ВВЕДЕНИЕ 11
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 13
1.1 Обзор литературных источников 13
1.2 Патентный поиск 13
2. РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ
НАГРУЗКИ 24
2.1 Тепловой режим здания 24
2.1.1 Расчетная температура наружного воздуха 24
2.1.2 Средняя температура и продолжительность отопительного периода 25
2.1.3 Выбор наружных условий для теплотехнического расчета и расчета
теплопотерь здания 27
2.1.4 Оптимальные и допустимые параметры микроклимата 28
2.2 Требуемая тепловая мощность системы отопления 32
2.2.1 Общие сведения 32
2.2.2 Теплопередача через многослойную стенку 35
2.2.3 Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях
ограждения 40
2.2.4 Требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения 41
2.2.5 Методика расчёта сопротивления теплопередаче многослойной
ограждающей конструкции 46
2.2.6 Методика расчёта сопротивления теплопередаче полов и стен на
грунте 48
2.2.7 Сопротивление теплопередаче окон и наружных дверей 50
2.3 Расчёт сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания . 50
2.3.2 Теплопотери инфильтрацией 54
2.4 Расчёт теплопотерь здания 55
3. РАСЧЁТ ВНУТРЕННЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 63
3.1 Выбор системы теплоснабжения 63
3.2 Подбор отопительных приборов 68
3.3 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных
приборов 69
3.4 Гидравлический расчёт системы отопления 79
3.4.1 Общие сведения 79
3.4.2 Определение диаметров трубопроводов на участках системы отопления 82
3.4.3 Определение потерь давления на участках систем водяного отопления. .. 86
3.4.5 Гидравлическая увязка циркуляционных колец 91
3.4.6 Результаты гидравлического расчета 92
4. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И
УЧЁТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ 121
4. 1 Регулятор перепада давления AFP/VFG2 (Danfoss) 121
4. 2 Седельный регулирующий клапан (Danfoss) 122
4.3 Редукторные электроприводы с возвратной пружиной (Danfoss) 123
4.4 Датчики температур (Danfoss) 124
4. 5 Ручной балансировочный клапан MSV-BD 125
4. 6 Циркуляционные насосы (Grnndfos) 125
4. 7. Узел учёта 128
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ 129
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 136
6.1 Методика оценки эффективности инвестиций 137
6.2 Оценка экономии тепловой энергии на отопление 138
6.3 Оценка капитальных вложений 139
6.4 Оценка эффективности инвестиций методом чистого дисконтированного
дохода 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 144
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 145
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
27 ноября 2009 года вступил в силу Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Закон устанавливает основные принципы регулирования потребления энергии с тем, чтобы повысить его эффективность и, в том числе, стимулировать экономию потребления энергоресурсов, а также предусматривает внесение изменений в существующее законодательство (о техническом регулировании, жилищное, градостроительное, налоговое и т.п.), для обеспечения применения правил энергосбережения.
Бюджетная сфера относится к энергоемким областям: 4 % от суммарного потребления энергии в России приходится на объекты социального назначения. Потенциал энергосбережения только по российским школам оценивается в 5-6 млн. тонн условного топлива в год. Значительные энергозатраты объясняются тем, что большая часть объектов изношена и требует капитального ремонта. Статья 24 главы 7 Федерального закона «Об энергосбережении» целиком посвящена бюджетным учреждениям, в частности, учебным заведениям. Согласно первому же ее пункту, «бюджетное учреждение обязано обеспечить снижение в сопоставимых условиях объема потребленных им воды, дизельного и иного топлива, мазута, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, угля в течение пяти лет не менее чем на пятнадцать процентов от объема фактически потребленного им каждого из указанных ресурсов с ежегодным снижением такого объема не менее чем на три процента». Распределение и регулирование тепловой энергии как внутри, так и снаружи зданий в соответствии с потребностью являются одними из основополагающих подходов энергосбережения.
Основными целями реконструкции системы теплоснабжения являются:
1. Оптимизация, повышение экономичности системы теплоснабжения.
2. Повышение надежности теплоснабжения за счёт установки нового современного оборудования.
3. Улучшение условий труда учащихся и сотрудников за счет поддержания комфортной температуры воздуха в помещениях.
В результате реконструкции системы теплоснабжения будут достигнуты:
1. Социально-экономический эффект, который заключается в снижении расхода тепловой энергии, экономии энергетических ресурсов, замене изношенных элементов системы распределения тепловой энергии, повышении надежности и качества теплоснабжения, улучшении благосостояния и здоровья граждан.
2. Коммерческий эффект, который характеризует результат вложения инвестиций, соотношение затрат и результатов реконструкции системы теплоснабжения.
3. Бюджетный эффект, который заключается в выполнение обязательств по сокращению теплопотребления в соответствии с ФЗ-261 и другими нормативными актами.
4. Экологический эффект, заключающийся в снижении выброса в атмосферу СО2 в результате уменьшения количества сжигаемых энергоресурсов, расходуемых на выработку тепловой энергии.
В дипломной работе произведена разработка системы водяного отопления средней общеобразовательной школы №4 г. Менделеевск.
Определены расчётные температуры наружного воздуха данной климатической зоны и параметры микроклимата помещений. Определены теплозащитные свойства ограждающих конструкций, рассчитаны теплопотери каждого помещения и полная требуемая мощность системы отопления здания. По рассчитанным данным подобраны отопительные приборы.
В ходе проекта был выбран тип системы отопления: однотрубная, тупиковая, с разводкой подающей и обратной магистрали по техническому подполью в новой части здания и по первому этажу в старой части здания.
Произведён гидравлический расчёт отопительной системы и заложена полная замена всех магистралей теплоснабжения.
Проектом предусматривается установка автоматизированного индивидуального теплового пункта с возможностью погодного регулирования, узлом учёта тепловой энергии и системой диспетчеризации, предназначенной для удалённого контроля за параметрами теплоносителя и помещения индивидуального теплового пункта в целом.
Благодаря данным мероприятиям удастся создать комфортные условия труда сотрудников и учащихся данной школы, повысить надёжность работы системы отопления, снизить теплопотребление, повысить энергоэффективность здания.
1. Зайцев О.Н., Любарец А.П. Проектирование систем водяного отопления. - К.: ГЕРЦ, 2018. - 200 с.;
2. Пырков В.В. Современные тепловые пункты. Автоматика и регулирование — К.: Данфосс ТОВ, 2010. — 250 с.;
3. Невский В.В. Применение средств автоматизации Danfoss в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения зданий. - М.: ЗАО Данфосс, 2015. - 80 с.;
4. Комолов Д.А. Энергоэффективность / Д.А. Комолов // Экономика и ТЭК сегодня. - 2010. - №11;
5. Анисимова, Е.Ю. Энергосбережение в системах отопления / Е.Ю. Анисимова // Наука ЮУрГУ: материалы 66-й научной конференции. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2014. -С. 866-873.
6. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* - Введ.: 01.01.2013. М.: ТК 465 Строительство, 2012.
7. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. - Введ.: 01.07.2013. - М.: Росстандарт ФГУП «Стандартинформ», 2012.
8. СП 345.1325800.2017 Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты . - Введ.: 15.05.2018. - М.: Росстандарт ФГУП «Стандартинформ», 2017.
9. СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003) - М.: Росстандарт ФГУП «Стандартинформ», 2016.
10. СП 373.1325800.2018. Источник теплоснабжения автономные. Проектирование - Введ.: 25.11.2018. - М.: Росстандарт ФГУП «Стандартинформ», 2018.
11. Балашов, А.А. Проектирование систем отопления и вентиляции гражданских зданий: учебное пособие / А.А. Балашов, Н.Ю. Полунина. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. - 88 с.
12. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - Введ.: 12.07.2012. М.: ТК 465 Строительство,2011.
13. Пашкин А.В., Блинов Е.А. Основы инженерного проектирование теплоэнергетических систем: учебное пособие. - СПб.: СЗТу, 2014. -142с.
14. ГОСТ Р 54806-2011. Насосы центробежные. Технические требования - Введ.: 13.12.2011. - М.: Технический комитет по стандартизации ТК 245 «Насосы», 2011.
15. ГОСТ 12.0.002-2014 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Термины и определения. Введ.: 01.06.2016. - М.: Межгосударственный технический комитет по стандартизации МТК 251 «Безопасность труда», 2014.
16. Невский В.В. Применение средств автоматизации «Данфосс» в системах водяного отопления многоэтажных зданий. - М.: ЗАО Данфосс,2017. - 36 с.
17. СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие зданий Характеристики теплотехнических неоднородностей- Введ.: 08.04.2015. - М.: ТК 465 Строительство, 2015.
18. Покотилов В.В. Системы водяного отопления. В.: Собственное издательство, 2011. - 458с.