ВВЕДЕНИЕ 8
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 9
1.1 Обоснование выбора данного оборудования 9
1.2 Опыт использования ТН в России и за рубежом 9
Выводы по разделу 1 11
2 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ВЫПУСКНОЙ
КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ 12
2.1 Технико-экономическое обоснование темы проекта 12
2.2 Природно-климатическая характеристика района 13
2.3 Энергетическое состояние РФ и перспектива использования 13
возобновляемых источников энергии 13
2.4 Виды источников энергии тепловых насосов 14
2.5 Теория тепловых насосов 16
Выводы по разделу 2 18
3 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДОМА 19
3.1 Планировка дома 19
3.2 Теплотехнический расчет наружных стен 21
3.3 Теплотехнический расчет стен и пола цокольного этажа 23
3.4 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия 24
3.6 Теплотехнический расчет световых проемов 26
3.7 Теплотехнический расчет наружных дверей 27
3.8 Определение потерь теплоты наружными ограждениями здания 27
3.9 Потребность в теплоте на нагревание инфильтрующего воздуха 28
3.10 Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха 30
3.11 Определение бытовых тепловыделений 31
3.12 Составление балансов тепла по помещениям 32
3.13 Расход тепла на подогрев воды в бассейне 32
3.14 Расход тепла на нагрев воды для горячего водоснабжения 32
3.15 Необходимая мощность теплового насоса 33
Выводы по разделу 3 33
4 СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ 34
4.2 Выбор резервного источника тепла 35
4.3 Обоснование выбора системы напольного отопления 35
Выводы по разделу 4 36
5 ИСТОЧНИК НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПОТЕНЦИАЛА 37
5.1 Опыт использования низкопотенциальной тепловой энергии озер .... 37
5.2 Выбор источника низкопотенциальной энергии 38
Выводы по разделу 5 45
6 СХЕМА ТЕПЛОНАСОСНОЙ СИСТЕМЫ 46
6.1 Описание схемы телонасосной установки 46
Выводы по разделу 6 47
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 48
7.1 Составление сметы капитальных вложений 48
Выводы по разделу 7 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
Самыми экономически эффективными системами для большинства частных жилых домов принято считать местные системы теплоснабжения. Для поддержания в различные периоды времени стабильных, комфортных температур воздуха в отапливаемых помещениях, процесс обогрева можно газифицировать, либо электрифицировать. Уровень газификации Челябинской области на 1 января 2016 года составляет 70,4%[32]. Обогревать электричеством - это не соизмеримые затраты даже для небольших индивидуальных домов. В тех местах, где нет подвода газа более целесообразно применять в системах отопления возобновляемые источники энергии, в частности ТНУ (теплонасосная установка).
В России наступило время энергетически эффективных решений, а вместе с ним и пришло время тепловых насосов. Применение теплового насоса позволяет снизить расходы на электроэнергию примерно в четыре раза по сравнению с электрообогревом. Таким образом, при потреблении тепловым насосом, например 1 кВт электрической энергии, в зависимости от условий работы и конструкции теплового насоса, обеспечивается получение 3,5 - 5 кВт тепловой энергии. Применение тепловых насосов - это экологически правильное решение, использование низкопотенциальной энергии не несет ущерб окружающей среде, не загрязняется почва, вода и воздух. Однако цена на тепловые насосы на сегодняшний день достаточно высока.
Так как дом предназначен для постоянного нахождения в нем жильцов, то в нем должен быть предусмотрен ряд удобств, обеспечивающих жильцам нормальные условия жизнедеятельности. К комплексу удобств относятся система отопления, система вентиляции, горячее и холодное водоснабжение, электрификация дома.
Системы отопления и вентиляции должны обеспечивать комфортный микроклимат для жизнедеятельности. Особое внимание стоит уделить обеспечению теплового режима в периоды резких похолоданий. Создание требуемого режима помещения важно не только для благоприятного пребывания в нем человека, но также необходимо для сохранения самого здания и расположенных в нем материальных ценностей.
Водоснабжение дома является неотъемлемой частью нормальных условий хозяйственной деятельности. Горячее водоснабжение необходимо для комфортного ведения хозяйства и для гигиены человека.
В дипломном проекте представлен расчет теплового баланса отдельно взятого дома, спроектированы система отопления, горячее водоснабжение, а так же выбран оптимальный источник низкопотенциального тепла, сделан подбор компрессорной установки и необходимого оборудования, а также проведена оценка экономической эффективности ТНУ относительно других источников энергии.
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 поднят вопрос о опыте использования тепловых насосов в России и за рубежом. Использование теплонасосных установок широко распространено во всем мире. 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.
Из природно-климатической характеристики следует, что г. Челябинску присущ умеренно-континентальный климат с достаточно холодной зимой, поэтому было принято решение использовать для энергообеспечения индивидуального жилого дома тепло-насосную установку(ТНУ).
В данной работе были решены следующие задачи:
1 Представлен расчет теплового баланса индивидуального жилого дома площадью 442 м .
2 Для отопления был выбран тепловой насос мощностью 22,62 кВт марки Copeland ZH56K4E-TWD.
3 Выбрана открытая система ТНУ с рассредоточенным напольным отоплением(теплый пол). В качестве дополнительного источника тепла были выбраны ТЭ- Новые водонагреватели, работающиев режиме, как в аварийном, так и пикового догрева.
4 Так как дом расположен в близи водоема, в качестве источника энергоснабжения низкопотенциального тепла было выбрано оз. Смолино. Представлена многолетняя характеристика данного озера.
5 Представлена схема ТНУ и системы отопления. Так же предложена компенсация электрической энергии за счет установки гидротурбины на выходе отработанной воды из озера.
6 Дана технико-экономическая характеристика предложенного способа отопления здания. Примерный срок окупаемости данного проекта 12 лет.
Таким образом, использование теплонасосных установок совместно с напольным отоплением для автономного теплоснабжения в условиях Южного Урала является возможным и экономически эффективным.
Задачи, поставленные в данной работе, выполнены.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
