Объектом рассмотрения дипломной работы является вариант теплоснабжения на базе теплонасосной установки коттеджа, расположенного в пригороде г.Уфы.

Дипломная работа, МЭИ, оценка 5 ...

Оглавление
Аннотация 1
Annotation 1
Введение...................................................................................................................................6
1. Определение тепловой нагрузки потребителя на отопление 9
1.1. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций 10
1.2. Теплотехнический расчет наружных стен 11
1.3. Теплотехнический расчет световых проемов 14
1.4. Теплотехнический расчет наружных дверей 15
1.5. Теплотехнический расчет гаражных ворот 16
1.6. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия 17
1.7. Проверка отсутствия конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения 18
2. Составление теплового баланса здания 21
2.1. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции здания 21
2.2. Расчет теплопотерь через пол 1 этажа25
( помещений 1-5, 1-6, 1-9 ) 25
2.3. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции подвала 29
2.4. Расчет теплопотерь через пол подвала 30
2.5. Расчет теплопотерь на инфильтрацию 39
2.6. Дополнительные бытовые теплопоступления в помещения 43
3. Расчет теплого пола.......................................................................47
4. Выбор и расчет отопительных приборов 51
4.1. Гидравлический расчет системы отопления 57
5. Расчет системы вентиляции 65
5.1. Расчет и подбор воздуховодов систем вентиляции. 66
5.2. Расчет и подбор оборудования приточной установки П1..........77
5.3. Расчет и подбор воздухонагревателя 799
5.4. Расчет потерь напора воздуха в воздуховодах 82
5.5. Подбор приточно-вытяжных вентиляторов 90
6. Определение средней тепловой нагрузки на ГВС 933
6.1. Расчет пластинчатого разборного теплообменника ГВС 94
7. Выбор источника теплоснабжения 101
7.1. Физические принципы работы ТНУ 106
7.2.. Примеры использования тепловых насосов с различными источниками низкопотенциального тепла 114
7.3. Тепловые насосы, использующие тепло окружающего воздуха.................. 114
7.4.. Тепловые насосы, использующие тепло озерной и речной воды.. 116
7.5. Тепловые насосы, использующие тепло поверхностных слоев земли 118
7.6. Тепловые насосы, использующие тепло подземных (грунтовых) вод ........................................................................................................120
7.7. Тепловые насосы, использующие тепло сточных вод 122
7.8. Тепловые насосы, использующие тепло вентиляционного воздуха 123
8. Построение температурного графика и графика расхода сетевой воды для качественно регулирования тепловой нагрузки 124
9. Исследование рабочих параметров теплового насоса при использовании различных рабочих тел (R 142, R 22, R 407С) 129
9.1. Анализ основных параметров ТНУ при зимнем режиме работы 138
10. Автоматизация 143
10.1. Цели и задачи системы управления. 143
10.2. Структура современных АСУ 144
10.3. Техническое задание на автоматизацию системы. 156
10.4. Заключение по главе. 161
11. Электрификация 162
12. Оценка безопасности при утечке фреона в теплонасосной установке 167
12.1. Производственная санитария для разработки проекта 172
12.2. Техника безопасности при монтаже, наладке, эксплуатации и ремонте пропожарные мероприятияектируемого оборудования 175
12.3. Противопожарные мероприятия............................................178
12.4. Вывод по главе.........................................................................182
13. Технико-экономический анализ использования ТНУ в системе теплоснабжения. 183
14. Заключение 1944
15. Список литературы......................................................................195
16. Приложение А..............................................................................19

Введение

Проблема обеспечения надёжного и устойчивого теплоснабжения различных потребителей при прохождении осенне-зимнего периода, является одной из наиболее острых проблем народного хозяйства страны и имеет ярко выраженную социальную направленность. Потребление энергоресурсов на нужды отопления и горячего водоснабжения в нашей стране превышает 1/3 суммарного потребления энергии и ежегодно возрастает на 2,5 - 3%.
Подавляющее большинство крупных источников тепла в России - это ТЭЦ общего пользования, которые входят в состав региональных акционерных обществ энергетики и электрификации. Кроме указанных источников тепла в городах работает много промышленных ТЭЦ и котельных, которые входят в состав промышленных предприятий и снабжают тепловой и электрической энергией прежде всего предприятие - собственника ТЭЦ (котельной) и прилегающие к нему жилые районы, где, как правило, проживают работники этих предприятий.
Индивидуальные котельные, встроенные в здания или пристроенные к отапливаемым зданиям, обычно являются собственностью тех, кому принадлежат указанные здания. Кроме таких котельных в последнее время в России появились индивидуальные котельные, которые монтируются на крышах зданий
Крупные теплофикационные системы на базе ТЭЦ общего пользования построены и функционируют в основном в городах с расчетной тепловой нагрузкой (спросом на тепловую мощность) - более 500 Гкал/ч (580 МВт тепловых). Их доля в суммарной тепловой мощности всех источников тепла составляет около 70%. Около 30% тепловой энергии вырабатывается децентрализованными, автономными, индивидуальными и прочими установками.
Оборудование существующих в стране ТЭЦ и котельных во многих случаях физически и морально изношено, эксплуатируется с перерасходом топлива, тепловые сети являются источником больших потерь тепловой энергии, мелкие теплоисточники, в свою очередь, отличаются низкой энергоэффективностью, высокой степенью загрязнения окружающей среды, повышенными значениями удельных стоимостей и трудозатрат на их обслуживание. В действующих системах теплоснабжения котлы коммунальных котельных имеют очень низкий КПД, они не оборудованы очистными сооружениями от вредных выбросов, температура отходящих дымовых газов достигает 200-250°С, тепловые сети имеют большие протяженности и значительные потери тепла.
В существующих условиях требуются серьезные и в ряде случаев новые подходы к проблеме снижения имеющихся затрат на отопление и горячее водоснабжение.
Преимущества централизованного теплоснабжения широко признаны. С термодинамической точки зрения комбинированное производство электроэнергии и тепла на ТЭЦ является гораздо более эффективным, чем раздельное производство электроэнергии на конденсационных тепловых электростанциях и тепла котельными. Россия является признанным лидером по масштабам использования централизованных систем электро- и теплоснабжения. Во многих странах (Дания, Германия и др.) строительство ТЭЦ по примеру России рассматривается как эффективное средство энергосбережения и уменьшения отрицательного воздействия энергетических объектов на окружающую среду.
Вместе с тем применение централизованных систем теплоснабжения имеет свои недостатки и ограничения. Строительство протяженных теплотрасс к удаленным объектам, а также к объектам в районах с малой плотностью застройки, сопряжено со значительными капитальными вложениями и большими тепловыми потерями на трассе. Их эксплуатация впоследствии также требует больших затрат. Серьезные проблемы возникают и при реконструкции существующих объектов и строительстве новых в обжитых городских районах с плотной застройкой. В этих случаях увеличение тепловых нагрузок создает для застройщика часто непреодолимые трудности, в том числе финансовые, при получении и реализации технических условий на подключение к районной тепловой сети.
Непрерывно возрастающие тарифы на тепловую энергию от централизованных источников и необходимость значительных затрат на подключение к городским тепловым сетям обусловливают все большее внимание к теплонасосным системам теплоснабжения.
Тепловые насосы нашли широкое применение для теплоснабжения жилых и административных зданий в США, Швеции, Канаде и других странах со сходными России климатическими условиями. Расширяется опыт применения тепловых насосов и в нашей стране [1]. Вместе с тем это направление пока еще не нашло широкого признания в стране, имеет место недостаток квалифицированных специалистов-разработчиков теплонасоных установок, отсутствуют типовые инженерные решения по созданию теплонасосных систем теплоснабжения. Создаваемые в стране теплонасосные системы носят, как правило, экспериментально-демонстрационный характер. Не отработаны надежные методы расчета и оптимизации работы ТНУ.
В России имеются значительные перспективы развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
К категории НВИЭ относятся солнечные, геотермальные, ветровые, приливные электростанции, а также малые ГЭС с единичной мощностью агрегата от 0,1 до 10 МВт. Использование НВИЭ для производства электроэнергии получило во многих странах мира значительное развитие. Они рассматриваются как существенная мера энергосбережения, но, главным образом, как средство сохранения окружающей природной среды