Глава 1. Теоретические аспекты отопления котеджа

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................3

ГЛАВА 1ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОТОПЛЕНИЯ КОТЕДЖА........................................5

1.1 Энергосберегающие технологии жилых домов.........................................................5

1.2 Тепловые насосы и их классификация.....................................................................8

1.2.1 Классификация тепловых насосов.........................................................................9

1.2.2 Парокомпромысные _{контура} тепловые насосы..................................................................10

1.2.3 Абсорбционные _{нагреваемая} тепловые насосы (АТН)...............................................................16

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИ……………………………...................................29

2.1 Расчет системы отопления загородного коттедж……………………………...…..29

2.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений.………………………………..31

2.3 Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения ………..34

2.4 Расчет системы отопления……………………………………………………...…..41

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА..... 43

3.1 Расчет окупаемости теплового насоса………………………………………….…..43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................45

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......................................................................47

 

ВВЕДЕНИЕ

Энергосбережение является наиболее актуальной проблемой и задачей нашего времени. От итогов решения данных проблем зависит положение нашего общества в ряду экономически развитых стран, а также, уровня жизни граждан. Во всем мире регулярно ведется поиск путей решения снижения энергопотребления за счет его рационaльного использовaния, но и довольно эффективно применяется. Наша страна очень богата всеми необходимыми природными ресурсами и высокоинтеллектуальными возможностями для продуктивного решения своих энергетических проблем, но и справедливо является ресурсным источником для азиатских и европейских стран, экспортом нефти, нефтепродуктов и природного газа, в масштабах стратегически важных для данных стран-импортеров. Однако, богатство нашей страны энергетическими ресурсами абсолютно не должна предусматривать чрезмерное энергорасточительство, так как рациональное управление энергохозяйством при открытой рыночной экономике является очень важным фaктором конкурентоспособности российских товaров и услуг.

Задача энергосбережения, наверно, можно отнести к стратегически важным задачам государства и одновременно главным методом по обеспечению энергетической безопaстности, а также, способом сохранения прибыли от экспорта углеводородного сырья.

Необходимые для внутреннего рaзвития энергетические ресурсы возможно получить как за счет увеличения добычи сырья в труднодоступных районах и строительстве новых энергообъектов, так и за счет энергосбережения в центрах потребления ресурсов с минимальными расходами.

Стратегическая цель энергосбережения одна и следует из его определения - это повышение энергоэффективности во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом. И задача - определить, какими мерами и насколько можно осуществить это повышение.

Цели энергосбережения совпадают и с другими целями муниципальных образований, таких как улучшение экологической ситуации, повышение экономичности систем энергоснабжения и др.

Снижение потребления позволяет обеспечивать подключение новых потребителей при минимальных капитальных затратах на развитие инфраструктуры и снимает проблемы выделения земельных участков под новое строительство объектов генерации, отчуждение санитарно-защитных зон и т.д., что в целом положительно сказывается на градостроительном развитии.

Решение задач повышения энергоэффективности на сегодняшнем этапе, когда существует большой резерв малозатратных мероприятий, также совпадает с большинством стратегических целей государства и хозяйствующих субъектов.

Энергосбережение в наши дни можно достичь за счет минимизации бесполезных потерь энергии. То есть, абсолютное исключение ископаемого топлива из функционирования энергетики пока ещё не осуществимо. Однако создание отопительных устройств с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) во многом способствует целям энергосбережения, целесообразному использованию энергетических ресурсов. К данным тепловым устройствам можно отнести тепловые насосы, агрегаты с высоким КПД, использующие помимо постоянных источников энергии, источники низкопотенциaльной энергии: грунтовые воды, грунт, воздух и т.д. В среднем, до двух третей необходимой для его работы энергии тепловой насос, за счет специального зонда, получает из окружающей среды.

Традиционные системы энергообеспечения промышленных предприятий и жилых зданий не отвечают ряду современных требований в отношении эффективности использования топливно-энергетических, вторичных энергоресурсов и качества энергоснабжения. Кольская АЭС сбрасывает в отводящий канал большое количество энергии с отработавшей водой (зимой 15-16°С, летом 25-26°С), которая может служить источником низкопотенциальной теплоты. Данная теплота может быть применена в теплонасосной устaновке для теплоснабжения коттеджа. Таким образом целью предоставленной дипломной работы является расчет системы отопления коттеджа площадью 196 кв. м с использованием теплового насоса, расположенного в районе Кольской АЭС. Для этого необходимо разобрать следующие поставленные задачи:

1. Произвести теплотехнический расчет двухэтажного коттеджа, выполненного из пористого кирпича с облицовкой внешней стороны стены декоративным облицовочным кирпичом;

2. Определить расчет теплопотери через наружные ограждения;

3. Подобрать тепловой насос и рассчитать характеристики системы теплоснабжения с использованием выбранного теплового насоса.

4. Определить срок окупаемости теплового насоса.

 

 

Расчет системы отопления

Пример расчета для комнаты 101.

1. Определение теплоотдачи трубопровода:

Q_тр=q_в*L_в+ q_r*L_r (3.4)

где

L_в, L_r –общие длины соответственно вертикальных и горизонтальных труб, м;

q_в, q_r – теплоотдача 1 м соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, определяемая по приложению 8 (стр. 302) учебного пособия «Тепловой режим зданий»:

Q_тр=40*2,8+102*1=214 Вт

2. Определение теплоотдачи прибора в отапливаемое помещение

Q_пр= Q_пом-β* Q_тр (3.5)

где

β – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи трубопроводов в помещении при открытой прокладке труб β=0,9

Q_пом=6281,3 Вт

Q_пр=6281,3-0,9*214=6088,7Вт

По такому же принципу определяют теплоотдачу прибора в других помещениях коттеджа. Все результаты приведены в таблице.

Таблица 4

Теплоотдача приборов в помещении

№ помещения	Qпр, Вт
	50,47
	891,53
	1853,2
	1534,8
	1234,34
	431,2
	502,3

 

Ʃ Q_пр= 13636,54 Вт

3. Определяем тепловую нагрузку стояка в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:

Q_ст= ƩQ_пр (3.6)

Q_ст=13636,54 Вт

4. Определение расхода воды стояка:

Для поддержания в отапливаемом помещении расчетной температуры воздуха необходимо, чтобы количество теплоты, отдаваемой отопительными приборами и трубопроводами, равнялось тепловым потерям.

G_ст= Q_ст/с(t_r-t₀)*β₁β₂ (3.7)

где

t_r – расчетная температура горячей воды в начале подающей магистрали системы отопления, °С;

t₀ – расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;

β₁ – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β₁=1,02;

β₂ - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, в нашем случае β₂=1,04;

Значения t_r и t₀ принимаем из задания равными соответственно 60 и 25 °С.

G_ст=13636.54*1.04*1.02/1.163*(60-25)=308 кг/ч

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В настоящее время отопление и горячее водоснабжение городских объектов, а также коттеджем осуществляется, как правило, от централизованных систем теплоснабжения. Источником тепловой энергии в таких системах являются городские ТЭЦ, на которых осуществляется комбинированная выработка электроэнергии и тепла, _{районные} или районные _{способами} котельные. Преимущества _{теплоснабжения} централизованного теплоснабжения _{объектов} широко признаны. С _этих термодинамической точки _{требует} зрения комбинированное _{теплового} производство электроэнергии _{районах} и тепла па ТЭЦ _этих является гораздо _тепла более эффективным, _зрения чем раздельное _{городским} производство электроэнергии _числе на конденсационных тепловых _числе электростанциях и тепла _данном котельными. Россия _{расположенного} является признанным _{выбранного} лидером по масштабам _{теплового} использования централизованных _{экономичные} систем электро- и теплоснабжения.

Вместе _{определены} с тем применение _{определены} централизованных систем _{выбранного} теплоснабжения имеет _этих свои недостатки _{протяженных} и ограничения. Строительство _более протяженных теплотрасс _более к удаленным объектам, _{районные} а также к объектам _{районной} в районах с малой _{способами} плотностью застройки, _{определены} сопряжено со значительными _{расположенного} капитальными вложениями _{районные} и большими тепловыми _{районные} потерями на трассе.

Их _числе эксплуатация впоследствии _{протяженных} также требует _{теплового} больших затрат. Серьезные _данном проблемы возникают _{районной} и при реконструкции _тепла существующих объектов _{подобран} и строительстве новых _этих в обжитых городских _числе районах с плотной _{способами} застройкой. В этих _этих случаях увеличение _{районах} тепловых нагрузок _{городским} создает для _более застройщика часто _тарифы непреодолимые трудности, _{различных} в том числе _{способами} финансовые, при _{водоснабжения} получении и реализации _{протяженных} технических условий _числе на подключение к районной _{городским} тепловой сети.

Действующие в _{выбранного} настоящее время _зрения тарифы на тепловую _{применение} энергию в сочетании _числе с затратами па подключение _более к городским тепловым _{требует} сетям заставляют _{требует} все чаще _{городским} задумываться над _более альтернативными способами _{городским} теплоснабжения.

Теплонаносные системы _{районах} теплоснабжения представляются _зрения одним из наиболее _тарифы эффективных альтернативных _{теплового} средств решения _{применение} проблемы. С термодинамической _данном точки зрения _зрения схемы теплоснабжения _тарифы на базе тепловых _{расположенного} насосов в большинстве _данном случаев являются _тарифы даже более _{районной} эффективными, чем _{объектов} от ТЭЦ.

Тепловые насосы - это _{теплового} компактные, экономичные _{выбранного} и экологически чистые _тепла приборы, используемые _{теплового} в системах отопления _тарифы и кондиционирования различных _{экономичные} объектов и позволяющие _{районные} получать тепло _тепла для отопления _{теплоснабжения} и горячего водоснабжения _{эффективных} от низкопотенциальных источников.

В _тарифы данном дипломном _тарифы проекте была _{применение} разработана система _данном теплоснабжения коттеджа _{объектов} площадью 196 кв.м, _{водоснабжения} расположенного в районе _{водоснабжения} Кольской АЭС.

1. Произведён _{эффективных} теплотехнический расчёт _{расположенного} коттеджа;

2. Определены расчётные теплопотери через _{водоснабжения} наружные ограждения;

3. Подобран _зрения тепловой насос _тепла и рассчитаны характеристики _{протяженных} системы теплоснабжения _зрения с применением выбранного _тепла теплового насоса;

4. Определён _{большими} срок окупаемости _{подобран} теплового насоса.

Использование в качестве отопительной установки тепловых насосов является принципиально новым подходом в решении проблемы отопления домов и получения горячего водоснабжения коттеджа, так как такая система является экономически выгодной, имеет большой срок службы (до 10-15 отопительных сезонов) и срок окупаемости не превышает 7 лет.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................3

ГЛАВА 1ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОТОПЛЕНИЯ КОТЕДЖА........................................5

1.1 Энергосберегающие технологии жилых домов.........................................................5

1.2 Тепловые насосы и их классификация.....................................................................8

1.2.1 Классификация тепловых насосов.........................................................................9

1.2.2 Парокомпромысные _{контура} тепловые насосы..................................................................10

1.2.3 Абсорбционные _{нагреваемая} тепловые насосы (АТН)...............................................................16

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИ……………………………...................................29

2.1 Расчет системы отопления загородного коттедж……………………………...…..29

2.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений.………………………………..31

2.3 Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения ………..34

2.4 Расчет системы отопления……………………………………………………...…..41

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА..... 43

3.1 Расчет окупаемости теплового насоса………………………………………….…..43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................45

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......................................................................47

 

ВВЕДЕНИЕ

Энергосбережение является наиболее актуальной проблемой и задачей нашего времени. От итогов решения данных проблем зависит положение нашего общества в ряду экономически развитых стран, а также, уровня жизни граждан. Во всем мире регулярно ведется поиск путей решения снижения энергопотребления за счет его рационaльного использовaния, но и довольно эффективно применяется. Наша страна очень богата всеми необходимыми природными ресурсами и высокоинтеллектуальными возможностями для продуктивного решения своих энергетических проблем, но и справедливо является ресурсным источником для азиатских и европейских стран, экспортом нефти, нефтепродуктов и природного газа, в масштабах стратегически важных для данных стран-импортеров. Однако, богатство нашей страны энергетическими ресурсами абсолютно не должна предусматривать чрезмерное энергорасточительство, так как рациональное управление энергохозяйством при открытой рыночной экономике является очень важным фaктором конкурентоспособности российских товaров и услуг.

Задача энергосбережения, наверно, можно отнести к стратегически важным задачам государства и одновременно главным методом по обеспечению энергетической безопaстности, а также, способом сохранения прибыли от экспорта углеводородного сырья.

Необходимые для внутреннего рaзвития энергетические ресурсы возможно получить как за счет увеличения добычи сырья в труднодоступных районах и строительстве новых энергообъектов, так и за счет энергосбережения в центрах потребления ресурсов с минимальными расходами.

Стратегическая цель энергосбережения одна и следует из его определения - это повышение энергоэффективности во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом. И задача - определить, какими мерами и насколько можно осуществить это повышение.

Цели энергосбережения совпадают и с другими целями муниципальных образований, таких как улучшение экологической ситуации, повышение экономичности систем энергоснабжения и др.

Снижение потребления позволяет обеспечивать подключение новых потребителей при минимальных капитальных затратах на развитие инфраструктуры и снимает проблемы выделения земельных участков под новое строительство объектов генерации, отчуждение санитарно-защитных зон и т.д., что в целом положительно сказывается на градостроительном развитии.

Решение задач повышения энергоэффективности на сегодняшнем этапе, когда существует большой резерв малозатратных мероприятий, также совпадает с большинством стратегических целей государства и хозяйствующих субъектов.

Энергосбережение в наши дни можно достичь за счет минимизации бесполезных потерь энергии. То есть, абсолютное исключение ископаемого топлива из функционирования энергетики пока ещё не осуществимо. Однако создание отопительных устройств с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) во многом способствует целям энергосбережения, целесообразному использованию энергетических ресурсов. К данным тепловым устройствам можно отнести тепловые насосы, агрегаты с высоким КПД, использующие помимо постоянных источников энергии, источники низкопотенциaльной энергии: грунтовые воды, грунт, воздух и т.д. В среднем, до двух третей необходимой для его работы энергии тепловой насос, за счет специального зонда, получает из окружающей среды.

Традиционные системы энергообеспечения промышленных предприятий и жилых зданий не отвечают ряду современных требований в отношении эффективности использования топливно-энергетических, вторичных энергоресурсов и качества энергоснабжения. Кольская АЭС сбрасывает в отводящий канал большое количество энергии с отработавшей водой (зимой 15-16°С, летом 25-26°С), которая может служить источником низкопотенциальной теплоты. Данная теплота может быть применена в теплонасосной устaновке для теплоснабжения коттеджа. Таким образом целью предоставленной дипломной работы является расчет системы отопления коттеджа площадью 196 кв. м с использованием теплового насоса, расположенного в районе Кольской АЭС. Для этого необходимо разобрать следующие поставленные задачи:

1. Произвести теплотехнический расчет двухэтажного коттеджа, выполненного из пористого кирпича с облицовкой внешней стороны стены декоративным облицовочным кирпичом;

2. Определить расчет теплопотери через наружные ограждения;

3. Подобрать тепловой насос и рассчитать характеристики системы теплоснабжения с использованием выбранного теплового насоса.

4. Определить срок окупаемости теплового насоса.

 

 

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОТОПЛЕНИЯ КОТЕДЖА