Тема: Энергосбережение в системе воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией в торгово-офисном помещении «Магазин оптовой торговли»

Защита окружающей среды и постепенный отказ от ископаемых ресурсов планеты стали главной задачей современного общества. Во множестве стран ближнего и дальнего зарубежья при проектировании систем отопления и кондиционирования жилых, а также коммерческих помещений предусматривается сокращение выбросов вредных и загрязняющих веществ в почву и атмосферу, особое внимание уделяется выбросам углекислого газа (СО2), разрушающего озоновый слой атмосферы, что в свою очередь приводит к увеличению ее температуры. Это возможно осуществить лишь путем значительного сокращения использования горючих ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь, природный газ и другие. Но ввиду постоянного расширения и развития муниципальных и производственных отраслей ежегодный рост спроса на традиционные виды топлива будет сохраняться, и даже увеличиваться, и тем самым, продолжать вносить разрушающий вклад в защиту окружающей природы. Постоянный и растущий спрос на исчерпаемые топливные ресурсы будет порождать и постоянный рост цен на них, поэтому задачей инженеров уже долгое время является повышение энергетической эффективности установок, использующих ископаемые виды топлива и увеличение потенциала использования альтернативных видов энергии (солнечная радиация, энергия ветра, энергия приливов-отливов, геотермальная энергия, а также низкопотенциальная тепловая энергия).
Данная ситуация заставляет политиков ставить амбициозные и масштабные цели по защите окружающей среды и ресурсосбережению. Министерства энергетики совместно с исследователями и представителями промышленности работают над разработкой и развертыванием технологий, способных существенно снизить энергопотребление и выбросы в жилых, производственных и коммерческих помещениях. Наибольший сектор для реализации таких решений — это рынок теплоснабжения и кондиционирования. Согласно статистике (рис. 1.1),на бытовые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха приходится приблизительно 36% всего потребления первичной энергии в жилых и коммерческих помещениях. Такие системы испытывают значительное увеличение энергопотребления при неправильной проектировке и установке.

Рисунок 1 - Энергопотребление в жилых помещениях [1]

Многие промышленные гиганты по производству котельного оборудования имеют широкий спектр энергоэффективного оборудования - от конденсационной техники для работы на жидком топливе или газе, котлов, использующих энергию горения экологичного биотоплива, до гелиоустановок и тепловых насосов.
Активное развитие за последние годы получили именно системы утилизации низкопотенциальной тепловой при помощи теплонасосных установок (ТНУ). Тепло-насосные установки за последние 10 лет увеличили свою долю на рынке до уровня газовых конденсационных установок и заняли прочное место в системах отопления и горячего водоснабжения. Помимо этого, тепловые насосы широко применяются в модернизации уже имеющихся систем отопления. Они способны отапливать помещения различных площадей, что означает, что каждый потребитель может снизить издержки на отопление, применение ТНУ позволяет снизить расходы на электроэнергию в пять раз по сравнению с электрообогревом,
и внести свой вклад в охрану окружающей среды, так как использование низкопотенциального тепла земли не сопровождается каким-либо экологическим ущербом.
Современная система теплоснабжения должна быть автоматизирована. Автоматизация диктуется жизненной необходимостью и требованиями строительных норм и правил (СНиП). Автоматизация обеспечивает стабильные, комфортные или пониженные температуры воздуха в отапливаемых помещениях в различные периоды времени на уровнях, заданных самим потребителем.
Цель работы: разработать энергосберегающую систему воздушного отопления для торгово-офисного помещения «Магазин оптовой торговли»
Объект исследования: система вентиляции, совмещенная с отоплением с использованием низкопотенциальной тепловой энергией.
Задачи:
1. Рассчитать тепловой баланс торгово-офисного помещения;
2. Оценить возможность использования энергии воздуха, выбрасываемого вытяжной вентиляцией;
3. Сделать подбор компрессионной установки и необходимого оборудования;
4. Выполнить подбор приточно-вытяжной установки с рекуператором;
5. Разработать схему подключения автоматической системы управления;
6. Провести оценку экономической эффективности теплонасосной установки относительно других способов отопления.


Купить

Применение возобновляемых источников энергии в наше время - одно из приоритетных направлений. Это энергия солнца, ветра, подземных и поверхностных вод и т.д. Преобразовать эту энергию до уровня, необходимого для теплоснабжения позволяет тепловой насос.
В дипломной работе был проанализирован опыт использования тепловых насосов в России и за рубежом, в ходе анализа установлено, что использование теплонасосных установок широко распространено во всем мире, особенно в Европейских и Скандинавских странах. В России применение источников низкопотенциальной энергии только начинает развиваться. Это направление перспективно в связи с тем, что устраняет недостатки традиционной энергетики, такие как увеличение энергетической, экономической и экологической эффективности.
Нами рассмотрена возможность теплоснабжения торгово-офисного помещения с использованием теплового насоса. Тепловые потери рассчитываются путем составления теплового баланса административного помещения. Предлагаемый метод основан на методе расчета тепловых потерь через отдельные ограждающие конструкции с использованием коэффициента теплопередачи.
Тепловые насосы наиболее эффективно работают в системах низкотемпературного отопления, в особенности в системе напольного отопления «теплый пол». Такая система используется в основном для отопления жилых помещений (котеджей, квартир, дач и др.), так как обеспечивает наиболее комфортные температурные условия для проживания. В торговопроизводственных помещениях, ввиду большой свободной площади, применяются системы воздушного отопления. По этой причине для компенсации тепловых потерь была выбрана энергосберегающая приточно-вытяжная система вентиляции с интегрированной рекуперационной установкой с использованием теплового насоса. Так же был добавлен дополнительный источник тепла - пиковый
догреватель для случаев, когда температура окружающей среды будет ниже заданных -15°С.
Ввиду отсутствия на российском рынке серийно выпускаемых тепловых насосов, на основании рейтинга мировых компаний в области производства тепловых насосов, был выбран спиральный компрессорный агрегат фирмы Copeland модели ZH19K1F-TWD, разработанный специально для применения в теплонасосных установках.
Источником низкопотенциальной энергии был выбран выбрасываемый в атмосферу вытяжной воздух и была рассчитана теплоотдача от теплоносителя.
Расчет экономической эффективности показал, что использование тепловых насосов для обеспечения автономного теплоснабжения в условиях ЮжноУральского климата экономически оправданно: несмотря на высокую стоимость теплонасосного оборудования, срок окупаемости незначителен ввиду существенной экономии на эксплуатационных затратах.
Задачи, поставленные в данном дипломном проекте, выполнены. Спроектирована схема соединения уже имеющейся приточной и вытяжной вентиляции в единую систему через рекуперационную установку с тепловым насосом. Разработана схема подключения внешних проводок к контроллеру. Выбранное оборудование обеспечивает комфортный для работы микроклимат, то есть надлежащие качество и температуру воздуха согласно нормам СНиП, и отвечает правилам техники безопасности и энергоэффективности.

Купить