Исследование процесса, проектирование и технология строительства системы использования низкопотенциальной энергии для индивидуального коттеджа г. Аксая
ВВЕДЕНИЕ
Тема данной магистерской диссертации является актуальной в наше время. Актуальность данной работы определена нормативно-правовым документом, в соответствии с Распоряжением Правительства РФ № 1523-р от 9 июня 2020 года «Об утверждении энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года» [1].Основной целью данной стратегии является минимизация негативного воздействия на окружающую среду отраслей топливно-энергетического комплекса и максимально возможное использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в потреблении первичных топливно-энергетических ресурсов.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………… 4
1 Анализ объектов энергопотребления и энергообеспечения……………… 7
1.1 Анализ объекта энергопотребления…………………………………….. 7
1.2 Пофакторная оценка состояния окружающей среды в районе расположения объекта……………………………………………………….. 9
1.3 Анализ объекта энергообеспечения…………………………………….. 14
2 Выбор оптимальной технологии энергообеспечения для объекта энергопотребления…………………………………………………………… 20
2.1 Обоснование выбора оптимальной технологии энергообеспечения объекта...……………………………………………………………………… 20
2.2 Анализ систем использования низкопотенциальной тепловой энергии Земли……………………………………………………………….. 23
2.3 Принцип действия теплового насоса …………………………………... 27
2.4 Расчет рабочих параметров и выбор теплового насоса……………….. 31
3 Анализ и оценка методов оптимизации режимов работы и повышения энергетической эффективности низкопотенциальной системы энергообеспечения………………………………………………………….... 35
3.1 Методика определения глубины промерзания грунтов статистическим методом…………………………………………………….. 35
3.2 Методика определения глубины промерзания грунтов с помощью мерзлотомера…………………………………………………………………. 39
3.3 Методика определения глубины промерзания грунтов с помощью мерзлотомера Ратомского (MP)……………………………………………... 41
3.4. Результаты измерений промерзания грунта на территории индивидуального жилого коттеджа………………………………………… 45
4 Технология строительства выбранной системы энергообеспечения…….. 45
4.1 Подготовительные работы к монтажу вертикального теплового насоса…………………………………………………………………………. 45
4.2 Монтаж систем сбора низкопотенциальной теплоты…………………. 47
4.3 Монтаж теплонасосного теплового пункта…………………………….. 49
4.4 Выполнение пусконаладочных работ…………………………………... 50
4.5 Оценка соответствия выполненных работ……………………………... 51
4.6 Определение фактической теплопроводности грунта с учетом конструкции грунтового теплообменника…………………………………. 52
4.7 Технико-экономическое обоснование проекта………………………… 58
Заключение…………………………………………………………………… 63
Перечень использованных информационных ресурсов…………………... 64
Список литературы
1. Распоряжение Правительства РФ № 1523-р от 9 июня 2020 года «Об утверждении энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года» – URL: https://docs.cntd.ru/document/565068231 (дата обращения: 10.06.2022).
2. СП 131.13330.2020 Строительная климатология СНиП 23-01-99* – URL: https://docs.cntd.ru/document/573659358?section=text (дата обращения: 10.06.2022).
3. Безруких, П.П., Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии/ П.П. Безруких, Д.С. Стребков– М.: ГНУ ВИЭСХ, 2016. – 264с.
4. Елистратов В.В. Климатические факторы возобновляемых источников энергии/ В.В. Елистратов, Е.М. Акентьева, М.М. Борисенко, Н.В. Кобышева , Г.И. Сидоренко, В.В. Стадник.- СПб.: Наука, 2017. – 235 с.: ил.
5. Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. М.: Издательский дом «Интеллект», 2016 г.- 168 с.
6. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладычев М.Г. Хрестоматия энергосбере-жения: Справочное издание: в 2-х книгах. Книга 1 / Под ред. В.Г. Лисиенко. – М.: Теплотехник, 2016 г. - 688 с.
7. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива / Показатели по территориям. -М.: «ИАЦ Энергия», 2017 г. -272 с.
8. Алхасов А.Б. Возобновляемые источники энергии: учеб. пособие. - М.: МЭИ, 2018 г. - 272 с.
Энергетика является той отраслью экономики, которая является индикатором уровня развития производства, науки и страны в целом. Человечество за всю историю своего существования израсходовало примерно 950 трлн кВт/ч энергии всех видов, причем 2/3 от этого приходится на последние 30 лет. Поэтому проблема освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии становится все более актуальной [3].Потенциальные возможности энергетики, основанной на применении непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Использование всего 0,0005 % энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а 0,5 % - полностью покрыть потребности на перспективу.Солнечная энергетика — направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и минимально воздействует на окружающую среду, то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.Гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой или солью для последующего использования нагретой воды для отопления, горячего водоснабжения или в паровых электрогенераторах). В качестве особого вида станций гелиотермальной энергетики принято выделять солнечные системы концентрирующего типа (CSP — Concentrated solar power). В этих установках энергия солнечных лучей с помощью системы линз и зеркал фокусируется в концентрированный луч света. Этот луч используется как источник тепловой энергии для нагрева рабочей жидкости. В 2020 году общая установленная мощность всех работающих солнечных панелей на Земле составила 760 ГВт.