ПРОЕКТ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ ЧГМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
|
Введение 6
1 Актуальность задачи исследования 9
1.1 Понятие и характеристики солнечных коллекторов 9
1.2 Обзор существующих солнечных коллекторов 11
1.3 Анализ практического использования солнечных коллекторов 17
1.4 Достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов 19
1.5 Устройство и принцип работы водовоздушного коллектора 21
1.6 Обзор существующих систем отопления зданий 34
1.7 Достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения 38
2 Расчет системы горячего водоснабжения 39
2.1 Выбор методики расчета системы горячего водоснабжения 39
2.2 Выбор методики расчета параметров солнечного коллектора 39
2.3 Определение расчетных расходов горячей воды и теплоты здания 44
2.4 Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения 45
2.5 Определение потерь теплоты подающими теплопроводами 48
2.6 Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов 49
2.7 Подбор оборудования теплового пункта 50
3 Расчет параметров солнечного коллектора 59
3.1 Расчет мощности 59
3.2 Разработка конструкции солнечного коллектора 64
4 Оценка экономической эффективности проектируемой системы горячего водоснабжения. 66
5 Защита окружающей среды 66
Заключение 66
Список литературы 67
Приложения
Чертежи
1 Актуальность задачи исследования 9
1.1 Понятие и характеристики солнечных коллекторов 9
1.2 Обзор существующих солнечных коллекторов 11
1.3 Анализ практического использования солнечных коллекторов 17
1.4 Достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов 19
1.5 Устройство и принцип работы водовоздушного коллектора 21
1.6 Обзор существующих систем отопления зданий 34
1.7 Достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения 38
2 Расчет системы горячего водоснабжения 39
2.1 Выбор методики расчета системы горячего водоснабжения 39
2.2 Выбор методики расчета параметров солнечного коллектора 39
2.3 Определение расчетных расходов горячей воды и теплоты здания 44
2.4 Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения 45
2.5 Определение потерь теплоты подающими теплопроводами 48
2.6 Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов 49
2.7 Подбор оборудования теплового пункта 50
3 Расчет параметров солнечного коллектора 59
3.1 Расчет мощности 59
3.2 Разработка конструкции солнечного коллектора 64
4 Оценка экономической эффективности проектируемой системы горячего водоснабжения. 66
5 Защита окружающей среды 66
Заключение 66
Список литературы 67
Приложения
Чертежи
Система горячего водоснабжения – это процесс теплопередачи, в котором используется источник энергии для нагрева воды выше ее начальной температуры с целью отопления помещения.
Приборы, обеспечивающие непрерывную подачу горячей воды, называются водонагревателями, бойлерами, теплообменниками или калориферами. Эти названия зависят от региона, а также от источника энергии.
Для нагрева воды, с целью отопления помещения, обычно используют ископаемое топливо:
- природный газ;
- сжиженный нефтяной газ;
- нефть;
- твердое топливо (дрова, древесный уголь и т.п.).
Они могут потребляться напрямую или производить электричество, которое, в свою очередь, нагревает воду. Электроэнергия для нагрева воды также может поступать из любого другого источника электроэнергии, такого как ядерная энергия или возобновляемые источники энергии.
Альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия, тепловые насосы, рециркуляция тепла горячей водой и геотермальное отопление, также могут нагревать воду, часто в сочетании с резервными системами, работающими на ископаемом топливе или электроэнергии.
Густонаселенные городские районы обеспечивают централизованное теплоснабжение горячей водой. Системы централизованного теплоснабжения поставляют энергию для нагрева воды и помещений от ТЭЦ, отходящее тепло промышленных предприятий, мусоросжигательных заводов, геотермального отопления и центрального солнечного отопления.
Фактический подогрев водопроводной воды осуществляется в теплообменниках на территории потребителей. Обычно у потребителя нет резервной системы внутри здания из-за ожидаемой высокой доступности систем централизованного теплоснабжения.
Из – за сложно экологические ситуации в мире, и дороговизне полезных ископаемых, применяемых для нагрева воды при отоплении помещений, в мире, в последнее время, разрабатываются системы отопления, основанные на экологически чистые источники энергии.
В данной работе будет разработана система горячего водоснабжения комплекса зданий ЧГМА с использованием солнечных коллекторов.
Цель работы: Проект системы горячего водоснабжения комплекса зданий ЧГМА с использованием солнечных коллекторов.
Задачи работы:
- раскрыть понятие и характеристики солнечных коллекторов;
- дать обзор существующих солнечных коллекторов;
- провести анализ практического использования солнечных коллекторов;
- рассмотреть достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов;
- дать описание устройства и принцип работы водовоздушного коллектора;
- провести обзор существующих систем отопления зданий;
- описать достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения;
- выполнить расчет системы горячего водоснабжения;
- выбрать методику расчета системы горячего водоснабжения;
- выбрать методику расчета параметров солнечного коллектора;
- определить расчетные расходы горячей воды и теплоты здания;
- выполнить гидравлический расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения;
- определить потери воды подающими теплопроводами;
- выполнить гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов;
- выполнить подбор оборудования теплового пункта;
- выполнить расчет параметров солнечного коллектора;
- оценить экономическую эффективность проектируемой системы горячего водоснабжения;
- разработать раздел защиты окружающей среды.
Приборы, обеспечивающие непрерывную подачу горячей воды, называются водонагревателями, бойлерами, теплообменниками или калориферами. Эти названия зависят от региона, а также от источника энергии.
Для нагрева воды, с целью отопления помещения, обычно используют ископаемое топливо:
- природный газ;
- сжиженный нефтяной газ;
- нефть;
- твердое топливо (дрова, древесный уголь и т.п.).
Они могут потребляться напрямую или производить электричество, которое, в свою очередь, нагревает воду. Электроэнергия для нагрева воды также может поступать из любого другого источника электроэнергии, такого как ядерная энергия или возобновляемые источники энергии.
Альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия, тепловые насосы, рециркуляция тепла горячей водой и геотермальное отопление, также могут нагревать воду, часто в сочетании с резервными системами, работающими на ископаемом топливе или электроэнергии.
Густонаселенные городские районы обеспечивают централизованное теплоснабжение горячей водой. Системы централизованного теплоснабжения поставляют энергию для нагрева воды и помещений от ТЭЦ, отходящее тепло промышленных предприятий, мусоросжигательных заводов, геотермального отопления и центрального солнечного отопления.
Фактический подогрев водопроводной воды осуществляется в теплообменниках на территории потребителей. Обычно у потребителя нет резервной системы внутри здания из-за ожидаемой высокой доступности систем централизованного теплоснабжения.
Из – за сложно экологические ситуации в мире, и дороговизне полезных ископаемых, применяемых для нагрева воды при отоплении помещений, в мире, в последнее время, разрабатываются системы отопления, основанные на экологически чистые источники энергии.
В данной работе будет разработана система горячего водоснабжения комплекса зданий ЧГМА с использованием солнечных коллекторов.
Цель работы: Проект системы горячего водоснабжения комплекса зданий ЧГМА с использованием солнечных коллекторов.
Задачи работы:
- раскрыть понятие и характеристики солнечных коллекторов;
- дать обзор существующих солнечных коллекторов;
- провести анализ практического использования солнечных коллекторов;
- рассмотреть достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов;
- дать описание устройства и принцип работы водовоздушного коллектора;
- провести обзор существующих систем отопления зданий;
- описать достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения;
- выполнить расчет системы горячего водоснабжения;
- выбрать методику расчета системы горячего водоснабжения;
- выбрать методику расчета параметров солнечного коллектора;
- определить расчетные расходы горячей воды и теплоты здания;
- выполнить гидравлический расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения;
- определить потери воды подающими теплопроводами;
- выполнить гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов;
- выполнить подбор оборудования теплового пункта;
- выполнить расчет параметров солнечного коллектора;
- оценить экономическую эффективность проектируемой системы горячего водоснабжения;
- разработать раздел защиты окружающей среды.
В проделанной работе были решены следующие задачи:
1. Определены понятие и характеристики солнечных коллекторов. Солнечный коллектор – это устройство, используемое для улавливания тепловой энергии солнца и преобразования ее в форму, более удобную для использования людьми.
В отличие от фотоэлементов, солнечный коллектор относительно низко технологичен, и их можно создать и установить с очень низкими затратами. Самый простой тип солнечного коллектора включает в себя некую жидкую среду, которая нагревается солнечными лучами и затем транспортируется для распределения тепла в другом месте.
2. Произведен обзор существующих коллекторов. Существует несколько типов солнечных коллекторов:
- плоские коллекторы;
- вакуумные трубчатые коллекторы;
- солнечный коллектор с линейным фокусом;
- точечный солнечный коллектор.
3. Дан анализ практического использования солнечных коллекторов. Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы.
4. Приведены достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов.
5. Устройство и принцип работы водовоздушного коллектора.
6. Устройство вакуумного солнечного коллектора.
7. Выполнен обзор систем отопления зданий. Система отопления это: комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:
- генератора тепла;
- теплопроводов;
- отопительных приборов.
8. Приведены достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения.
Достоинства использования горячего водоснабжения:
- ограничений нет. Открыв кран, можно получить столько воды, сколько нужно;
- при установке счетчика вы будете платить строго за использованное количество;
- в случае неполадок ответственность берет на себя ЖЭК.
Недостатки использования горячего водоснабжения:
- ежегодная профилактика создает неудобство для пользователей;
- зависимость от коммунальных служб. Случилась поломка придется ждать, пока ее устранят;
- повышение стоимости за кубометр воды. Стоит сопоставить затраты при эксплуатации нагревателя и ГВС.
9. Выполнен расчет системы горячего водоснабжения. Методика расчета системы горячего водоснабжения описана во – многих учебных материалах. Но, наиболее точно она отражена в учебном пособии У.А. Усманова.
10. Выбрана методика расчета солнечного коллектора.
11. Определены потери теплоты подающими теплопроводами.
12. Выполнен подбор оборудования теплового пункта.
13. Был выполнен расчет экономической эффективности применения солнечного коллектора. В результате расчетов получим, что срок окупаемости при переходе на теплоснабжение ЧГМА с использованием солнечных коллекторов срок окупаемости составит менее года, а именно 0,138 года.
14. В заключении был рассмотрен вопрос о защите окружающей среды. Степень воздействия энергетического топлива на окружающую среду определяется по шкале вредности.
Наименьшее вредное воздействие на окружающую среду из всех топлив оказывает природный газ; вредным продуктом при его сжигании являются окислы азота. Мазут с S=3,5% занимает по шкале девятое место из-за образующихся при его сжигании двуокиси серы и окислов азота.
1. Определены понятие и характеристики солнечных коллекторов. Солнечный коллектор – это устройство, используемое для улавливания тепловой энергии солнца и преобразования ее в форму, более удобную для использования людьми.
В отличие от фотоэлементов, солнечный коллектор относительно низко технологичен, и их можно создать и установить с очень низкими затратами. Самый простой тип солнечного коллектора включает в себя некую жидкую среду, которая нагревается солнечными лучами и затем транспортируется для распределения тепла в другом месте.
2. Произведен обзор существующих коллекторов. Существует несколько типов солнечных коллекторов:
- плоские коллекторы;
- вакуумные трубчатые коллекторы;
- солнечный коллектор с линейным фокусом;
- точечный солнечный коллектор.
3. Дан анализ практического использования солнечных коллекторов. Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы.
4. Приведены достоинства и недостатки применения солнечных коллекторов.
5. Устройство и принцип работы водовоздушного коллектора.
6. Устройство вакуумного солнечного коллектора.
7. Выполнен обзор систем отопления зданий. Система отопления это: комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:
- генератора тепла;
- теплопроводов;
- отопительных приборов.
8. Приведены достоинства и недостатки применения горячего водоснабжения.
Достоинства использования горячего водоснабжения:
- ограничений нет. Открыв кран, можно получить столько воды, сколько нужно;
- при установке счетчика вы будете платить строго за использованное количество;
- в случае неполадок ответственность берет на себя ЖЭК.
Недостатки использования горячего водоснабжения:
- ежегодная профилактика создает неудобство для пользователей;
- зависимость от коммунальных служб. Случилась поломка придется ждать, пока ее устранят;
- повышение стоимости за кубометр воды. Стоит сопоставить затраты при эксплуатации нагревателя и ГВС.
9. Выполнен расчет системы горячего водоснабжения. Методика расчета системы горячего водоснабжения описана во – многих учебных материалах. Но, наиболее точно она отражена в учебном пособии У.А. Усманова.
10. Выбрана методика расчета солнечного коллектора.
11. Определены потери теплоты подающими теплопроводами.
12. Выполнен подбор оборудования теплового пункта.
13. Был выполнен расчет экономической эффективности применения солнечного коллектора. В результате расчетов получим, что срок окупаемости при переходе на теплоснабжение ЧГМА с использованием солнечных коллекторов срок окупаемости составит менее года, а именно 0,138 года.
14. В заключении был рассмотрен вопрос о защите окружающей среды. Степень воздействия энергетического топлива на окружающую среду определяется по шкале вредности.
Наименьшее вредное воздействие на окружающую среду из всех топлив оказывает природный газ; вредным продуктом при его сжигании являются окислы азота. Мазут с S=3,5% занимает по шкале девятое место из-за образующихся при его сжигании двуокиси серы и окислов азота.