ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЖИЛОГО МНОГОЭТАЖНОГО КРУПНОПАНЕЛЬНОГО ЗДАНИЯ СЕРИИ 125
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Обзор литературных источников 10
1.2 Патентное исследование по решаемым задачам 11
2. РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ЗДАНИЯ 16
2.1 Описание существующей системы теплоснабжения 16
2.2 Описание проектируемой системы теплоснабжения 16
2.3 Исходные данные по объекту 17
2.4 Расчёт тепловых потерь здания 18
2.4.1 Теплопотери через ограждающие конструкции 18
2.4.2 Теплопотери на нагревание инфильтрирующего воздуха 41
2.5 Общие тепловые потери здания 45
2.5.1 Удельная тепловая характеристика здания 46
2.6 Тепловая нагрузка по среднемесячным температурам наружного воздуха . 46
2.6.2 Расчёт тепловых потерь на нагрев инфильтрирующего воздуха 48
2.6.3 Среднемесячные тепловые потери 49
2.7 Годовая тепловая нагрузка на отопление 50
2.8 Тепловая нагрузка на ГВС 51
2.8.1 Определение тепловой нагрузки на нужды горячего водоснабжения 52
2.8.2 Расчёт годовой и среднемесячной тепловой нагрузки на ГВС 55
2.9 Общая тепловая нагрузка здания (отопление и ГВС) 56
3. РАСЧЁТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ 58
3.1 Расчёт теплоизоляции наружных стен 58
3.1.1 Схема расчёта теплоизоляции стен 60
3.1.2 Расчёт теплоизоляции 62
3.1.3 Расчёт тепловых потерь здания 63
3.1.4 Тепловая нагрузка по среднемесячным температурам наружного воздуха 66
3.1.5 Годовая тепловая нагрузка на отопление 67
3.1.6 Общая тепловая нагрузка здания (отопление и ГВС) 68
3.1.7 Сравнение расхода тепловой энергии зданием до теплоизоляции
наружных ограждений и после 69
3.2 Расчёт теплоизоляции трубопроводов 70
3.2.1 Гидравлический расчёт магистральных трубопроводов 72
3.2.2 Подбор теплоизоляции 73
3.2.3 Расчёт тепловых потерь в магистральных трубопроводах 74
4. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 77
4.1 Выбор отопительных приборов 77
4.1.1 Основные расчётные зависимости 78
4.1.2 Расчёт отопительных приборов 80
4.2 Гидравлический расчёт 83
4.2.1 Основные расчётные зависимости 83
4.2.2 Гидравлический расчёт системы отопления 86
5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА 94
5.1 Общие технические требования к ИТП 94
5.2 Технические требования по выбору и установке оборудования для ИТП .. 96
5.3 Выбор оборудования ИТП 101
5.3.1 Подбор циркуляционного насоса на отопление 101
5.3.2 Подбор циркуляционного насоса ГВС 102
5.3.3 Подбор регулирующей арматуры на узлах управления 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 108
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Обзор литературных источников 10
1.2 Патентное исследование по решаемым задачам 11
2. РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ЗДАНИЯ 16
2.1 Описание существующей системы теплоснабжения 16
2.2 Описание проектируемой системы теплоснабжения 16
2.3 Исходные данные по объекту 17
2.4 Расчёт тепловых потерь здания 18
2.4.1 Теплопотери через ограждающие конструкции 18
2.4.2 Теплопотери на нагревание инфильтрирующего воздуха 41
2.5 Общие тепловые потери здания 45
2.5.1 Удельная тепловая характеристика здания 46
2.6 Тепловая нагрузка по среднемесячным температурам наружного воздуха . 46
2.6.2 Расчёт тепловых потерь на нагрев инфильтрирующего воздуха 48
2.6.3 Среднемесячные тепловые потери 49
2.7 Годовая тепловая нагрузка на отопление 50
2.8 Тепловая нагрузка на ГВС 51
2.8.1 Определение тепловой нагрузки на нужды горячего водоснабжения 52
2.8.2 Расчёт годовой и среднемесячной тепловой нагрузки на ГВС 55
2.9 Общая тепловая нагрузка здания (отопление и ГВС) 56
3. РАСЧЁТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ 58
3.1 Расчёт теплоизоляции наружных стен 58
3.1.1 Схема расчёта теплоизоляции стен 60
3.1.2 Расчёт теплоизоляции 62
3.1.3 Расчёт тепловых потерь здания 63
3.1.4 Тепловая нагрузка по среднемесячным температурам наружного воздуха 66
3.1.5 Годовая тепловая нагрузка на отопление 67
3.1.6 Общая тепловая нагрузка здания (отопление и ГВС) 68
3.1.7 Сравнение расхода тепловой энергии зданием до теплоизоляции
наружных ограждений и после 69
3.2 Расчёт теплоизоляции трубопроводов 70
3.2.1 Гидравлический расчёт магистральных трубопроводов 72
3.2.2 Подбор теплоизоляции 73
3.2.3 Расчёт тепловых потерь в магистральных трубопроводах 74
4. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 77
4.1 Выбор отопительных приборов 77
4.1.1 Основные расчётные зависимости 78
4.1.2 Расчёт отопительных приборов 80
4.2 Гидравлический расчёт 83
4.2.1 Основные расчётные зависимости 83
4.2.2 Гидравлический расчёт системы отопления 86
5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА 94
5.1 Общие технические требования к ИТП 94
5.2 Технические требования по выбору и установке оборудования для ИТП .. 96
5.3 Выбор оборудования ИТП 101
5.3.1 Подбор циркуляционного насоса на отопление 101
5.3.2 Подбор циркуляционного насоса ГВС 102
5.3.3 Подбор регулирующей арматуры на узлах управления 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 108
Рост цен на энергоносители, перспективы истощения месторождений и проблемы экологии заставляют предпринимать жесткие меры по рационализации использования энергоресурсов. Эта деятельность развертывается по всему миру. В частности в России создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности возложено на ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» N 261-ФЗ от 23 ноября 2009 года.
Как показывает практика, организация энергосбережения вполне управляемый процесс, который основан на комплексном подходе при решении поставленных задач. В основе всего - экономическая заинтересованность в снижении энергопотребления и детально проработанное нормативноадминистративное обеспечение.
Повышение тепловой энергоэффективнсти здания включает в себя отдельные решения или систему решений, направленных на снижение расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Другими словами - это результат суммирования ряда энергосберегающих решений в одном объекте.
На тепловой режим здания оказывают влияние параметры и процессы, определяющие тепловую обстановку в помещениях. Тепловая обстановка помещения зависит от ряда факторов: температуры, подвижности и влажности воздуха, наличия струйных течений, различия параметров воздуха в плане и по высоте помещения, лучистых тепловых потоков, зависящих от температуры, размеров, радиационных свойств поверхности и их расположения.
Воздушный режим здания представляет собой процессы воздухообмена между помещениями и наружным воздухом, включающие перемещение воздуха внутри помещений, движение воздуха через ограждения, проёмы, воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха.
Для обеспечения требуемых внутренних условий в помещении служат системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Системы отопления создают и поддерживают необходимые температуры воздуха в помещениях в холодный период года.
Системы вентиляции служат для подачи в помещения чистого воздуха и удаления из них загрязнённого. При этом температура внутреннего воздуха не должна изменяться.
Целью настоящей дипломной работы является повышение тепловой энергоэффективности жилого многоэтажного крупнопанельного здания серии 125 путём следующих энергосберегающих решений:
1. Установка узла автоматического регулирования тепловой энергии - индивидуального теплового пункта (ИТП);
2. Покрытие наружных стен теплоизоляционным материалом;
3. Обшивка магистральных трубопроводов системы отопления теплоизоляционным материалом.
Для достижения поставленой цели необходимо выполнить следующие задачи:
- в первом разделе провести патентный обзор изобретений в сфере теплотехники с целью выявления оборудования, которое могло бы использоваться в реализации данного проекта;
- во втором разделе произвести тепловой расчёт здания и гидравлический расчёт системы отопления с последующим её проектированием;
- в третьем разделе для уменьшения тепловых потерь здания через ограждающие конструкции произвести расчёт наружной тепловой изоляции ограждающих конструкций, а так же произвести расчёт тепловой изоляции магистральных трубопроводов для уменьшения тепловых потерь в системы теплоснабжения.
- в четвёртом разделе, опираясь на рассчитанные в третьем разделе тепловые потери помещений здания, произвести расчёт отопительных приборов и диаметров трубопроводов системы отопления;
- в пятом разделе произвести выбор оборудования индивидуального теплового пункта;
- в заключении сделать выводы о проделанной работе.
Как показывает практика, организация энергосбережения вполне управляемый процесс, который основан на комплексном подходе при решении поставленных задач. В основе всего - экономическая заинтересованность в снижении энергопотребления и детально проработанное нормативноадминистративное обеспечение.
Повышение тепловой энергоэффективнсти здания включает в себя отдельные решения или систему решений, направленных на снижение расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Другими словами - это результат суммирования ряда энергосберегающих решений в одном объекте.
На тепловой режим здания оказывают влияние параметры и процессы, определяющие тепловую обстановку в помещениях. Тепловая обстановка помещения зависит от ряда факторов: температуры, подвижности и влажности воздуха, наличия струйных течений, различия параметров воздуха в плане и по высоте помещения, лучистых тепловых потоков, зависящих от температуры, размеров, радиационных свойств поверхности и их расположения.
Воздушный режим здания представляет собой процессы воздухообмена между помещениями и наружным воздухом, включающие перемещение воздуха внутри помещений, движение воздуха через ограждения, проёмы, воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха.
Для обеспечения требуемых внутренних условий в помещении служат системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Системы отопления создают и поддерживают необходимые температуры воздуха в помещениях в холодный период года.
Системы вентиляции служат для подачи в помещения чистого воздуха и удаления из них загрязнённого. При этом температура внутреннего воздуха не должна изменяться.
Целью настоящей дипломной работы является повышение тепловой энергоэффективности жилого многоэтажного крупнопанельного здания серии 125 путём следующих энергосберегающих решений:
1. Установка узла автоматического регулирования тепловой энергии - индивидуального теплового пункта (ИТП);
2. Покрытие наружных стен теплоизоляционным материалом;
3. Обшивка магистральных трубопроводов системы отопления теплоизоляционным материалом.
Для достижения поставленой цели необходимо выполнить следующие задачи:
- в первом разделе провести патентный обзор изобретений в сфере теплотехники с целью выявления оборудования, которое могло бы использоваться в реализации данного проекта;
- во втором разделе произвести тепловой расчёт здания и гидравлический расчёт системы отопления с последующим её проектированием;
- в третьем разделе для уменьшения тепловых потерь здания через ограждающие конструкции произвести расчёт наружной тепловой изоляции ограждающих конструкций, а так же произвести расчёт тепловой изоляции магистральных трубопроводов для уменьшения тепловых потерь в системы теплоснабжения.
- в четвёртом разделе, опираясь на рассчитанные в третьем разделе тепловые потери помещений здания, произвести расчёт отопительных приборов и диаметров трубопроводов системы отопления;
- в пятом разделе произвести выбор оборудования индивидуального теплового пункта;
- в заключении сделать выводы о проделанной работе.
В процессе выполнения дипломной работы были рассмотрены вопросы сбережения тепловой энергии жилого здания и применение автоматического регулирования параметров теплоносителя в системе отопления и ГВС.
Для определения тепловой нагрузки на отопление были произведены расчёты тепловых потерь здания через ограждающие конструкции и на нагрев инфильтрирующего воздуха, гидравлический расчёт стояков отопления и магистрали по техническому подполью. По полученным данным спроектирована система отопления - зависимая, однотрубная, тупиковая, с нижней разводкой подающей и обратной магистрали, с алюминиевыми радиаторами в качестве отопительных приборов.
Был произведён анализ энергосберегающих мероприятий, и определены задачи по снижению тепловых потерь зданием. Данную задачу решаем посредством следующих мероприятий:
- установка индивидуального теплового пункта;
- теплоизоляция наружных стен здания;
- теплоизоляция магистральных трубопроводов по техническому подполью.
С целью внедрения данных мероприятий в проекте произведены подробные расчёты по каждому пункту, с обоснованием выбора именно этого мероприятия в качестве необходимого для энергосбережения.
По итогам расчётов и технико-экономических обоснований можно сделать ряд нижеследующих выводов.
Мероприятия по повышению тепловой эффективности здания требуют весомых капиталовложений и длительный период времени, включая монтажные работы и стадию разработки проекта. Но понесённые затраты компенсируются со временем посредством снижения тепловых потерь. С точки зрения эффективности, рассмотренные мероприятия по энергосбережению можно разделить на два класса:
1. Высокоэффективные - заключаются в средней стоимости реализации и высоким снижением затрат тепловой энергии. К таким мероприятиям по итогам расчёта можно отнести установку ИТП и теплоизоляцию магистральных трубопроводов, так как они дают большую часть энергосбережения в системе при среднем уровне затрат.
2. Среднеэффективные - заключаются в высокой стоимости мероприятия и достаточно весомым снижением затрат тепловой энергии. Таким мероприятием является теплоизоляция наружных стен здания. Высокая стоимость теплоизоляционного материала обуславливает долгий срок окупаемости денежных затрат на данный вид работы. Но в сочетании с весомым снижением тепловых потерь данное мероприятие даёт приличный вклад в энергосбережение здания в целом.
Предложенные мероприятия по повышению тепловой энергоэффективности здания существенно снизили потребление зданием тепловой энергии, что говорит об эффективности предложенных решений в данном проекте.
Для определения тепловой нагрузки на отопление были произведены расчёты тепловых потерь здания через ограждающие конструкции и на нагрев инфильтрирующего воздуха, гидравлический расчёт стояков отопления и магистрали по техническому подполью. По полученным данным спроектирована система отопления - зависимая, однотрубная, тупиковая, с нижней разводкой подающей и обратной магистрали, с алюминиевыми радиаторами в качестве отопительных приборов.
Был произведён анализ энергосберегающих мероприятий, и определены задачи по снижению тепловых потерь зданием. Данную задачу решаем посредством следующих мероприятий:
- установка индивидуального теплового пункта;
- теплоизоляция наружных стен здания;
- теплоизоляция магистральных трубопроводов по техническому подполью.
С целью внедрения данных мероприятий в проекте произведены подробные расчёты по каждому пункту, с обоснованием выбора именно этого мероприятия в качестве необходимого для энергосбережения.
По итогам расчётов и технико-экономических обоснований можно сделать ряд нижеследующих выводов.
Мероприятия по повышению тепловой эффективности здания требуют весомых капиталовложений и длительный период времени, включая монтажные работы и стадию разработки проекта. Но понесённые затраты компенсируются со временем посредством снижения тепловых потерь. С точки зрения эффективности, рассмотренные мероприятия по энергосбережению можно разделить на два класса:
1. Высокоэффективные - заключаются в средней стоимости реализации и высоким снижением затрат тепловой энергии. К таким мероприятиям по итогам расчёта можно отнести установку ИТП и теплоизоляцию магистральных трубопроводов, так как они дают большую часть энергосбережения в системе при среднем уровне затрат.
2. Среднеэффективные - заключаются в высокой стоимости мероприятия и достаточно весомым снижением затрат тепловой энергии. Таким мероприятием является теплоизоляция наружных стен здания. Высокая стоимость теплоизоляционного материала обуславливает долгий срок окупаемости денежных затрат на данный вид работы. Но в сочетании с весомым снижением тепловых потерь данное мероприятие даёт приличный вклад в энергосбережение здания в целом.
Предложенные мероприятия по повышению тепловой энергоэффективности здания существенно снизили потребление зданием тепловой энергии, что говорит об эффективности предложенных решений в данном проекте.