CC BY
46
2. Александровский С. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1973. - 432 с.
3. Арутюнян Н. Некоторые вопросы теории ползучести. - М. : Гостехтеориздат, 1952.
4. Бондаренко В. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. - Харьков : Изд-во Харьков. ун-та, 1968. - 325 с.
5. Прокопович И. Влияние длительных процессов на напряженное и деформированное состояние сооружений. - М. : Госстройиздат, 1963. - 260 с.
6. Яценко Е. Методы расчёта железобетонных конструкций на длительное воздействие с учётом ползучести бетона: Дисс. ... докт. техн. наук: 05.23.01. - М., 1989. - 364 с.
7. Джонс Р. Ультразвуковой импульсный способ испытания бетона [Перев. с англ.] / Р. Джонс, Гэтфилд Е. - Госстройиздат, 1957.
8. Блинков В. Исследование деформацЬй бетона при чистом сдвиге // Изв. ВНИИГ, 1955. - Т. 53.
9. Карапетян К. Ползучесть бетона при кручении // Изв. АН Арм. ССР, сер. физ.-мат. наук. - 1962. - Т.15. - № 6.
10. Александровский С. О коэффициенте поперечной деформации бетона при длительном действии нагрузки / С. В. Александровский, О. М. Попкова // В кн. : Ползучесть и усадка бетона. Мат. совещ., подготовл. НИИЖБ Госстроя СССР. - М. : ЦИНИС, 1969. -С. 48 - 51.
11. Корсак Н. Исследование прочности и упругих свойств бетона. // Прочность, упругость ползучесть бетона. - М. : Стройиздат, 1941.
12. Черкашин А. Исследование деформаций длительного сжатия материалов, твердеющих во времени // Строительные конструкции - К. : Будiвельник, 1965. - Вып. 3.
13. Ткачук В. Ползучесть бетона при плоском напряженном состоянии / В. М. Ткачук, Н. У. Мамунян // Строит. конструкции. - К. : Бущвельник, 1972. - Вып. 19. - С. 114 - 119.
14. Volume changes in precast prestressed concrete structures // Journal of Prestressed Concrete Institute. - 1977. - V. 22. - № 5. - P. 38 - 53.
15. RossA. Experiments on the creep of wncrete under two dimensional stressing // Magazine of Concrete Research. - 1958. - Vol. 29. - . 9.
16. Duke C., Davis H. Some properties of concret eunder sustained combined stress, Am. Soc. For Test. Mat. Proc., vol. 44, 1944.
17. Freudental, A. Roll F. Creep and creep recovery of concrete under high compressive stress // Journal of the American Concrete Institute. - 1958. - Vol. 29. - № 12.
18. Thiel M. Influence de la dimension del'epourette, Annales del' Institute Technique du Batimentetdes Travaux Publics. - № 154, Oct. 1960.
УДК 620.92:621.311.243:621.176
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ I ЕФЕКТИВНОСТ1 ВИКОРИСТАННЯ ЫДНОВЛЮВАЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГП У БУД1ВНИЦТВ1
А. М. Березюк, к. т. н., проф., К. Б. ДЫарев, к. т. н., доц., Р. Б. Патрник, к. т. н., доц., А. О. Скокова, к. т. н., асист., О. М. Кузьменко, студ.
Ключовi слова: енергозбереження, альтернативна джерела енергИ', тепловий насос, сонячний колектор, комбгноваш системи теплопостачання
Постановка проблеми. У сучасному свт тенденци до застосування енергоефективних технологш у промисловосп, енергетищ та житловому комплекс продовжують поширюватися та втшюватися на практищ. В Укра!ш проблема енергозбереження та постачання паливних ресуршв особливо загострилася останшм часом. Для того щоб проаналiзувати вартюш коливання енергоресуршв у нашш кра!ш, необхщно продемонструвати динамшу зростання тарифiв для населення на газ порiвнянно з електроенерпею [9; 8].
№ 8 вересень 2013
грн
—до 120000м3/рк —до 12000м3/рк до 6000м3/рiк до 2500м3/рiк бiльше 800 кВт-год/мю — 150-800кВт-год/мiс до 150 кВт-год/мiс
роки
Рис. 1. Динамгка зростання тарифгв на газ у поргвнянш з електроенерггею
Вщтак, вартють опалення природним газом з 2000 року до сьогодш зросла у середньому:
- для власника квартири - у 4 рази;
- для власника будинку площею 200 м2 — у 6 разiв.
При цьому слщ зазначити, що вартють електроенерги для цих споживачiв зросла приблизно вдвiчi.
З огляду на вищезазначене звертання до альтернативних джерел енерги у комплексному використаннi з енергозберпальними технологiями теплоiзолювання вiдкриваe реальш перспективи екологiчного сучасного будiвництва.
Аналiз публiкацiй. Огляд лiтератури свiдчить, що в Укра1ш ресурси вiдновлювальних джерел енерги юнують практично на всш територи. До основних складових вщновлювально! енергетики Украши вiдносяться вiтроенергетика, сонячна енергетика, мала гiдроенергетика, бiоенергетика, геотермальна енергетика й енергетика навколишнього середовища. Рiвень технiчного рiчного сумарного енергетичного потенцiалу основних видiв вiдновлювальних нетрадицшних джерел енерги в Укра1ш належать е^валентним 80 млн т умовного палива [6]. Iнтенсифiкацiя науково-дослiдницьких робгг у галузi вщновлювально! енергетики, створення законодавчо-правово! й нормативно! бази та системи державного економiчного стимулювання дадуть можливiсть ефективного й широкого використання нетрадицшних джерел енерги.
Мета статт — отримати широку матрицю вибору варiантiв поеднання обладнання на основi вiдновлювальних джерел енерги для опалення, кондищювання та забезпечення тепловою енерпею для нагрiву води.
Виклад основного змкту. Функцiю теплозабезпечення на основi вiдновлювальних джерел енерги виконують тепловий насос (ТН) та сонячний колектор. Тепловий насос - пристрш, що дозволяе вщбрати теплову енергiю низького температурного потенщалу навколишнього середовища, шдвищити И температурний рiвень i вщдати на потреби теплозабезпечення. [11] Сонячний колектор - пристрш, за допомогою якого теплова енерпя сонця на^вае теплоносiй, який спрямовуе зiбрану теплову енерпю на нагрiв води для побутових потреб.
У процес дослщження було проаналiзовано декiлька варiантiв комбшування альтернативних джерел енерги мiж собою та альтернативних джерел енерги з традицшними з подальшим виявом найбшьш економiчно доцiльного з-помiж них.
Для проведення порiвняльного розрахунку було обрано три будiвлi рiзноманiтноl житлово! площк
1. Коттедж . = 215,16 м2
2. Житловий будинок, що налiчуе 5 поверхiв. S2 = 1703,2 м2
3. Житловий будинок, що налiчуе 15 поверхiв. S2 = 17189 м2.
З урахуванням мюця розташування (II ктматична зона) та iндивiдуальних параметрiв захисних конструкцiй здiйснено теплотехнiчний розрахунок [1] та розрахунок потужносп теплового навантаження [12] на пристро! для опалення зазначених бущвель з використанням
вентильовано! фасадно! системи з утеплювачем i за И вщсутносп . З'ясовано, що застосування фасадно! системи зумовлюе до скорочення втрат теплоти ^зь захиснi конструкци в межах, що вщображеш на графшу нижче.
котедж
V ловерхш
15 лосерхш
1 1 1
1"
^^ ^т ^т ^т и -
; / 7 7 / ,
О 10 20 30 40 50
Рис. 2. Скорочення втрат теплоти кр1зь захисм конструкци розглянутих буд1вель
Також було розраховано енергетичш потужносп для на^ву води для побутових потреб розглянутих бущвель [2].
Маючи необхщш потужностi, пiдiбрали необхiдне обладнання на основi вiдновлювальних джерел енерги i сформували такi варiанти комбiнування:
1. Котедж обладнуемо ТН типу «земля — вода». У будинку передбачено систему опалення обладнану фанкойлами. Тепловий насос (ТН) буде забезпечувати опалення, протягом 5 мюящв та здшснювати на^в води для побутових потреб протягом 7,5 мюяця. В теплий перюд року (4,5 мiсяця) ТН автоматично вмикаеться у реверсний режим i працюе на охолодження примщень. У цей час забезпечення гарячою водою здiйснюеться за допомогою сонячних колекторiв. Пiдраховано стартовi капiталовкладення, що включають вартiсть обладнання, вартiсть земляних i бурових робiт при бущвнищга геотермального поля. А також розраховано експлуатацшш витрати на рiк за умови використання електроенерги, необидно! для функщонування насоса та компресора, виходячи з того, що забезпечуеться опалення, на^в води та кондицiювання (враховувався ефект вщ використаннання фасадно! системи i И вiдсутностi).
2. Припустимо, що будiвлю, яка налiчуе 5 поверхiв, плануеться розмiстити на березi р. Днiпро. Необидно встановити ТН типу «вода — вода» iз зовшшшм теплообмiнником у виглядi контуру довжиною 200 м (16 кшець), зануреного у воду. Система опалення будiвлi обладнана фанкойлами. ТН забезпечуе опалення впродовж 5 мюящв та на^в води протягом 7,5 мюяця. В теплу пору року протягом 4,5 мюяця ТН працюе в реверсному режимi на охолодження. В цей час потребу в гарячш водi забезпечуе сонячний колектор. Аналопчно тдраховано початковi та експлуатацiйнi витрати.
3. Бущвлю, що налiчуе 15 поверхiв, плануеться розмiстити в обмежених умовах мюько! забудови. Вiдповiдно площi для встановлення пiдземного контуру недостатньо. У цьому випадку доцiльно встановити тепловий насос типу «пов^ря — вода» iз зовнiшнiм теплообмiнником. Кожен ТН мае коефщент перетворення, що дорiвнюе вiдношенню теплово! енерги, вироблено! ТН, до енерги, спожито! ТН для функщонування. Розглянуте обладнання ТН мае коефщент перетворення, рiвний 4, але за умови температури пов^ря 0°С i вище. Тодi для покриття ризикiв в опалювальний сезон, коли температура опускаеться нижче нульово! вiдмiтки (приблизно 1,5 мiсяця для м. Дшпропетровськ, [3]) замiсть ТН буде функщонувати газове обладнання на забезпечення г/в i опалення. Система опалення будiвлi обладнана фанкойлами. ТН забезпечуе опалення впродовж 3,5 мюяця та на^в води протягом 7,5 мюяця. В теплу пору року протягом 4,5 мюяця ТН працюе в реверсному режимi на охолодження. У цей час потребу в гарячш водi забезпечуе сонячний колектор (СК). Аналопчно тдраховано початковi та експлуатацшш витрати.
Для порiвняння для вшх бущвель було пщбрано обладнання на основi традицшних джерел енерги, проведено розрахунок початкових капiталовкладень i експлуатацiйних затрат. При чому враховувався той факт, що бшьшють нового бущвництва в нашiй кра!ш вщзначаеться об'еднанням мешканцiв у житлово-будiвельнi кооперативи, як згiдно з [7; 10] здшснюють закупiвлю газу й електроенерги як юридичт особи вiдповiдно 4,687 грн/м3 i 1,12 грн/кВт-год. [4; 5].
№ S вересень 2013
Дат здшснено розрaxyнок перiодy окyпностi рiзницi почaтковиx затрат на встановлення обладнання на основi aльтернaтивниx джерел енергiï та традиц^н^ для опалення, забезпечення гарячою водою та кондицiювaння. У почaтковi затрати закладалась вaртiсть установлення фасадно1' системи. Теплоiзоляцiя також суттево вплинула на експлуатацшш затрати.
Результата розрахунку воображено на графшах (рис. 3).
pOEJI
27,7
котедж буди но к 5 лове|>.\ lb оудшюк 15 поверх i в
Рис. 3. nepiod OKymocmi. Бyдiвлi iзольовaнi, що використовyють вiдновлювaльнi джeрeлa eнepгiï для тeплoпoстaчaння пopiвняннo з цими ж бyдiвлями, що викopистoвyють mpadu^rni
джepeлa eнepгiï
ронг
2i,2
котедж буд 11 нок f буди кок 15
noEejmE поверх! в
Рис. 4. nepiod OKvrmocmi. Eydieni не1зольоват, що еикористоеуютъ в1дновлювальт джepeлa eнepгiï для meплoпoсmaчaння, пopiвняннo з цими ж бyдiвлямu, що вuкopuсmoвyюmь
mpaдuцiйнi джepeлa eнepгiï
*Примтка. У випадку порiвняння п'яти поверxового будинку без фасадно1' системи, що використовуе альтернативы джерела енерги, з цим же будинком iз фасадною системою i традицшними джерелами теплопостачання перюд окупносп розрaxовyвaти не потрiбно, оскiльки другий вaрiaнт виявився дорожчим, шж вaрiaнт iз вiдновлювaльними джерелами енерги.
Висновок. Результати анал^ичного порiвняння дають змогу пiдiбрaти нaйбiльш ефективний та економiчно доцiльний вaрiaнт теплозабезпечення бyдiвель залежно вiд рiзномaнiтниx початковж вимог.
ВИKОPИСТAНA ЛIТЕPAТУPA
1. Теплова iзоляцiя бyдiвель. ДБН B.2.6-3i:2GG6. - Замють СНиП II-3-79; чиннi з Gi.Gi.2GG6.
2. Тепловi мережi. ДБН B.2.5-39:2GG8. - Зaмiсть СниП 2.04.07-S6; чинш з 07.01.2009.
3. Бущвельна ^матолопя. ДСТУ-Н Б B.1.1-27:2GiG. - На змшу СНиП 2.01.01-S2; чинний
з 01.11.2011.
4. Про засади функцiонування ринку природного газу. Закон Укра!ни вiд 08.07.2010 № 2467-У1 (редакцiя станом на 01.01.2013) // [Електронний ресурс] / - Режим доступу: http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/2467-17
5. 1нформащя про тарифи на електроенерпю для юридичних оаб ПАТ «ДТЕК ДНШРООБЛЕНЕРГО» на 2013 рiк // [Електронний ресурс] /- Режим доступу: http://doe.com.ua/node/125
6. Плачкова С. Г. Енергетика: iсторiя, сучасшсть i майбутне. - К. : Лiбра, 2010. - 321 с.
7. Про дальший розвиток житлово-бущвельно! (житлово!) коопераци. Постанова КМУ № 593 вiд 20 жовтня 1992 р. // [Електронний ресурс] / - Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/593-92-п
8. Про затвердження роздрiбних щн на природний газ, що використовуеться населенням на побутовi потреби. Постанова Нацюнально! комюи регулювання електроенергетики Украши (НКРЕ) вщ 13.07.2010 № 812 // [Електронний ресурс] / - Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z0507-10
9. Про встановлення тарифiв на електроенерпю,що вщпускаеться населенню. Постанова Нацюнально! комюи регулювання електроенергетики Укра!ни (НКРЕ) вщ 23.04.2012 № 497. // [Електронний ресурс] / - Режим доступу: http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/z0598-12
10. Про затвердження примiрного статуту житлово-бущвельного кооперативу. Постанова Ради Мiнiстрiв УРСР № 186 вщ 30 кв^ня 1985 р. // [Електронний ресурс] / - Режим доступу: http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/186-85-п
11. Рей Д. Тепловые насосы. - М. : Энергоиздат, 1982. - 224 с.
12. Отопление, вентиляция и кондиционирование. СНиП 2.04.05-91*У. - Замють СНиП II-12-77; чинш з 01.10.1996.
УДК 666.1.031.2:004.942
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВАР1ННЯ СКЛА У ВАНН1Й
СКЛОВАРН1Й ПЕЧ1
Л. I. Чумак, к. т. н., доц., О. В. Волох, маг1стр
Ключовi слова: математичне моделювання, вар1ння скла, ванна тч, температурний режим, регулювання
Постановка проблеми. Основним технолопчним процесом при виробнищга скла е його варшня. Варшня листового скла виконуеться у безперервно ддачих печах, воно грунтуеться на безперервносп процесу, який дозволяе встановити стабшьний температурний режим скломаси, що повинен постшно забезпечуватись без вщхилень, тому що ванна пiч надзвичайно чутлива до рiзноманiтних вiдхилень вщ установленого режиму. У виробництвi листового скла основним фактором, який визначае швидкють варшня, е температура. Процес варшня скла супроводжуеться значними енергозатратами, яю можна знизити за рахунок використання автоматизованого управлшня. Для забезпечення належно! якосп скла i зменшення кiлькостi браку, варiння потрiбно вести строго за встановленим температурним режимом.Основним завданням системи автоматичного управлiння тепловим режимом печi е витримка задано! криво! змши температури скломаси.
Аналiз публiкацiй. Проблеми регулювання процесу скловаршня дослiджувалися вченими I. П. Баумштейном, А. В. Ралко, О. О. Крупою [2; 7]; у працях [1; 8] проведено дослщження залежносп однорiдностi скла вiд складу шихти та тривалостi !! варiння, розглянуто алгоритми стабiлiзацi! температурного режиму скловарно! ванно! печi. Математичне моделювання процесу варшня скла, розглянуте у наведених працях, дозволить полшшити яюсть продукци, знизити економiчнi витрати та розробити математичну модель процесу варiння скла з використанням сучасних iнформацiйних технологш для регулювання температурного режиму ванно! печ^ враховуючи тривалiсть варiння.
Мета стат^ — розробити та реалiзувати математичну модель процесу варiння скла, враховуючи необхщшсть забезпечення певного температурного режиму, для того щоб зменшити витрати палива, полшшити яюсть продукци, шдвищити однорiднiсть скла.
