Pages Navigation Menu

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.003

Скачать PDF ( ) Страницы: 12-19 Выпуск: № 4 (118) Часть 1 () Искать в Google Scholar
Цитировать

Цитировать

Электронная ссылка | Печатная ссылка

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.
Балалаев А. Н. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО ТИПА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА / А. Н. Балалаев, Д. М. Тимкин // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 4 (118) Часть 1. — С. 12—19. — URL: https://research-journal.org/technical/metodika-ocenki-privlekatelnosti-investicionnogo-proekta-vnedreniya-novogo-tipa-teploizolyacii-passazhirskogo-vagona/ (дата обращения: 25.05.2022. ). doi: 10.23670/IRJ.2022.118.4.003
Балалаев А. Н. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО ТИПА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА / А. Н. Балалаев, Д. М. Тимкин // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 4 (118) Часть 1. — С. 12—19. doi: 10.23670/IRJ.2022.118.4.003

Импортировать


МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО ТИПА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.003

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО ТИПА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Научная статья

Балалаев А.Н.1, *, Тимкин Д.М.2

1 ORCID: 0000-0003-0839-6858;

2ORCID: 0000-0002-6627-2151;

1, 2 Самарский университет путей сообщения, Самара,Россия

* Корреспондирующий автор (wagon.samgaps[at]mail.ru)

Аннотация

Новые типы теплоизоляции, в том числе, вакуумная теплоизоляция имеют лучшие теплоизоляционные свойства, но большую себестоимость изготовления, чем используемые в настоящее время в конструкции кузовов пассажирских вагонов. Цель данного исследования состоит в оценке затрат на производство нового типа теплоизоляции и экономического эффекта от улучшения эксплуатационных характеристик пассажирского вагона с кузовом, содержащим новый тип теплоизоляции. Предложена методика оценки привлекательности проекта внедрения вакуумной теплоизоляции в ограждении кузова пассажирского вагона, найдено экономически обоснованное значение оптимальной толщины вакуумных теплоизоляционных панелей в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона. Разработаны два инвестиционных проекта изготовления двумя разными способами вакуумных теплоизоляционных панелей для партии пассажирских вагонов. Определены оптимальные значения программы оснащения пассажирских вагонов вакуумными теплоизоляционными панелями в зависимости от способа их изготовления. Найдены сроки окупаемости двух инвестиционных проектов.

Ключевые слова: вакуумная теплоизоляция, кузов пассажирского вагона, эксплуатационные характеристики, инвестиционный проект, оценка инвестиционной привлекательности.

METHODOLOGY FOR ASSESSING THE ATTRACTIVENESS OF AN INVESTMENT PROJECT FOR THE INTRODUCTION OF A NEW TYPE OF THERMAL INSULATION OF A PASSENGER CAR

Research article

Balalaev A.N.1, *, Timkin D.M.2

1ORCID: 0000-0003-0839-6858;

2ORCID: 0000-0002-6627-2151;

1, 2Samara University of Railway Transport, Samara, Russia

* Corresponding author (wagon.samgaps[at]mail.ru )

Abstract

New types of thermal insulation, including vacuum thermal insulation, have better thermal insulation properties; however, they have a higher production cost than those currently used in the construction of train passenger car bodies. The purpose of this study is to assess the costs of producing a new type of thermal insulation and the economic effect of improving the operational characteristics of a passenger car with a body containing a new type of thermal insulation. The study proposes a methodology for assessing the attractiveness of the project of introducing vacuum thermal insulation in the passenger car body enclosure and finds an economically justified value of the optimal thickness of vacuum thermal insulation panels in the construction of the passenger car body enclosure. The study also introduces two investment projects for the manufacture of vacuum thermal insulation panels for a batch of passenger cars in two different ways. The authors determines the optimal values of the program for equipping passenger cars with vacuum thermal insulation panels depending on the method of their manufacture and finds the payback periods of two investment projects.

Keywords: vacuum thermal insulation, passenger car body, operational characteristics, investment project, investment attractiveness assessment.

Введение

Кузов пассажирского вагона должен обеспечивать во всех климатических зонах России комфортные условия для пассажиров, что достигается применением системы кондиционирования летом и системы отопления зимой.
Для снижения теплопритоков внутрь вагона летом и теплопотерь из вагона зимой в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона предусмотрена теплоизоляция определенной толщины. Толщина теплоизоляции влияет на эксплуатационные характеристики пассажирского вагона. Увеличение толщины теплоизоляции с одной стороны снижает затраты на кондиционирование вагона летом и отопление его зимой, а с другой стороны повышает затраты на изготовление теплоизоляции, на ее ремонт и утилизацию после окончания срока службы пассажирского вагона.
При появлении новых типов теплоизоляции необходимо определить ее оптимальную толщину в конструкции кузова пассажирского вагона и оценить инвестиционную привлекательность проекта внедрения нового типа теплоизоляции пассажирского вагона.

Таким образом, актуальной задачей является разработка методики оценки инвестиционной привлекательности проекта внедрения нового типа теплоизоляции в конструкции кузова пассажирского вагона, учитывающей затраты на изготовление теплоизоляции, на ее ремонт и утилизацию после окончания срока службы, а также экономию затрат энергии на поддержание комфортных условий для пассажиров.

Целью данной работы является разработка такой методики, а также обоснование с ее помощью инвестиционных проектов внедрения нового типа теплоизоляции в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона.

В [1, С. 50] предложено использовать вакуумные панели сотового профиля в качестве теплоизоляции пассажирских вагонов, теоретически исследовались их массовые и теплоизоляционные характеристики. В [2, С. 13] исследования теплоизоляционных характеристик таких панелей выполнялось в SolidWorksSimulation с помощью метода конечных элементов с учетом передачи тепла за счет теплопроводности. Экспериментальные исследования вакуумных панелей сотового профиля, основанные на использовании теплового режима с постоянным темпом нагрева эталонных пластин, описаны в работе [3].

Теоретические и экспериментальные исследования вакуумной теплоизоляции показали ее теплотехническую эффективность, однако, стоимость изготовления такой теплоизоляции гораздо выше, чем у применяемых в настоящее время в пассажирских вагонах теплоизоляционных материалов.

В работе [4] был предложен алгоритм сравнения кузова пассажирского вагона с использованием вакуумных теплоизоляционных панелей с существующей конструкцией кузова по нескольким критериям: энергетическим эксплуатационным характеристикам, объемным характеристикам, затратам на изготовление, ремонт и техническое обслуживание. В работе [5] было исследовано влияние толщины вакуумных теплоизоляционных панелей на их массовые и теплоизоляционные характеристики, а также на величину снижения удельных теплопритоков летом и удельных теплопотерь зимой в пассажирском вагоне при различных температурах наружного воздуха. В работе [5] было отмечено, что алгоритм учета влияния толщины вакуумных теплоизоляционных панелей может использоваться, если известны величины годового хода среднесуточной температуры для конкретной области России, а также годовой бюджет времени эксплуатации пассажирского вагона в этой области.

В задачи данного исследования входит конкретизация алгоритмов, описанных в [4] и [5], в виде инженерной методики и расчет по этой методике инвестиционных проектов внедрения вакуумных теплоизоляционных панелей в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона при различных технологиях изготовления таких панелей.

Методы и принципы исследования

Основным методом исследования является математическое моделирование процесса теплообмена пассажирского вагона с окружающей средой с использованием уравнений переноса тепла теплопроводностью и конвекцией на стационарном режиме.

В известных методиках расчетов [6], [7] мощность теплопритоков летом и тепловых потерь зимой находится по формуле:

 1 (1)

где  Kпр – приведенный коэффициент теплопередачи кузова, Вт/(м2 К); Tн, Тв – заданные значения температуры воздуха снаружи и внутри вагона, К; F – площадь поверхности теплопередачи кузова вагона, м2.

Приведенный коэффициент теплопередачи кузова Kпр, используемый в формуле (1), находится путем осреднения расчетных коэффициентов Kрасч i, определяемых для различных стен пассажирского вагона, по площади [6]:

 1 (2)

Где i – число стен пассажирского вагона, различающихся условиями теплообмена, Fi – площадь стен с различающимися условиями теплообмена, Вт/(м2 К).

Расчетные коэффициенты теплопередачи Kрасч i, используемые в формуле (2), находятся по известной формуле [6]:

 1 (3)

где  aн – коэффициент теплоотдачи наружного воздуха, Вт/(м2 К); j– число слоев ограждения стенки пассажирского вагона; δi,j – толщина слоя j стенки i кузова пассажирского вагона, м; li,j – коэффициент теплопроводности слоя j стенки i кузова пассажирского вагона, Вт/(мК); aв – коэффициент теплоотдачи воздуха внутри пассажирского вагона, Вт/(м2 К).

Коэффициент теплоотдачи наружного воздуха aн находится, согласно [8], по эмпирической формуле, учитывающей скорость движения поезда и радиационный теплообмен

 1 (4)

где aр – коэффициент теплоотдачи за счет радиационного теплообмена (для зимних условий принимается aр = 4,652 Вт/(м2 К), для летних – aр = 9,3 Вт/(м2 К)); V – средняя скорость движения подвижного состава, км/ч; L – длина теплопередающей поверхности, омываемой потоком воздуха, м.

Коэффициент теплоотдачи воздуха внутри пассажирского вагона aв считается постоянным и равным, согласно [7], 10 Вт/(м2 К).

Предлагается использовать вакуумные теплоизоляционные панели в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона так, как описано в патенте на полезную модель [9]. Конструкция стенки предлагаемого ограждения кузова пассажирского вагона показана на рис. 1.

1

Рис. 1 – Местный разрез стенки с соединением двух вакуумных теплоизоляционных панелей:

1 – наружная стальная стенка, 2 – вакуумный теплоизоляционный элемент, 3 – внешняя обечайка, 4 – кронштейн-ограничитель, 5 – разъемное соединение типа «защелка», 6 – зазор, 7 – внутренние ребра жесткости, 8 – вспененный теплоизоляционный материал, 9 – звукоизоляционный материал, 10 – внутренняя декоративная стенка, 11 – крепежный элемент

Величины толщины и коэффициентов теплопроводности слоев стенки, показанной на рисунке 1, сведены в таблицу 1. В качестве коэффициента теплопроводности вакуумной теплоизоляционной панели использовался эффективный коэффициент теплопроводности, рассчитанный по результатам численного исследования модели вакуумной теплоизоляционной панели по методу МКЭ, представленным в [2]. Остальные параметры взяты из [10].

Таблица 1 – Характеристики слоев стенки кузова пассажирского вагона вакуумными теплоизоляционными панелями

Наименование слоя Толщина слоя, м Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2 К).
Наружная стальная стенка:

– пол

– крыша

– боковые стены

– торцевые стены

 

2

1,5

2

1,5

46,4
Вспененный теплоизоляционный материал 10 0,032
Вакуумная теплоизоляционная панель 40 0,0168
Звукоизоляционный материал 10 0,046
Внутренняя декоративная стенка 2 0,174

В таблице 2 представлены величины толщины и коэффициентов теплопроводности слоев оконного остекления по данным [10].

Таблица 2 – Характеристики слоев оконного остекления пассажирского вагона

Наименование слоя Толщина слоя, м Коэффициент теплопроводности,

Вт/(м2 К).

Суммарная толщина стекол 0,01 0,754
Воздушная прослойка 0,02 0,0232

Температура окружающей среды Tн, присутствующая в формуле (1), моделировалась как случайная величина методом Монте-Карло, ее статистические характеристики находились из архива погоды [11] по определенному населенному пункту (г. Самара) за последние 10 лет.

Данные с 01.01.2012 по 31.12.2021 структурировались в электронной таблице Excel по месяцам, таким образом, чтобы в одном столбце содержались данные одного месяца за все годы. С помощью статистических функций Excel определялись математическое ожидание Mt и среднеквадратическое отклонение st температуры наружного воздуха за каждый месяц. В программе MathCAD для этих значений по методу наименьших квадратов были подобраны регрессионные зависимости:

 1 (5)

где х – время, измеряемое в месяцах, хÎ[0,12].

С помощью статистической функции программы MathCAD величина температуры наружного воздуха Тн(i) моделировалась по нормальному закону на каждый день календарного года при использовании статистических характеристик Mt(x) и st(x), где время x вычислялось по номеру дня i как x=i/30.

Потребная электрическая энергия, затрачиваемая для компенсации теплопритоков с помощью кондиционирования летом и для компенсации тепловых потерь с помощью отопления зимой в течение календарного года при условии бюджета времени работы пассажирского вагона 100%, определялась по формуле:

 1 (6)

где e – холодильный коэффициент парокомпрессионной холодильной машины (принят e=2); i – номер дня в году; x=i/30 – время в месяцах; h – КПД преобразования электрической энергии в тепловую (h=0,95).

Если сравниваются между собой два теплоизоляционных материала для использования в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона (базовый и новый), то годовой экономический эффект от использования материала с большей величиной теплового сопротивления определяется по формуле:

 1 (7)

где СЕ – тариф на электроэнергию, используемую на пассажирском вагоне в зависимости от применяемой системы энергоснабжения, руб/кВт×ч; Ебаза, Енов – годовые затраты электрической энергии на пассажирском вагоне для компенсации теплопритоков и тепловых потерь при использовании базового и нового теплоизоляционного материала, кВт.

При использовании нового теплоизоляционного материала в конструкции ограждения кузова пассажирского вагона возникают дополнительные расходы единовременного характера (стоимость материала), ежегодные расходы на ремонт теплоизоляции (принимаются, как стоимость материала, деленная на срок службы вагона) и затраты на утилизацию. Все эти затраты пропорциональны массе теплоизоляционного материала. При уменьшении массы или стоимости нового теплоизоляционного материала образуется экономический эффект:

 1 (8)

где СМ база, СМ нов – стоимость единицы массы теплоизоляции базового и нового теплоизоляционного материала, руб/кг; Мбаза, Мнов –масса теплоизоляции базового и нового варианта, кг; ЗР база, ЗР нов –затраты на ремонт теплоизоляции базового и нового варианта, руб.; ЗУт база, ЗУт нов –затраты на утилизацию теплоизоляции базового и нового варианта, руб.

Для сравнения различных вариантов новой теплоизоляции между собой и нахождения оптимальной толщины каждого варианта можно использовать следующий обобщенный критерий, являющийся комбинацией двух критериев оптимизации: минимальная масса и максимальное удельное тепловое сопротивление. Эти два критерия сводились к одному коэффициенту эффективности по следующей формуле:

 1 (9)

где i – порядковый номер варианта профиля сотовой конструкции; l1 и l2 – коэффициенты весомости; Rj, Rbase – удельное тепловое сопротивление новой и базовой конструкции кузова, (м2·К)/Вт;Mi, Mbase – масса новой и базовой конструкции кузова, кг.

Коэффициенты весомости l1 и l2, присутствующие в формуле (9) определялись из выражений:

 1 (10)

где Ef1 – экономический эффект от повышения удельного теплового сопротивления на 50%, руб.; Ef2 – экономический эффект от снижения массы теплоизоляции на 50%, руб.

Основными показателями оценки экономической эффективности инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте выступают чистый дисконтированный доход (ЧДД) и срок окупаемости инвестиций [12].

Величина ЧДД при постоянной норме дисконта определяется по формуле:

 1 (11)

где Рτ – результаты, достигаемые на τ-ом шаге расчета (доходы); Зτ – затраты (текущие издержки), осуществляемые на том же шаге; Т – горизонт расчета; Е – норма дисконта; К – долгосрочные инвестиции на нулевом шаге (капитальные затраты).

Экономические результаты от использования новой теплоизоляции на одном пассажирском вагоне в течение одного года предлагается вычислять по формуле:

 1 (12)

где Ef1, Ef2 – экономические эффекты от изменения на 50% параметров новой теплоизоляции, руб.; τбюдж – годовой бюджет времени работы пассажирского вагона; Ropt, Mopt – оптимальные значения удельного теплового сопротивления и массы теплоизоляции нового типа, (м2 К)/Вт.

Годовой экономический эффект от эксплуатации партии пассажирских вагонов N, которую можно оснастить новой теплоизоляцией за год работы единицы оборудования по производству новой теплоизоляции, равен

 1 (13)

Годовые эксплуатационные затраты от использования новой теплоизоляции Зτ при сроке службы вагона 40 лет предлагается определять, как стоимость материала, деленную на срок службы вагона

 1 (14)

Долгосрочные инвестиции на нулевом шаге инвестиционного проекта внедрения новой теплоизоляции К складываются из стоимости оборудования для изготовления новой теплоизоляции, стоимости материала новой теплоизоляции, количество которого определяется из условия полной загрузки оборудования в течение года, затрат на электроэнергию и оплату труда персонала. Методика расчета долгосрочных инвестиций в производство вакуумной теплоизоляции двумя различными способами (экструзией и 3-D печатью) подробно описана в работе [13].

Основные результаты

Использование коэффициента эффективности, рассчитываемого по формуле (9), позволило определить оптимальный профиль вакуумной теплоизоляционной панели со следующими характеристиками: условная плотность 221 кг/м3 и удельное тепловое сопротивление Ropt = 2,445 (м2×К)/Вт. У существующей теплоизоляции плотность 20 кг/м3, а удельное тепловое сопротивление Rbase = 1,63 (м2×К)/Вт.

Влияние удельного теплового сопротивления на стоимость электрической энергии Еf1 оценивалось путем увеличения Rbase на 50%, затраты в ценах 2021 г. при централизованной схеме электроснабжения уменьшались на 36,83 тыс. руб. в год, а при смешанной схеме электроснабжения от оси колесной пары и от подвагонной высоковольтной магистрали с локомотива затраты уменьшались на 66,02 тыс. руб. в год.

Сравнительный расчет стоимости всех этапов жизненного цикла существующей теплоизоляции и новой теплоизоляции, включающей вакуумные теплоизоляционные панели, позволил определить экономию Еf2 от снижения массы теплоизоляции на 50%. Для существующей теплоизоляции экономия составила 69,27 тыс. руб., а для новой теплоизоляции – 147,13 тыс. руб. за весь срок службы.

По методике (1) – (14) расчета экономической эффективности инвестиционного проекта по оснащению пассажирского вагона инновационной теплоизоляцией были рассчитаны два инвестиционных проекта. По первому проекту предлагается производить вакуумные теплоизоляционные панели, входящие составной частью в ограждение кузова пассажирского вагона – см. рисунок 1, с помощью метода экструзии [13], а по второму – с помощью 3-D принтинга [14]. За базовый вариант для сравнения в обоих инвестиционных проектах принималась существующая теплоизоляция пассажирского вагона модели 61-4440. Все расчеты делались в ценах 2021 года, средняя норма дисконта принималась 0,1.

Согласно расчетам по формулам (7), (8), (12), годовой экономический эффект от использования вакуумной теплоизоляции на одном пассажирском вагоне Рг ваг составляет 45,68 тыс. руб. при смешанной схеме электроснабжения: от оси колесной пары и от подвагонной высоковольтной магистрали с локомотива.

Для первого инвестиционного проекта затраты на оборудование (экструдер) составили 17 750 тыс. руб., затраты на изготовление вакуумной теплоизоляции для партии из N = 200 вагонов составили 38 441 тыс. руб. с учетом затрат на материал полиамид марки ПА-6 в размере 37 401 тыс. руб. Таким образом, для первого инвестиционного проекта К = 56 191 тыс. руб. Эксплуатационные затраты, рассчитанные по формуле (14), составили Зτ = 935 тыс. руб. Годовой экономический эффект от эксплуатации партии пассажирских вагонов N = 200 с вакуумной теплоизоляцией, рассчитанный по формуле (13), составилРτ = 9 136 тыс. руб.

Для второго инвестиционного проекта затраты на оборудование (3-D принтеры в количестве 7 штук) составили 183 510 тыс. руб., затраты на изготовление вакуумной теплоизоляции для партии из N = 196 вагонов составили 38 005 тыс. руб.с учетом затрат на материал полиамид марки ПА-6 в размере 36 653 тыс. руб. Инвестиционные затраты для второго проекта составили К = 221 515 тыс. руб. Эксплуатационные затраты составили Зτ = 916 тыс. руб. Годовой экономический эффект от эксплуатации партии пассажирских вагонов N = 196 с вакуумной теплоизоляцией составилРτ = 8 953 тыс. руб.

На рисунке 2 представлены результаты расчета чистого дисконтированного дохода нарастающим итогом за 20 лет эксплуатации пассажирских вагонов, изготовленных с вакуумной теплоизоляцией.

1

Рис. 2 – Чистый дисконтированный доход нарастающим итогом:

1 – первый инвестиционный проект; 2 – второй инвестиционный проект; 3 – второй инвестиционный проект с уменьшенными на 50% затратами на оборудование

Так как рынок 3-D принтеров стремительно растет, то можно ожидать снижения их стоимости, поэтому для второго инвестиционного проекта было выполнено два варианта расчета: при существующей цене на 3-D принтеры и при цене, уменьшенной на 50% (2 и 3 кривые на рисунке 2).

Обсуждение

Как видно на рисунке 2, первый инвестиционный проект (кривая 1) окупится на 6 год работы оборудования, второй инвестиционный проект окупится на 10 год при существующей цене на 3-D принтеры (кривая 3) и на 7 год работы оборудования при его цене, уменьшенной на 50% (кривая 2). При цене на 3-D принтеры, уменьшенной на 50%, чистый дисконтированный доход после 13 лет функционирования первого и второго инвестиционных проектов изменяется с течением времени у них практически одинаково.

Заключение

Для решения задачи оценки затрат на производство нового типа теплоизоляции и экономического эффекта от улучшения эксплуатационных характеристик пассажирского вагона с кузовом, содержащим новый тип теплоизоляции была разработана методика оценки привлекательности проекта внедрения вакуумной теплоизоляции в ограждении кузова пассажирского вагона, учитывающая вероятностный характер изменения температуры атмосферного воздуха.

Для нахождения оптимального варианта новой теплоизоляции был предложен обобщенный критерий, являющийся комбинацией двух критериев оптимизации: минимальная масса теплоизоляции и максимальное удельное тепловое сопротивление. С помощью данного критерия удалось определить оптимальную геометрию вакуумной теплоизоляционной панели с величиной удельного теплового сопротивления Ropt = 2,445 (м2×К)/Вт, что в 1,5 раза больше, чем у существующей теплоизоляции.

Согласно расчетам, годовой экономический эффект от использования вакуумной теплоизоляции на одном пассажирском вагоне Рг ваг составляет 45,68 тыс. руб. при смешанной схеме электроснабжения от оси колесной пары и от подвагонной высоковольтной магистрали с локомотива.

Представлены два варианта инвестиционного проекта оснащения пассажирских вагонов вакуумной теплоизоляцией. В первом варианте изготовление вакуумных панелей предложено исполнять с помощью экструдера, во втором варианте – с помощью 3-D принтера. Срок окупаемости первого варианта, согласно расчетам, составил 6 лет, а второго варианта – 10 лет. Однако, при изменении цен на 3-D принтеры в будущем второй вариант может быть более предпочтительным, для этого достаточно снижения стоимости оборудования на 50%.

Конфликт интересов

Не указан.

Conflict of Interest

None declared.

Список литературы / References

  1. Balalaev A.Mass and heat-insulation properties of the bodies of passenger and insulated railway cars made of vacuum honeycomb panels / A. Balalaev, M. Parenyuk, I. Arslanovet al.// Journal of Applied Engineering Science. – 2018. – vol. 16, br. 1. –pp. 50-59. DOI:10.5937/jaes16-13888.
  2. Балалаев А.Н. Исследование модели вакуумной теплоизоляции пассажирского вагона / А. Н. Балалаев, М. А. Паренюк, Г.М. Сергеев, и др. // Вестник транспорта Поволжья. – 2018. – № 2. – С. 13-20.
  3. Балалаев А.Н.Теоретические и экспериментальные исследования вакуумной панели ячеистой структуры/ А. Н. Балалаев,Д. М. Тимкин // Международный научно-исследовательский журнал. – 2021. – № 8-1 (110).– С. 39-47. DOI: 10.23670/IRJ.2021.110.8.006.
  4. Тимкин Д.М. Повышение эксплуатационных характеристик пассажирского вагона за счет использования в конструкции кузова вакуумных теплоизоляционных панелей / Д. М. Тимкин // Подвижной состав: современные тенденции и перспективы развития транспортной отрасли : Материалы научного марафона, посвященного 30-летию со дня основания факультета «Подвижной состав и путевые машины», Самара, 19–22 февраля 2019 года. – Самара: Самарский государственный университет путей сообщения, 2019. – С. 47-51.
  5. Балалаев А.Н. Влияние толщины вакуумной теплоизоляции стенок пассажирского вагона на его технико-экономические параметры /А. Н. Балалаев, М. А. Паренюк, Д. М. Тимкин // Наука и образование транспорту. – 2021. – № 1. – С. 15-17.
  6. Пигарев В.Е.Холодильные машины и установки кондиционирования воздуха: Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта / В. Е. Пигарев, П. Е. Архипов;под ред. В.Е. Пигарева. – М.: Маршрут, 2003. – 424 с.
  7. Фишбейн Б.Д.Железнодорожная климатология: монография / Фишбейн Б. Д., Балалаев А.Н., Бондаренко  А.А. и др. ;под ред. Б. Д. Фишбейна – Самара: СамГУПС, 2007. – 508 с.
  8. Энергетика и технология хладотранспорта / Под ред. Л. Я. Левенталя. – М.: Транспорт, 1993. – 289 с.
  9. Патент на полезную модель РФ № 182546, МПК E04B 2/02, E04B 1/80, E04C 1/40. Теплоизолирующая стенка / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк, Г.М. Сергееев, и др. Заявка № 2018104342 от 05.02.2018. Опубл. 22.08.2018. Бюл. № 24.
  10. Зворыкин М.Л.Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах: Учебник для вузов железнодорожного транспорта. / Зворыкин М. Л., Черкез В. М. – М.: Транспорт, 1977. – 288 с.
  11. Данные из архива погоды. Самара. // Погодные сервисы. – [Электронный ресурс] URL: http://pogoda-service.ru/archive_gsod_res.phpcountry=RS&station=289000&datepicker_beg=01.01.2012&datepicker_end=31.12.2021&bsubmit=Посмотреть (дата обращения: 13.02.2022).
  12. Методические рекомендации по расчету экономического эффекта внедрения научно-технических достижений и передового опыта на железных дорогах – филиалах ОАО «РЖД». – М.: ОАО «РЖД», 2005. – 22 с.
  13. Тимкин Д.М. Анализ перспективных методов производства вакуумных теплоизоляционных панелей пассажирских вагонов / Д. М. Тимкин // Международный научно-исследовательский журнал. – 2021. – № 2-1(104). – С. 64-72. DOI: 10.23670/IRJ.2021.103.2.011.
  14. Тимкин Д.М. Повышение эффективности вагоностроения за счет использования 3D-принтинга и вакуумных теплоизоляционных панелей / Д. М. Тимкин // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. – 2019. – Т. 2. – С. 258-262.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Balalaev A. Mass and heat-insulation properties of the bodies of passenger and insulated railway cars made of vacuum honeycomb panels / Balalaev, M. Parenyuk, I. Arslanov, A. Ziyatdinov // Journal of Applied Engineering Science. – 2018. – vol. 16, br. 1. – p. 50-59. DOI:10.5937/jaes16-13888.
  2. Issledovanie modeli vacuumnoy teploisolyasii passagirskogo vagona [Study of vacuum heat-insulation of the passenger car] / A. N. Balalaev, M. A. Parenyuk, G. M. Sergeev et al. // Vestnik transporta Povolgya [Bulletin of transport of the Volga region]. – 2018. – № 2. – P. 13–20. [in Russian]
  3. Balalaev A.N. Teoreticheskie i eksperimental’nye issledovaniya vakuumnoj paneli yacheistoj struktury [Theoretical and experimental studies of a vacuum panel of cellular structure] / A.N. Balalaev, M. Timkin// International Research Journal. – 2021. – № 8-1 (110). – P. 39-47. DOI: 10.23670/IRJ.2021.110.8.006. [in Russian]
  4. TimkinM. Povyshenie ekspluatacionnyh harakteristik passazhirskogo vagona za schet ispol’zovaniya v konstrukcii kuzova vakuumnyh teploizolyacionnyh panelej [Improving the operational characteristics of a passenger car by using vacuum thermal insulation panels in the body structure] / D.M. Timkin// Podvizhnoj sostav: sovremennye tendencii i perspektivy razvitiya transportnoj otrasli: Materialy nauchnogo marafona, posvyashchennogo 30-letiyu so dnya osnovaniya fakul’teta «Podvizhnoj sostav i putevye mashiny», Samara, 19–22 fevralya 2019 goda [Rolling stock: current trends and prospects for the development of the transport industry: Materials of the scientific marathon dedicated to the 30th anniversary of the foundation of the faculty “Rolling stock and track machines”, Samara, February 19-22, 2019.]. – Samara: Samarskij gosudarstvennyj universitet putej soobshcheniya [Samara State Transport University], 2019. – P. 47-51. [in Russian]
  5. Balalaev A.N.Vliyanie tolshchiny vakuumnoj teploizolyacii stenok passazhirskogo vagona na ego tekhniko-ekonomicheskie parametry Vliyanie tolshchiny vakuumnoj teploizolyacii stenok passazhirskogo vagona na ego tekhniko-ekonomicheskie parametry [The influence of the thickness of the vacuum insulation of the walls of a passenger car on its technical and economic parameters] / A. N. Balalaev, M. A. Parenyuk, D. M. Timkin// Nauka i obrazovanie transportu [Science and education for transport]. – 2021. – № 1. – P. 15-17. [in Russian]
  6. Pigarev V.E.Holodil’nye mashiny i ustanovki kondicionirovaniya vozduha: Uchebnik dlya tekhnikumov i kolledzhej zheleznodorozhnogo transporta [Refrigerating machines and air conditioning units: Textbook for technical schools and colleges of railway transport] / V. E. Pigarev, P. E. Arhipov ; Edited by V.E. Pigarev. – М.: Marshrut [Moscow: Itinerary], 2003. – 424 p. [in Russian]
  7. Fishbejn B.D. Zheleznodorozhnaya klimatologiya: monografiya [Railway Climatology: monograph] / B. D. Fishbejn, A. N. Balalaev, A. Bondarenko et al. ; edited by B. D. Fishbein – Samara: SSTU, 2007. – 508 p. [in Russian]
  8. Energetika i tekhnologiya hladotransporta [Energy and technology of cold transport] / edited by L. J. Leventhal. – М.: Transport, 1993. – 289 p. [in Russian]
  9. 182546 Russian Federation, MPK7 E04B 2/02, E04B 1/80, E04C 1/40. Teploizoliruyushchaya stenka [Heat-insulating wall] / Balalaev A. N., Parenyuk M. A., Sergeev G. M., Timkin D. M.; the applicant and the patentee Samara State Transport University. – № 2018104342; appl. 02/05/18; publ. 08/22/18, Bul. Number 24. – 8 p. [in Russian]
  10. Zvorykin M.L. Kondicionirovanie vozduha v passazhirskih vagonah: Uchebnik dlya vuzov zheleznodorozhnogo transporta. [Air conditioning in passenger cars: Textbook for universities of railway transport] / M. L. Zvorykin, V. M. Cherkez. – М.: Transport, 1977. – 288 p. [in Russian]
  11. Dannye iz arhiva pogody. Samara[Data from the weather archive. Samara]. // Pogodnye servisy [Weather services]. – [Electronic resource] URL: http://pogoda-service.ru/archive_gsod_res.php?country=RS&station=289000&datepicker_beg=01.01.2012&datepicker_end=31.12.2021&bsubmit=View (accessed: 02/13/2022). [in Russian]
  12. Metodicheskie rekomendacii po raschetu ekonomicheskogo effekta vnedreniya nauchno-tekhnicheskih dostizhenij i peredovogo opyta na zheleznyh dorogah – filialah OAO «RZHD» [Methodological recommendations for calculating the economic effect of the introduction of scientific and technical achievements and best practices on railways – branches of JSC “Russian Railways”.]. – Moskow: JSC “Russian Railways”, 2005. – 22 p. [in Russian]
  13. TimkinM. Analiz perspektivnyh metodov proizvodstva vakuumnyh teploizolyacionnyh panelej passazhirskih vagonov [Analysis of promising methods of production of vacuum thermal insulation panels of passenger cars] /D.M. Timkin// International Research Journal. – 2021. – № 2-1(104). – P. 64-72. DOI: 10.23670/IRJ.2021.103.2.011. [in Russian]
  14. TimkinM. Povyshenie effektivnosti vagonostroeniya za schet ispol’zovaniya 3D-printinga i vakuumnyh teploizolyacionnyh panelej [Improving the efficiency of car building through the use of 3D-printing and vacuum insulation panels] / D.M. Timkin// Transportnaya infrastruktura Sibirskogo regiona [Transport infrastructure of the Siberian region]. – 2019. – V. 2. – P. 258-262. [in Russian]

 

 

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.