнє огородження): Довжина – 1, 45 м Висота – 2 м. Визначимо втрати теплоти через двері.

Температура внутрішнього повітря +18⁰С

Температура зовнішнього повітря(середня за опалювальний період) у тамбурі -0, 5⁰С.

Коефіцієнт теплопередачі дверей – k = 1, 7 Вт/ м² град

Отже, втрати теплоти дверима становлять

Q = кF(t_в – t_з)= 1.7 * (1, 45*2)*(18+0, 5) = 91 Вт = 0, 091 кВт*год

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 091 *4488 = 408 кВт год = 0, 35 Гкал

2 .Ще одна стаття втрат – це втрати на нагрівання холодного повітря, яке вривається через двері з тамбура у коридор.

Втрати на нагрівання повітря через двері. СНиП 2.04.05.91 Опалення, вентиляція і кондиціонування.

Q =0, 7 В (H + 0, 8 P) (t_в – t_з) 0, 001

Н – висота школи – 12 м

P – кількість людей у молодших класах + ГПД, які виходять у дворик на прогулянку - 350

В – залежить від кількості тамбурів: один В=1. два послідовно – 0, 6; відсутній -2.

Q = 0, 7*2(12 +0, 8*350) *(18+0, 5)0, 001 = 7, 6 кВт

За рік втрати на інфільтрацію

Q_{рік =} Q*4488 = 7, 6 *4488 = 34109 кВт год = 29, 33 Гкал

Усього втрати за рік: 0, 35 + 29, 33= 29, 68 Гкал. Це при тарифі у 800 грн. буде 23744 грн.

Якщо зробити другий тамбур вже в приміщенні і перекриємо перший поверх від інших внутрішніми дверми, то:

Q =0, 7 В (H + 0, 8 P) (t_в – t_з) 0, 001=

=0, 7*1*(4 +0, 8*350) *(18+0, 5)0, 001=3, 68 кВт*год

За рік: Q_рік =3, 68*4488=16, 5 кВт*год=14, 2 Гкал

Додамо трансмісійні витрати:

Q=14, 2+0, 35=14, 55 Гкал

Оплата: 14, 55*800=11640 грн.

Економія за рік 23744 -11640 = 12104 грн. на одних дверях. Але тамбурів повинно бути два послідовно. Термін окупності: 12104/20000=0, 6 року

Вхідні блоки №3 і 4 (Додаток 2. мал.5)

Вхідні блоки №3 і 4 постійно закриті і використовуються рідко. Розміри стандартні і співпадають розмірами вхідного блоку №2 для молодшої школи.

Розрахунок втрат теплоти через тамбур, що виступає:

1.Трансмісійнй витрати.

Розмір дверного блоку (зовнішнє огородження): Довжина – 1, 45 м Висота – 2 м. Визначимо втрати теплоти через двері.

Температура внутрішнього повітря +18⁰С

Температура зовнішнього повітря (середня за опалювальний період) у тамбурі -0, 5⁰С.

Коефіцієнт теплопередачі дверей k = 1, 7 Вт/ м² град

Отже, втрати теплоти дверима становлять:

Q = кF(t_в – t_з)= 1.7 * (1, 45*2)*(18+0, 5) = 91 Вт = 0, 091 кВт*год

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть:

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 091 *4488 = 408 кВт год = 0, 35 Гкал

При тарифі 800 грн., маємо: 0, 35*800=280 грн

Оскільки двері не відчиняються, то втрат на нагрівання повітря з вулиці немає

2.Трансмісійні витрати після утеплення дверей.

Виберемо мінеральну вату товщиною 100 мм. (плита). Коефіцієнт теплопередачі приймемо 0, 4.

Отже, втрати після утеплення:

Q = кF(t_в – t_з)= 0, 4 * (1, 45*2)*(18+0, 5) = 21 Вт = 0, 021 кВт*год

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть:

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 021 *4488 = 94, 2 кВт* год = 0, 08 Гкал

Оплата: 0, 08*800=64 грн.

Економія за рік 280 -64 = 216 грн. на одних дверях. А на двох – відповідно 432 грн. Невелика економія, але і витрати незначні. При ціні 40грн/м² маємо 240 грн за обоє дверей. Термін окупності: 240/432=0, 56 року.

Двері майстерні. (Додаток 2. мал.6)

Наступні двері, які потребують утеплення, – це двері на вулицю з підсобного приміщення (складу) кабінету обслуговуючої праці.

1.Трансмісійнй витрати.

Розмір дверного блоку(зовнішнє огородження):

довжина – 1, 02 м. Висота – 1, 9 м.

Визначимо втрати теплоти через двері.

Температура внутрішнього повітря +18⁰С

Температура зовнішнього повітря (середня за опалювальний період) -1⁰С.

Верхня частина дверей не утеплена – металевий лист приварений до кутника, нижня частина цей же металевий лист утеплений вагонкою товщиною 18 мм. Товщина металевого листа – 0, 6мм.

Площа утепленої частини 0, 65 м², неутепленої 1, 29 м²

Коефіцієнт теплопровідності сталі λ = 58Вт/м*град

Коефіцієнт теплопередачі металевої неутепленої частини дверей:

(*)

де α вн=8, 7; α нар=23 - коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої та зовнішньої поверхонь,

λ - коефіцієнт теплопровідності шару, Вт/(м*K);

Для нашого випадку:

Вт/ м² град

Для утепленої вагонкою частини дверей також використаємо формулу (*), але вже для 2х шарів: метал і дерево (сосна) Коефіцієнт теплопровідності сосни λ = 0, 35 Вт/м*град

Маємо:

Вт/ м² град

Отже, втрати теплоти неутепленої частини дверей становлять

Q = кF(t_в – t_з)= 6, 31 * (1, 26*1, 02)*(18+1) = 155 Вт*год

= 0, 155 кВт*год

Втрати теплоти утепленої частини дверей становлять:

Q = кF(t_в – t_з)= 4, 76 * (0, 64*1, 02)*(18+1) = 59 Вт*год

= 0, 059 кВт*год

Або разом:

Q = 0, 059+0, 155=0, 214 кВт*год

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 214 *4488 = 960 кВт*год=0, 83 Гкал

Оплата витрат за рік:

0, 83*800=664 грн

Оскільки двері не відчиняються, то втрат на нагрівання повітря з вулиці немає.

2.Трансмісійні витрати після утеплення дверей.

Виберемо мінеральну вату товщиною 100 мм. (плита). Коефіцієнт теплопередачі приймемо 0, 4.

Отже, втрати після утеплення:

Q = кF(t_в – t_з)= 0, 4 * (1, 02*1, 9)*(18+1) = 15 Вт*год = 0, 015 кВт*год

За опалювальний період трансмісійні втрати становитимуть

Q_{рік =} Q*4488 = 0, 015 *4488 = 67кВт* год = 0, 058 Гкал

Оплата втрат при тарифі 800грн/Гкал: 0, 058*800=46 грн.

Економія за рік 664 - 46 = 618 грн. на одних дверях. При ціні листової мінеральної вати 40грн/м² витрати на утеплення складуть 40*1, 94=78 грн. Робота не вимагає високої кваліфікації і може бути виконана вчителем праці з учнями. Термін окупності:

46/618= 0, 0744 року, тобто менше 1 місяця.

Вхідні групи №6-№9

Оскільки остача вхідних груп (№ 6-№9) мають однотипні конструкції, постійно зачинені і, отже, втрати тепла містять лише трансмісійну складову, було прийнято рішення провести подальші розрахунки з використанням електронних таблиць MS Excel. Характеристики вхідних груп і розрахункові формули вніс у відповідні комірки і отримав результати, зведені в Додаток 2.Таблиця 1.