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:
Qтр=qв*Lв+ qr*Lr (3.4)
где
Lв, Lr –общие длины соответственно вертикальных и горизонтальных труб, м;
qв, qr – теплоотдача 1 м соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, определяемая по приложению 8 (стр. 302) учебного пособия «Тепловой режим зданий»:
Qтр=40*2,8+102*1=214 Вт
2. Определение теплоотдачи прибора в отапливаемое помещение
Qпр= Qпом-β* Qтр (3.5)
где
β – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи трубопроводов в помещении при открытой прокладке труб β=0,9
Qпом=6281,3 Вт
Qпр=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 Qпр= 13636,54 Вт
3. Определяем тепловую нагрузку стояка в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:
Qст= ƩQпр (3.6)
Qст=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.
Gст= Qст/с(tr-t0)*β1β2 (3.7)
где
tr – 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 tr и t0 принимаем из задания равными соответственно 60 и 25 °С.
Gст=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