Разработка мероприятий по снижению затрат на теплоснабжение индивидуального жилого дома

ВВЕДЕНИЕ 6
1. Теоретические аспекты использования теплового насоса 9
1.1 Принцип работы теплового насоса 9
1.2 Виды тепловых насосов 11
1.2.1Тепловые насосы «воздух-воздух» 13
1.2.2 Тепловые насосы «вода-вода» 15
1.2.3. Тепловые насосы «вода-воздух» 16
1.2.4. Тепловые насосы «грунт-вода» 18
1.3. Влияние среды на эффективность работы теплового насоса 19
1.3.1. Температура окружающей среды 19
1.3.2. Влажность воздуха 20
1.3.3. Избыточное давление 21
1.3.4. Состав среды 22
1.4. Принцип работы солнечных панелей 23
2. Расчёт системы отопления 27
2.1 Описание объекта исследования 27
2.2 Расчёт теплопотерь ограждающих конструкций 28
2.2.1 Расчёт ГСОП 28
2.2.2 Расчёт теплозащитных характеристик наружных стен 29
2.2.3 Расчёт теплозащитных характеристик перекрытия 30
2.2.4 Расчёт теплозащитных характеристик пола 32
2.2.5 Расчет теплозащитных свойств оконных проемов 34
2.2.6 Расчет теплозащитных свойств дверных проемов 34
2.2.7 Термические сопротивления ограждающих конструкций 35
2.2.8 Трансмиссионные потери теплоты через ограждающие конструкции 35
2.3 Расчет теплоты на нагрев воздуха, поступающего в результате действия
инфильтрации 37
2.4 Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы 41
2.5 Бытовые теплопоступления 42
2.6 Тепловой баланс помещений 43
2.7 Подбор отопительного оборудования 43
2.7.1 Подбор конвекторов и радиаторов 43
2.7.2 Гидравлический расчет. Подбор насоса 48
3. Расчёт и подбор теплового насоса 49
3.1 Выбор теплового насоса 49
3.2 Расчёт грунтового коллектора 51
3.3 Расчёт теплоносителя 54
3.4 Тепловая мощность здания 57
3.5 Выбор дополнительного оборудования 58
3.5.1 Выбор бака аккумулятора 59
3.5.2 Выбор резервного источника отопления 61
3.5.3 Расчет бойлера косвенного нагрева для ГВС 61
4. Расчет солнечных панелей 64
4.1 Расчет прямой и рассеянной солнечной инсоляции 64
4.2 Расчет количества энергии, вырабатываемой солнечными панелями 67
5. Выбор оборудования для солнечного электроснабжения 70
5.1 Определение емкости аккумуляторных батарей 70
5.2 Выбор инвертора для солнечных панелей 72
5.3 Выбор контролера заряда для солнечных панелей 73
5.3 Выбор автоматического ввода резерва 75
6. Расчет потребляемой энергии электрооборудованием 76
6.1 Продажа электроэнергии 79
7. Экономическое обоснование 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 86

Купить

В настоящее время возникают все более острые вопросы об обеспечении энергией, о том как эту энергию получить, ввиду с истощением традиционных источников. Наиболее эффективным способом выхода из этого положения становится использование альтернативных источников энергии. Своей главной отличительной чертой, которая заключается в их экологичности и неисчерпаемости, они привлекают к себе все больший интерес. Так комбинированная энергетическая система в виде теплового насоса и солнечных панелей, идеально подходит для решения этих вопросов. Работа первого, которого основана на термодинамическом цикле, который состоит из компрессии, конденсации, расширении и испарении. Второго, на преобразовании солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлемента.
Тепловой насос применяет тепловую энергию окружающей среды для обогрева, охлаждения и горячего водоснабжения (далее ГВС) помещений, что значительно сокращает энергозатраты на отопление и кондиционирование воздуха. В то же время солнечные панели могут использоваться для генерации электроэнергии, которые могут служить автономным источником электроснабжения дома.
Такая комбинация позволит улучшить энергоэффективность системы, снизить зависимость от традиционных источников энергии и сократить вредные выбросы в атмосферу. Это приведет к уменьшению эксплуатационных расходов и заметному сокращению негативного влияния на окружающую среду, что важно с учетом изменения климата и стремления к устойчивому развитию.
Главное преимущество теплового насоса для теплоснабжения является сокращение расходов в топливе, которое затрачивается для производства той же тепловой энергии в традиционных котлах. К преимуществу солнечных панелей можно отнести, генерацию электроэнергии на покрытие собственных нужд в использовании электроприборов.
Говоря о недостатках, использование теплового насоса несет большие денежные затраты на его установку на начальном этапе, условия климата конкретного региона влияют на способ размещения внешнего теплообменника, эффективность которого зависит от должного перепада температур.
На эффективность солнечной генерации электроэнергии так же очень сильно влияют климатические условия, такие как количество световых дней в году, температура окружающего воздуха и др.
Целью данной ВКР является в разработка мероприятий по снижению издержек по теплоснабжению индивидуального жилого дома на 5 человек, расположенного в поселке Тура, Красноярского Края.
Объектом исследования является система теплоснабжения с использованием теплового насоса и солнечных фотоэлектрических панелей в частном доме на 5 человек.
Предмет исследования: целесообразность использования теплового насоса солнечных фотоэлектрических панелей в условиях Красноярского края.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
- изучение теоретических основ по тепловым насосам и солнечным фотоэлектрическим панелям
- анализ климатических и географических данных проектируемого объекта
- нахождение теплопотерь здания
- расчёт длинны теплообменника для внешнего контура теплового насоса
- расчёт геометрических характеристик и производительности солнечной панели.
- расчёт и подбор необходимого оборудования
- экономические расчёты, определение технико-экономических показателей проекта
- вывод о проделанной работе
Результаты данной работы могут быть использованы при разработке систем отопления, ГВС и электроснабжения индивидуального жилого строительства с использованием теплового насоса и солнечных панелей в поселке Тура, Красноярского края.

Купить