Расчет срока окупаемости

6.1 Исходные данные

Электропривод лифта включает в себя двигатель, лебедку, состоящую из червячного редуктора и канатоведущего шкива, электромагнитный тормоз и систему управления движением.

Если привод лифта является нерегулируемым, то в нем используется двухскоростной асинхронный двигатель, запускаемый с помощью контакторов. В качестве системы управления могут выступать РКСУ (релейно-контакторная схема управления) и МПСУ (микропроцессорная система управления).

На рис. 6.1.1 представлена схема нерегулируемого привода.

Рисунок 6.1.1 Основные элементы нерегулируемого привода

В регулируемом приводе лифта обычно используют односкоростной АД с КЗ ротором и полупроводниковым преобразователем частоты (ППЧ). Остальные части привода аналогичны (система управления может быть перепрограммирована на работу с любыми видами привода).

На рис. 6.1.2 представлена схема регулируемого привода.

Рисунок 6.1.2 Основные элементы регулируемого привода

На рис. введены следующие обозначения: ПЧ – преобразователь частоты, BR – датчик скорости.

Проект предусматривает модернизацию четырех лифтов с установкой регулируемого электропривода. В табл. 6.1.1 представлены элементы системы, которые необходимо приобрести для его реализации (цены указаны на 27.03.2009г.).

Таблица 6.1.1 - Перечень оборудования

Основные технические характеристики лифта:

грузоподъемность – 1000 кг (вместимость 12 человек);

место работы – административное здание высотой 7 этажей;

высота шахты – 25 м;

скорость перемещения – 1 м/с;

количество пусков в час – 200;

машинное помещение есть;

производитель – Россия (Щербинский лифтостроительный завод);

количество остановок – 9 (макс.)

6.2 Расчет экономической части проекта

Расчет производится при следующих допущениях:

не учитывается колебание нагрузки в течение дня (берется среднее значение);

стоимость преобразователя частоты берется в ценах на 27 марта 2009 года;

производится замена электродвигателей, МПСУ и установка преобразователей частоты;

к основным фондам относятся электродвигатели, МПСУ и ПЧ;

к неосновным фондам относятся плата расширения РТС, РТ10, датчик скорости (инкрементальный энкодер) ISCZ3806-401 G 1024 BZ 1 10L, терморезисторный датчик РТС120, медный многожильный кабель;

стоимость шкафа включена в цену ПЧ;

инфляция за год составляет 13%;

коэффициент дисконтирования – 20%.

В табл. 6.2.1 представлены затраты на основные фонды, доставку и монтаж (в рублях).

Таблица 6.2.1 – Потребность в основных фондах

Затраты на основной фонд составят 443827 руб.

В табл. 6.2.2 представлены затраты на материалы и оборудование неосновного фонда в течение всего срока эксплуатации (25 лет) (в рублях).

Таблица 6.2.2 – потребность в затратах неосновного фонда

В регулируемом и нерегулируемом приводе присутствует микропроцессорная система управления, системы также практически идентичны. Поэтому зарплата обслуживающего персонала не изменится, так как уровень квалификации примерно один и тот же.

Затраты на дополнительный планово-предупредительный ремонт ППЧ складываются из основной и дополнительной заработной платы на ремонт [6].

Размер основной заработной платы рассчитывается по формуле (54):

, (54)

где h – ставка электрика на число часов ремонта в год, h=150 1/ч,

Т_∑ – трудоемкость ремонтов.

Трудоемкость одного ремонта зависит от вида таких работ:

для малого ремонта Т_1м=1,2 ч;

для среднего ремонта Т_1с=5 ч;

для капитального ремонта Т_1к=15ч.

Число ремонтов в год определяется видом оборудования. Для ППЧ-АИН:

m_м=2; m_с=0,1; m_к=0,2.

Суммарная категория сложности для ППЧ-АИН R=15.

Трудоемкость ремонтов определяется по формуле (55):

(55)

Размер основной заработной платы, вычисленный по формуле (54), составляет:

Дополнительные затраты составляют 10% от суммарных затрат.

Тогда полные затраты на планово-предупредительный ремонт:

Амортизация рассчитывается по формуле (56)

, (56)

где N_a – норма амортизации, К_перв. – затраты на основные фонды.

Срок полезного использования – 15 лет. Тогда норма амортизации N_a=6,67%.

Годовая сумма амортизации составит

В течение 5 лет сумма накопленной амортизации составит

Модель для оценки эффективности проекта представлена в табл. 6.2.3.

Таблица 6.2.3 - Модель дисконтированных денежных потоков

Полученные затраты регулируемый привод за счет экономии электроэнергии должен будет окупить в течение 2 – 3 лет.

В табл. 6.2.4 представлены основные технические показатели регулируемого и нерегулируемого привода.

Таблица 6.2.4 – Сравнительная характеристика электроприводов

* данные получены из статьи «Применение частотных преобразователей. Замена нерегулируемого привода с АД» ОКБ «Автоматика», г. Красноярск.

** использование полупроводниковых преобразователей частоты дает экономию электроэнергии в диапазоне [40…60]% по сравнению с нерегулируемым приводом[5].

Экономия электроэнергии с учетом потерь в регулируемом электроприводе вычисляется по формуле (57)

, (57)

где W_п – энергия, сэкономленная устройством в течение 1 ч, кВт·ч;

Т – число рабочих часов в год, Т=2500;

W^* - относительная экономия электроэнергии, W^*=1;

ζ – коэффициент, учитывающий потери за счет несинусоидальности преобразованного тока, для ППЧ с АИН ζ=0,01;

φ – снижающий коэффициент, зависит от числа работающих механизмов в установке, φ=1.

Энергия, сэкономленная устройством

Тогда экономия электроэнергии за год с учетом установки ПЧ на 4 лифта составит

При стоимости электроэнергии Ц_э=2,15 руб/(кВт·ч) экономия денежных средств (чистый денежный поток) за 1 год эксплуатации составит

Чистая текущая дисконтированная стоимость (NPV) вычисляется по формуле (58):

, (58)

где - чистый денежный поток в течение k лет проекта, руб.; К_t – стартовые инвестиции; - коэффициент дисконтирования; r – ставка дисконтирования; t – период дисконтирования.

Если NPV > 0, то проект считается эффективным.

Рассчитаем NPV по годам:

NPV = -506346+299229+249297+207987+173143+144406 = 567716 руб.> 0

NPV > 0. Следовательно, проект эффективен.

Индекс доходности (PI) находится по формуле (59):

(59)

PI = 2,12 > 1, проект является эффективным.

Период возврата инвестиций (Т_воз) вычисляется по формуле (60):

(60)

где t_x − количество лет с отрицательным эффектом в дисконтированном денежном потоке нарастающим итогом; NPV_t − NPV, имеющее последний отрицательный эффект в году t_x; ДДП_{t +1} − дисконтированный денежный поток без нарастающего эффекта в году (t +1).

Т_воз = 2 + 207117 / 299229 ≈ 2,7 года.

Период окупаемости проекта (Т_ок):

Т_ок = Т_воз - Т_ин,

где Т_ин - период вклада инвестиций, лет.

Т_ок = 2,7 – 1 = 1,7 года.

Финансовый профиль проекта представляет собой графическое изображение динамики дисконтированного чистого денежного потока, рассчитанного нарастающим итогом.

С помощью финансового профиля проекта получают наглядную графическую интерпретацию следующие обобщающие показатели:

- максимальный денежный отток (К_max);

- период возврата инвестиций - Т_воз;

- период окупаемости проекта - Т_ок.

Графическое изображение финансового профиля представлено на рис. 6.2.1.

Рисунок 6.2.1 Финансовый профиль проекта

На основе полученных результатов можно сделать вывод о том, что проект является эффективным (NPV > 0, PI > 1). Срок окупаемости проекта составил 1,7 года, что меньше жизненного цикла проекта. Период возврата инвестиций – 2,7 года (см. рис.6.2.1).

Сумма сэкономленных средств за все годы эксплуатации (25 лет) вычисляется по формуле (61)

(61)

5. Экономическая часть

5.1 Расчет единовременных затрат на НИР

К материальным затратам относится стоимость оборудования, материалов, канцелярских и расходных товаров в действующих ценах, использован­ных при проведении исследований, смета приведена в таблице 23.

Таблица 23 - Смета материальных затрат на разработку НИР

Основная заработная плата З_осн включает оплату труда разработчика, научного руководителя и консультантов за период разработки, расчет производится по формуле (68).

, (68)

где T_oб - общая трудоемкость проекта, дней;

З_ср.дн - среднедневная зарпла­та одного работника i-й категории, руб.

руб.

Расчет дополнительной заработной платы производится по формуле (69).

(69)

руб.

Расчет общего фонда заработной платы производится по формуле (70).

(70)

руб.

Отчисление на социальные нужды принять по действующему зако­нодательству на момент написания дипломной работы (на 01.01.2009г. составляют 0,356) к общему фонду заработной платы, расчет производится по формуле (71).

(71)

руб.

Расчет амортизационные отчисления для оборудования, использованного в период выполне­ния НИР, производится по формуле (72).

, (72)

где О_ф - стоимость оборудования;

Н_а - норма амортиза­ции, %;

Т_м - время эксплуатации машин за период НИР, дни.

В таблице 24 приведена смета амортизационных отчислений по оборудованию, используемому в НИР.

Таблица 24 - Амортизационные отчисления

Расчет затрат на электроэнергию при эксплуатации оборудования во время проведения НИР, производится по формуле (73).

(73)

где С_эл- стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, руб;

М_м- мощность машин, кBт/ч;

Т_сут - время работы машин в сутки.

руб.

Затраты на научно-техническую информацию учитывают стои­мость купленных книг, справочников, оплату ксерокопирования и полу­чения доступа в Интернет.

З_нт = 1500 руб.

При проведение НИР использовалось бесплатное программное обеспечение, в связи с этим затраты на ПО отсутствуют.

Расчет накладных расходов, включающих затраты на освещение, отопле­ние, услуги по уборке помещений, амортизацию зданий, арендную плату за помещение, производится по формуле (74).

(74)

руб.

По данным предыдущих расчетов составлена смета затрат на выполне­ние НИР, которая приведена в таблице 25.

Таблица 25 - Смета затрат на НИР

5.2 Расчет капитальных вложений на модернизацию вентиляции

Реконструкция ПВУ потребует капитальных затрат на приобретение нового оборудования, приборов (К_НОВ).

Материальные затраты, необходимые покупке комплектующих и оборудования при реконструкции ПВУ, приведены в таблице 26.

Таблица 26 - Смета затрат на приобретение комплектующих и оборудования.

Наименование покупных изделий	Марка, тип	Кол-во, шт	Цена за единицу, руб.	Стои­мость, руб,
1. Вентилятор	ВЦ 14-46-10,0		116597,2	233194,4
2. Модуль дискретного ввода-вывода	МДВВ-С
3. Датчик движения	СLS-15
4. Воздушный клапан с приводом	КП 400 500
5. Преобразователь частоты	VFD370B43E
6. Провода соединительные информационные	КИПЭВ 1×2×0,6
7. Кабели соединительные силовые	А154М5
8. Термопреобразователь сопротивления медный	ДТС 50М - 124
9. Шкаф управления	ПШ-12860-0100
10. КЗР	25ч945п
11. Сетевой фильтр	БП14Б-Д4.2-24
12. Блок питания	БП30Б-Д3-9
13. Кнопка	1HO
14. Оптический датчики	G18-3A
15. Автоматический выключатель (1,5А)	1п 1,5 ВА
16. Автоматический выключатель (420А)	A3735
Итог	725674,4

Строительно-монтажные работы – будут проводиться штатными специалистами университета, их стоимость не учитывается.

Пуско-наладочных работы – будут проводиться штатными специалистами университета, их стоимость не учитывается.

Расчет стоимости доставки производится по формуле (75).

(75)

руб.

Расчет затрат на новое оборудование для ПВУ производится по формуле (76).

(76)

где К_пр - прейскурантная стоимость закупаемого оборудования;

К_д - затраты на транспортировку, монтаж оборудования и пуско-наладочные работы.

руб.

Расчет общих капитальных вложений на реконструкцию ПВУ производится по формуле (77).

(77)

руб.

5.3 Расчет изменения эксплуатационных расходов после реконструкции систему вентиляции

5.3.1 Расчет расхода электроэнергии при работе вентилятора и воздушной завесы до реконструкции

Расчет расхода электроэнергии при работе вентилятора в номинальном режиме, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 28.06.2009, производится по формуле (78).

, (78)

где Т – количество часов работы, ч;

k - количество двигателей;

N_ном – номинальная мощность двигателя;

η – КПД двигателя

cosφ – коэффициент мощности

кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии при работе воздушной завесы в номинальном режиме, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 28.06.2009, производится по формуле (79).

, (79)

кВт·ч.

Расчет суммарного расхода электроэнергии при работе вентилятора и воздушной завесы с 01.09.2008 по 28.06.2009, производится по формуле (80).

(80)

кВт·ч.

5.3.2 Расчет расхода электроэнергии при работе вентилятора и воздушной завесы после реконструкции

Определение относительной скорости вращения вентилятора при снижении производительности, производится по формуле (81).

, (81)

где L – фактическая производительность, м³/ч;

L_ном – номинальная производительность при заданном давлении, м³/ч;

n_ном – номинальные обороты электродвигателя, об/мин.

Расчет скорости вентилятора при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 27.12.2008, приведен в таблице 27.

Таблица 27 - Скорость вентилятора штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 30.12.2008.

Расчет скорости вентилятора при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 31.01.2009 по 08.06.2009, приведен в таблице 28.

Таблица 28 - Скорость вентилятора при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с с 31.01.2009 по 08.06.2009.

Расчет скорости вентиляторов при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий на зимнюю (с 29.12.2008 по 31.01.2009) и летнюю (с 08.06.2009 по 28.06.2009) сессии.

736,92 об/мин.

Определение мощности на валу вентилятора при работе на сниженной производительности, производится по формуле (82).

, (82)

где N_ном – номинальная мощность на валу вентилятора;

n – обороты электродвигателя при работе на пониженной производительности, об/мин;

n_ном – номинальные обороты электродвигателя, об/мин.

Расчет мощности вентиляторов при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 27.12.2008, приведен в таблице 29.

Таблица 29 - Мощность вентилятора согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 27.12.2008

Расчет мощности вентиляторов при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 31.01.2009 по 08.06.2009, приведен в таблице 30.

Таблица 30 - Мощность вентилятора согласно штатному расписанию занятий с 31.01.2009 по 08.06.2009

Расчет мощности вентиляторов при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий на зимнюю (с 29.12.2008 по 31.01.2009) и летнюю (с 08.06.2009 по 28.06.2009) сессии.

N =3,56 кВт.

Расчет расхода электроэнергии при работе с регулируемым электроприводом с 01.09.2008 по 28.06.2008, производится по формуле (83).

, (83)

где Т – количество часов работы, ч;

N – мощность двигателя при заданной скорости, кВт.

Расчет расхода электроэнергии вентиляторами при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 30.12.2008, приведен в таблице 31.

Таблица 31 - Расход электроэнергии вентиляторами согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 27.12.2008.

Расчет суммарного расхода электроэнергии, потребляемой вентиляторами за неделю с 01.09.2008 по 27.12.2008, производится по формуле (84).

W_н1 = , (84)

W_н1 = 495,77 кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии вентиляторами при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 31.01.2009 по 08.06.2009, приведен в таблице 32.

Таблица 32 - Расход электроэнергии вентиляторами согласно штатному расписанию занятий с 31.01.2009 по 08.06.2009.

Расчет суммарного расхода электроэнергии, потребляемой вентиляторами за неделю с 31.01.2009 по 08.06.2009, производится по формуле (85).

W_н2 = , (85)

W_н2 = 483,02 кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии вентиляторами при сниженной производительности, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий на зимнюю (с 29.12.2008 по 31.01.2009) и летнюю (с 08.06.2009 по 28.06.2009) сессии, производится по формуле (86).

, (86)

кВт·ч.

Суммарный расход электроэнергии вентиляторами с использование ПЧ за 2008/2009, производится по формуле (87).

W_пч= , (87)

где η_пч – КПД преобразователя частоты;

T- количество недель в семестре;

k- количество вентиляторов.

W_пч= кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии датчиками движения производится по формуле (88).

(88)

T - количество часов работы, ч;

N_дд – потребляемая мощность, кВт;

k - количество датчиков движения, шт.

кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии модулями дискретного ввода вывода производится по формуле (89).

(89)

T - количество часов работы, ч;

N_мдвв – потребляемая мощность, кВт;

K – количество МДВВ, шт.

кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии программируемым контроллером производится по формуле (90).

(90)

T - количество часов работы, ч;

N_плк – потребляемая мощность, кВт.

кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии воздушными клапанами производится по формуле (72).

(91)

T - количество часов работы, ч;

N_вк – потребляемая мощность, кВт;

k – количество ВК, шт.

кВт·ч.

Расчет расхода электроэнергии краном запорно-регулирующим производится по формуле (92).

(92)

T - количество часов работы, ч;

N_кзр – потребляемая мощность, кВт.

кВт·ч.

Расчет суммарного расхода электроэнергии после реконструкции производится по формуле (93).

W_сум = W_дд+ W_мдвв+ W_плк+ W_вк+ W_кзр+ W_пч, (93)

W_сум = 36199,54 + 4642,8 +1366,56 + 52,56 + 14322 + 136,4 =56719,32 кВт·ч.

5.3.3 Экономия средств за счет уменьшения прямых затрат на электроэнергию после реконструкции

Расчет экономии электроэнергии при работе вентиляторов с регулируемым электроприводом по сравнению с обычным электроприводом, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 26.06.2009, производится по формуле (94).

(94)

кВт·ч.

Годовая экономия средств с учетом стоимости электроэнергии 2,15р. производится по формуле (95).

(95)

руб.

В 2010 году, в связи с кризисом и увеличением цены электроэнергии на 18%, расчет годовой экономии средств производится по формуле (96).

(96)

руб.

5.3.4 Экономия средств за счет уменьшения прямых затрат на теплоноситель после реконструкции

Расчет расхода теплоносителя до реконструкции производится по формуле (97)

(97)

где J – теплоемкость вентиляции и воздушной завесы, Гкалл;

T - количество часов работы, ч.

Гкалл·ч.

Расчет расхода теплоносителя после реконструкции производится по формуле (98)

Q= , (98)

Q= =376,155 Гкалл·ч.

Расчет экономии теплоносителя при работе вентиляторов с регулируемым электроприводом по сравнению с обычным электроприводом, в здании механического корпуса согласно штатному расписанию занятий с 01.09.2008 по 26.06.2009, производится по формуле (99).

(99)

Гкалл·ч.

Годовая экономия средств с учетом стоимости теплоносителя 972 рубля 87 копеек, производится по формуле (100).

(100)

руб.

В 2010 году, в связи с кризиса и увеличению цены теплоносителя на 18%, расчет годовой экономии средств производится по формуле (101).

(101)

руб.

5.3.5 Экономия средств за счет уменьшения прямых затрат на обслуживающий персонал после реконструкции

В связи с полной автоматизацией вентиляции число обслуживающего персонала можно сократить с 4 до 3 человек.

Расчет изменения затрат по оплате труда в себестоимости ∆С_оп рассчитывается укрупненным методом, производится по формуле (102).

(102)

где ∆Ч - изменение численности рабочих;

З_срг - среднего­довая заработная плата рабочего.

руб.

Расчет изменение отчислений на социальные нужды, производится по формуле (103).

, (103)

где а - процент отчислений на социальные нужды, составляющий в на­стоящее время 35,6 % от суммы основной и дополнительной заработной платы.

руб.

5.3.6 Затраты до реконструкции

Расчет затрат на электроэнергию до реконструкции производится по формуле (104) и (105).

(104)

руб.

(105)

руб.

Расчет затрат на теплоноситель до реконструкции производится по формуле (106) и (107).

(106)

руб.

(107)

руб.

Общая сумма амортизационных отчислений на вентиляционное оборудование до реконструкции представлена в таблице 33.

Таблица 33 - Амортизационные отчисления до реконструкции

Расчет затрат при эксплуатации вентиляционного оборудования до реконструкции производится по формуле (108).

(108)

руб

Расчет затрат на ремонт вентиляционного оборудования до реконструкции производится по формуле (109).

(109)

руб.

Расчет затрат на оплату труда до реконструкции производится по формуле (110).

(110)

где Ч - численности рабочих.

руб.

Расчет отчислений на социальные нужды, производится по формуле (111).

, (111)

где а - процент отчислений на социальные нужды, составляющий в на­стоящее время 35,6 % от суммы основной и дополнительной заработной платы.

руб.

5.3.7 Затраты после реконструкции

Расчет затрат на электроэнергию после реконструкции производится по формуле (112) и (113).

(112)

руб.

(113)

руб.

Расчет затрат на теплоноситель после реконструкции производится по формуле (114) и (115).

(114)

руб.

(115)

руб.

Общая сумма амортизационных отчислений на вентиляционное оборудование после реконструкции представлена в таблице 34.

Таблица 34 - Амортизационные отчисления на новое оборудование

Расчет затрат при эксплуатации вентиляционного оборудования до реконструкции производится по формуле (116).

(116)

где С₂ - стоимость вентиляционного оборудования после реконструкции.

руб.

Расчет затрат на ремонт вентиляционного оборудования до реконструкции производится по формуле (117).

(117)

руб.

Расчет затрат на оплату труда до реконструкции производится по формуле (118).

(118)

где Ч - численности рабочих.

руб.

Расчет отчислений на социальные нужды, производится по формуле (119).

, (119)

где а - процент отчислений на социальные нужды, составляющий в на­стоящее время 35,6 % от суммы основной и дополнительной заработной платы.

руб.

В таблице 35 приведена калькуляция себестоимости на вентиляцию механического корпуса до и после реконструкции.

Расчет суммы сэкономленных средств за 20 лет эксплуатации, без учета увеличения цен на энергоносители, по ценам на 2009 год, производиться по формуле (120).

руб. (120)

5.4 Показатели экономической эффективности проекта

Оценка экономической эффективности проекта может быть осущест­влена на основе статических или динамических методов расчета.

5.4.1 Статистический метод расчета

Основными показателями эффективности являются:

- условно - годовая экономия;

- годовой экономический эффект,

- срок окупаемости капитальных вложений в разработку и внедрение проекта.

Расчет условно-годовой экономия (Э_уг) определяется как разница между суммарной экономией от внедрения проекта и текущими затратами, или как экономия за год за счет снижения себестоимости единицы, продук­ции производится по формуле (121).

(121)

где C₁ - себестоимость вентиляции до автоматизации;

С₂ - себе­стоимость вентиляции после внедрения проекта.

руб;

руб.

Годовой экономический, эффект (Э_г) рассчитывается как разница приведенных затрат по базовому и проектному варианту производится по формуле (122).

(122)

Е_н - нормативный ко­эффициент сравнительной эффективности, принимаемый равным 0,15;

руб;

руб.

Расчет срока окупаемос