Определение экономически выгодной толщины теплоизоляции трубопровода тепловой сети

1. Задача 3

ЗАДАЧА 3
Определение экономически
выгодной толщины теплоизоляции
трубопровода тепловой сети

2. Исходные данные:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Наружный диаметр трубопровода: dн=__ м
Среднегодовая температура теплоносителя
τ ср=___ °С
Коэффициент теплопроводности теплоизоляции
λ=0,06 Вт/(м·˚С);
Стоимость теплоизоляционного материала
Sиз=1000 руб/м3
Стоимость защитного покрытия Sпок=200 руб/м2
Коэффициент теплоотдачи от поверхности
трубопровода наружному воздуху в=8.1 Вт/(м2·˚С)
Тариф на тепловую энергию Sтепл = 360 руб/ГДж
Среднегодовая температура окружающей среды
tо=15 °С

3.

Задаемся следующими значениями толщины
теплоизоляции
из = 0,05; 0,07; 0,08; 0,1; 0,12; 0,14 м.
Расчет ведем на 1м длины трубопровода.
Наружный диаметр изоляции d из, м, определяем по
формуле
d из d н 2 из
(3.1)
где d н – наружный диаметр трубопровода, м;
из
– толщина теплоизоляции трубопровода, м.

4.

Термическое сопротивление теплопередачи
трубопровода R, м Вт С , определяем по формуле:
2
d из
1
1
R
ln
в d из 2 из
dн
(3.2)
где в – коэффициент теплопередачи внутренней
поверхности ограждающей конструкции,
принимаемый в =8,1 м С ;
Вт
d из – наружный диаметр
изоляции, м;
из
– коэффициент теплопроводности
Вт
Вт
теплоизоляции, м С , ( из =0,06 м С );
d н – наружный диаметр трубопровода, м.

5.

Годовые потери теплоты одним метром
Вт час
трубопровода q н , м год определяем по формуле
.
( ср t о ) n
qн
(3.3)
R
где ср – среднегодовая температура
теплоносителя, ˚С ;
t O – среднегодовая температура
окружающей среды, ˚С (t O = 15˚С);
n – продолжительность работы тепловой
час
сети в течении года, равная 8760
.
год

6.

Годовую стоимость тепловых потерь S
определяем по формуле
год
тепл
,
руб
год м
6
Sгод
q
S
3
,
6
10
тепл
н тепл
где q н – годовые потери теплоты одним метром
час
трубопровода, Вт
;
м год
руб
руб
S
Sтепл – стоимость теплоты ГДж, ( =360 ГДж).
тепл
(3.4)

7.

Капитальные затраты К, руб, определяем по
формуле
K Sиз Vиз Sпок Fпок
(3.5)
где Sиз – стоимость теплоизоляционного
материала, руб ( Sиз =1000 руб/м3);
м
руб
Sпок – стоимость защитного покрытия, м
( Sпок =200 руб/м2);
Vиз – объём изоляции, м3,
Fпок– площадь покрытия, м2.
3
2

8.

Объём изоляции равен, м3
Vиз l (d из2 d н2 )
4
где
(3.6)
d из –
диаметр изоляции, м
d – наружный диаметр, м
Площадь поверхности изоляции, м2
н
Fпок d из l
(3.7)

9.

Приведённые годовые затраты П,
формуле
руб
,
год
П Е н р н К Sгод
тепл
определяем по
(3.8)
где Ен – нормативный коэффициент эффективности
капитальных вложений, равный 0,12;
рн – годовые амортизационные отчисления от
стоимости изоляции, равные 0,08.

10. Результаты расчета приведенных затрат для различной толщины теплоизоляции трубопровода

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ ДЛЯ
РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДА
Значение толщины теплоизоляции
,м
Наименование параметра
из
0,05 0,07 0,08
Наружный диаметр изоляции dиз, м
Термическое сопротивление
теплопередачи трубопровода R,
м 2 С
Вт
Годовые потери теплоты одним
метром трубопровода qн,
Вт час
м год
Годовую стоимость тепловых потерь
S
ГОД
ТЕПЛ
,
руб
год
Капитальные затраты К, руб
Приведенные годовые затраты П,
руб
год
0,1
0,12 0,14

11.

График зависимости приведенных годовых затрат П, руб,
от толщины теплоизоляции трубопровода
, миз

12. Задание

ЗАДАНИЕ
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
ср
45
65
70
80
dн , мм
133
159
219
273
325
426
530
630
720
820
920
1020
133
159
219
273
325
426
530
№
варианта
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
ср
80
100
110
dн , мм
630
720
820
920
1020
133
159
219
273
325
426
530
630
720
820
920
1020
133
159