Автономное теплоснабжение индивидуального дома на основе грунтового теплового насоса
Выпускная работа бакалавра посвящена разработке автономной системы теплоснабжения малоэтажного здания, расположенного в городе Краснодар с использованием грунтового теплового насоса.
Рассмотрена понятнее теплового насоса, устройство и виды. Выполнены расчеты удельных характеристик расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Выполнен подбор грунтового теплового насоса и расчет потребления электрической энергии за отопительный период совместно с электрическим котлом. Сравнение с теплоснабжением от местной котельной и вопрос энергоэффективности. Разработана принципиальная схема сист
Оглавление
1. ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. СХЕМА, ПРОЦЕСС В T-S ДИАГРАММЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. 6
1.1 Принцип работы, схема и процесс в T-S диаграмме 8
1.2 Виды тепловых насосов 9
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЗДАНИЯ 13
2.1 Исходные данные 13
2.2 Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию 15
2.3 Расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания 23
2.4 Расчет тепловой нагрузки на ГВС 23
2.6 Принципиальная схема отопления и горячего водоснабжения здания 29
3. ПОДБОР ГРУНТОВОГО НАСОСА 30
3.1 Выбор насоса 35
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОВОГО НАСОСА 37
5. ПОДБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ БАКА-АККУМУЛЯТОРА 40
5.1 Исходные данные 41
5.2 Тепловой баланс бака-аккумулятора 41
5.3 Геометрические характеристики бака 44
5.4 Компоновочный расчет бака-аккумулятора 49
5.5 Расчет слоя тепловой изоляции бака-аккумулятора 51
5.6 Гидравлический расчет 57
5.7 Подбор оборудования 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 30494—2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. (Переиздание с Поправкой). Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019.
2. ГОСТ Р 55656-2013 (ИСО 13790:2008) Энергетические характеристики зданий. Расчет использования энергии для отопления помещений. М.: Стандартинформ, 2014.
3. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. М.: Минрегион России, 2012.
4. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий. М.: ФГУП ЦПП, 2004.
5. СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология". М.: Стандартинформ, 2019.
6. СП 60.13330.2018 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2017.
7. Энергосбережение в энергетике и технологиях: Энергосбережение в низкотемпературных процессах и технологиях / А.Б. Гаряев, О.Л. Данилов, А.О. Ефремов, И.В. Яковлев. М.: Издательство МЭИ, 2002.
8. А. Н. Сканави и Л. М. Махов, Отопление: Учебник для вузов, Москва: Стройиздат, 1991.
9. Яковлев И.В., А.М. Исхакова А.М., Парёхина И.В. Энергоэффективность перехода на автономное теплоснабжение от воздушных теплонасосных установок в климатических условиях России /Вестник МЭИ, 2016, №5, с.
10. В. И. Манюк, Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей, Москва 2013.
11. Каталог Технический паспорт и спецификации тепловых насосов ALTAL. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.c-o-k.ru/library/catalogs/altal/108746.pdf
12. Тепловые насосы ALTAL. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.altalgroup.ru/oborudovanie/teplovye-nasosy
13. NIST REFPROP, The National Institute of Standards and Technology
14. Ф. Ф. Цветков и Б. А. Григорьев, Тепломассобмен. Учебное пособие для вузов. 2-е издание, Москва: МЭИ, 2005.
15. К. П. Пруненко, «
Определим величину бытовых тепловыделений на 1 м2 площади жилых помещений для жилых зданий в зависимости от заселенности квартиры. Интерполируем между значениями q1 для квартир с заселенностью менее 20 м2 общей площади на человека (qбыт = 15 Вт/м2) и q2 квартир с заселенностью более 45 м2 общей площади на человека (qбыт = 5 Вт/м2):
qбыт=q1+Fжm-F1F2-F1∙q2-q1=15+24010-2045-20∙5-15=13,4 Втм3∙℃;Определим удельную характеристику бытовых выделений (Г.6) [3]:
kбыт=qбыт∙FжVот∙tв-tнср=13,4∙240900∙20-2,7=0,207Втм3∙℃;Расчет удельной характеристики теплопоступлений от солнечной радиации в здание [3]:
Средняя за отопительный период солнечная радиация на вертикальные поверхности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания [5]:
lверС=105+128+155+191+78+76=733Втм2;lверЮ=655+650+650+520+617+609=3711Втм2;lверВЗ=223+284+436+450+210+187=1790Втм2;Примем, что окна равномерно распределены по двум фасадам з