Введение 8
Глава 1 11
Возобновляемые источники энергии. Аналитический обзор 11
1.1 Развитие ВИЭ в России 12
1.2 Солнечная энергия 15
1.3 Геотермальная энергия 15
Глава 2 17
Определение нагрузки на систему тепло- и холодоснабжения 17
2.1 Характеристика объекта проектирования 17
2.2 Климатические данные района строительства 18
2.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха 19
2.4 Расчет сопротивления теплопередаче наружных ограждающих
конструкций помещений 20
2.5 Расчет тепловых потерь здания 25
2.6 Определение тепловых поступлений в помещение в теплый период
года 30
2.7 Определение нагрузки на систему горячего водоснабжения 34
Глава 3 36
Проектирование систем тепло- холодоснабжения и вентиляции 36
3.1 Система тепло- и холодоснабжения 36
3.1.1 Система фанкойлов 36
3.1.2 Радиаторная система отопления 37
3.1.3 Гидравлический расчет систем фанкойлов и радиаторов 39
3.1.4 Водяной теплый пол 43
3.1.5 Гидравлический расчет системы водяной теплый пол 45
3.1.6 Электроотопление помещений 48
3.2 Вентиляция 49
3.2.1 Аэродинамический расчет системы вентиляции 50
3.2.2 Системы вентиляции 54
3.2.3 Расчет и подбор приточных и вытяжных решёток 56
Глава 4 58
Проектирование источника тепло- и холодоснабжения на базе нетрадиционных источников энергии 58
4.1 Расчет вертикального грунтового коллектора 61
4.2 Гидравлический расчет вертикальных грунтовых коллекторов 63
4.3 Монтаж вертикального грунтового теплообменника и используемые материалы 66
4.4 Проектирование системы плоских солнечных коллекторов 67
4.5 Описание режимов работы источника 69
Заключение 73
Список используемых источников 74
Приложение
Применение альтернативных источников энергии в технологии тепло- холодоснабжения, позволяет частично вытеснить органическое топливо и обеспечить работу системы с минимальными затратами первичной энергии, а так же практически исключить загрязнение экологии [2, 18]. Преимущества применения альтернативных источников энергии будут иметь определяющее значение в формировании конкурентной ситуации на рынке тепло-хладогенерирующего оборудования, как в нашей стране, так и за рубежом [2].
Использование нетрадиционных источников энергии для систем теплоснабжения и холодоснабжения наиболее востребовано на объектах индивидуального строительства и для зданий, не имеющих возможности подключения к центральным тепловым сетям. Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является разработка системы тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома в г. Находка, на базе возобновляемых источников энергии.
Проанализировав возможности применения существующих альтернативных источников теплоснабжения, отметив их достоинства и недостатки, выбран наиболее подходящий вариант применимый для проектируемого объекта.
Для реализации поставленной цели определены климатические данные г. Находка, расчетные параметры микроклимата помещений. Исходя из характеристик строительных материалов ограждающих конструкций, рассчитано сопротивление теплопередаче. Произведен расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции, определены тепловые поступления в помещениях в теплый период года и рассчитана нагрузка на систему горячего водоснабжения. По результатам расчетов найдены следующие нагрузки:
• На систему теплоснабжения - 19695 Вт;
• На систему горячего водоснабжения - 27750 Вт;
• На систему холодоснабжения - 23600 Вт.
Запроектированы системы тепло- холодоснабжения и вентиляции. В проектируемом жилом доме приняты следующие низкотемпературные системы: фанкойлы, работа которых, рассчитана на теплый и холодный периоды года, электрический и водяной теплый пол, радиаторное отопление.
Система фанкойлов является основным источником тепло- холодоснабжения и разработана для помещений таких как: гостевая, общая комната, столовая, кухня, детская, главная спальня. К установке приняты двухтрубные канальные фанкойлы фирмы Daikin серии FWB - BT, которые установлены в подшивном потолке. Параметры теплоносителя в холодный период года 55/45 °С, в теплый период года 7/12 °С.
Радиаторная система отопления расположена на цокольном этаже в гараже, мастерской и кладовой. Теплоноситель - вода с температурой 55/30°С. Разводка радиаторной системы отопления горизонтальная двухтрубная периметральная с тупиковым движением теплоносителя. Магистральные трубопроводы проложены в конструкции пола вдоль наружных стен здания.
Система водяной теплый пол является основным источником обогрева для всех помещений, где установлена, за исключением тех, где находятся фанкойлы. Теплоноситель - вода с параметрами 40/30 °С. Способ укладки трубопровода - «улитка».
В качестве основного отопления для ванных комнат и сан. узлов принят электрический теплый пол. К установке принят нагревательный кабель двухжильный Devilflex™ DTIP-10 и DTIP-18. Способ укладки кабеля - «змейка».
Применены следующие системы вентиляции: принудительная вытяжная; принудительная приточно-вытяжная с рекуперацией тепла; естественная приточная. Для каждой системы подобрано соответствующее оборудование исходя из особенности применения и аэродинамических характеристик.
Разработан источник тепло- и холодоснабжения и принципиальная схема теплового пункта на базе солнечных коллекторов и теплового насоса. Для обеспечения надежной и стабильной работы системы предусмотрен 9
дополнительный традиционный источник тепловой энергии - электрический котел. Источники теплоснабжения способны работать как совместно, так и раздельно.
Геотермальный рассольно - водяной тепловой насос подобран исходя из нагрузки на систему холодоснабжения равной 23,6 кВт, теплоснабжения 20 кВт и части тепловой нагрузки на горячее водоснабжение равную 6 кВт.
Электрический котел подобран исходя из тепловой нагрузки здания равной 20 кВт.
Плоский солнечный коллектор рассчитан на нагрузку системы горячего водоснабжения равную 16,7 кВт.
В данной выпускной квалификационной работе выполнен проект системы тепло- холодоснабжения и вентиляции для индивидуального жилого дома. Разработан индивидуальный источник теплоснабжения на базе возобновляемых источников энергии.
Для реализации проекта были выполнены расчеты, в ходе которых определены нагрузки на систему тепло- холодоснабжения. В соответствии с особенностями применения возобновляемых источников энергии разработаны низкотемпературные системы: фанкойлов, водяной теплый пол, радиаторное отопление
Выпускная квалификационная работа выполнена в полном объеме и соответствует заданию. Все принятые в ходе проектирования проектные решения полностью отвечают современным требованиям нормативной документации.
