Керамический (красный) пустотный кирпич
<#"805143.files/image006.gif">, (3.2)
где αвн= 8,7; αн=23;
Таким образом, сопротивление теплопередаче стен
5,20
Расчет толщины теплоизоляции чердачного перекрытия по нормам
сопротивления теплопередаче.
В таблице 3.5. приведены выбранные строительные материалы чердачного
перекрытия, а так же их коэффициент теплопроводности.
Таблица 3.5
Выбранные материалы перекрытия.
Наименование слоя
|
Коэффициент теплопроводности 𝞴, Вт/м•К
|
Толщина слоя,м
|
Гипсокартон
|
0,15
|
0,012
|
Деревянные перекрытия
|
0,15
|
Пенополистерол
|
0,031
|
0,15
|
ГСОП = 5830
req= aDd+ b,
гдеa= 0,00045; b=1,9req=0,00045·5830+1,9=4,5235
, (3.3)
Таким образом.сопротивление теплопередаче чердака
3.4 Конструктивные элементы здания
Фундамент ленточный бутовый.
Екатеринбург находится на территории с глубиной промерзания грунта 1м 57
см. Под всем фундаментом необходимо насыпать керамзитовую подушку толщиной 150
мм. Ширину фундамента выбираем в зависимости от толщины стены кратно 100 мм.
Для данного случая ширину фундамента по наружным стенам принимаем - 600
мм, ширину фундамента в средней части здания принимаем 600 мм.(несущая стена,
толщиной 520 мм).
Стены.
Наружные
стены выполнены из газобетонного блок
<#"805143.files/image010.gif">, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формле:
(4.3)
где
А - расчетная площадь ограждающей конструкции (каждой из стен, пола, потолка,
окон, дверей), м2;- сопротивление
теплопередаче ограждающей конструкции, м2×0С/ Вт.
Таблица
4.1
Требуемые
значения теплопередачи конструкции.
|
|
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих
конструкций Rтро, м2, °С/Вт
|
Зданияи помещения
|
ГСОП,°С·сут
|
стен
|
покрытий и перекры-тийнадпроездами
|
перекрытий черд. над холодными подпольями иподвалами
|
окон ибалкон-ных дверей
|
Фона-рей
|
Жилые, лечебно-проф. и детские учрежд. школы, интернаты
|
2000 4000 6000 8000 10000 12000
|
2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6
|
3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2
|
2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3
|
0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80
|
0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
|
Обществ., кроме указанных выше, адм. и бытовые, за
искл.помещ. свлажным илимокрым режимом
|
2000 4000 6000 8000 10000 12000
|
1,6 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8
|
2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4
|
2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5
|
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
|
0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
|
Для определения R необходимо рассчитать градусо-сутки отопительного
периода (ГСОП) по формуле
ГСОП = (Tр - Text) zот.пер. , (4.4)
ГСОП= (20-(-7,5))·212=5830
где Tp =200С - расчетная температура воздуха,0С, в помещении;ext = -7,50С - средняя расчетная
температура наружного воздуха для отопительного периода, т.е. средняя
температура, °С, периода со
средней суточной температурой воздуха ниже или равной +8 °;м - средняя расчетная температура наружного воздуха для
каждого месяца ;
Таблица 4.2
Месяц
|
январь
|
февраль
|
март
|
апрель
|
май
|
июнь
|
июль
|
август
|
сентябрь
|
октябрь
|
ноябрь
|
декабрь
|
Tм , 0С
|
-15,3
|
-13,4
|
-7,3
|
2,6
|
10,1
|
15,6
|
17,4
|
5,1
|
9,2
|
-1,3
|
-7,1
|
-13,3
|
от.пер. = 31+28+31+30+31+30+31=212 - продолжительность отопительного периода,
сут.- коэффициент,
принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих
конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79 [19]
Таблица 4.3
Ограждающие конструкции
|
Коэффициент n
|
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые
наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и
над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в
Северной строительно-климатической зоне
|
1
|
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с
наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов);
перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными
этажами в Северной строительно-климатической зоне
|
0,9
|
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми
проемами в стенах
|
0,75
|
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых
проемов в стенах, расположенные выше уровня земли
|
0,6
|
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями,
расположенными ниже уровня земли
|
0,4
|
b - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.
Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от
основных потерь:
а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные
(вертикальные проекции) стены, двери и окна, обращенные на север, восток,
северо-восток, и северо-запад
в размере 0,1, на юго-восток и запад - в размере 0,05; в угловых помещения дополнительно - по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из
ограждений обращено на север, восток, северо-восток, и северо-запад и 0,1 - в других случаях;
б) в помещениях,
разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме
жилых), а во всех жилых помещениях - 0,13;
в) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями
зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 0С и
ниже - в размере 0,05;
г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или
воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки
земли до верха карниза,
центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:
,2Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
,27Н - для двойных дверей с тамбурами между ними;
,34Н - для двойных дверей без тамбура;
,22Н - для одинарных дверей;
д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и
воздушно-тепловыми завесами, - в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 - при наличии тамбура
у ворот.
Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные
потери теплоты по подпунктам «г» и «д» не следует учитывать.
Результаты расчетов заносим в таблицу 4.4.
Таблица 4.4
Итоговая таблица теплопотребления
Месяц
|
Число дней в месяце
|
qтр, Вт
|
qв, Вт
|
, Вт
|
, Вт
|
, ГДж
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
Январь
|
31
|
3049
|
1873
|
4922
|
232,8
|
0,624
|
Февраль
|
28
|
2887
|
1772
|
4659
|
232,8
|
0,563
|
Март
|
31
|
2358
|
1448
|
3806
|
232,8
|
0,624
|
Апрель
|
30
|
1503
|
924
|
2427
|
232,8
|
0,603
|
Май
|
31
|
-
|
-
|
-
|
232,8
|
0,624
|
Июнь
|
30
|
-
|
-
|
-
|
232,8
|
0,603
|
Июль
|
31
|
-
|
-
|
-
|
232,8
|
0,624
|
Август
|
31
|
-
|
-
|
-
|
232,8
|
0,624
|
Сентябрь
|
30
|
-
|
-
|
-
|
232,8
|
0,603
|
Октябрь
|
31
|
1615
|
992
|
2607
|
232,8
|
0,624
|
Ноябрь
|
30
|
2341
|
1438
|
3779
|
232,8
|
0,603
|
Декабрь
|
31
|
2876
|
1767
|
4643
|
232,8
|
0,624
|
4.2 Общие трансмиссионные теплопотери
Общие трансмиссионные потери теплоты , Вт, равны сумме трансмиссионных
потерь через отдельные ограждающие конструкции:
(4.5)
Результаты расчетов для каждого месяца года занесены в таблицу 4
.4(столбец 3).
Ограждающие конструкции можно разделить на:
Стены + окна + двери
Окна
Двери
Стены
Перекрытия с подвалом
Перекрытия с чердаком
Тогда площади можно рассчитать:
Асум=P·h (4.6)
где P - периметр, а h - высота потолков.
Асум=P·h = (8,6+7+1,2+7,2+3+1+3,1+1+1,3+4+1,3+6,2+1,3+4)·3 =
=50,2·
=150,6м2
Аокн= 2·(1,3·2,5)+3·(1·1,7)+(0,4·1,7)+4·(0,8·1,7)+4(1,2·1,7) =
=16,2+1,2= 25,88 м2
Адв= (1,0·2,2)+(0,8·2,2)=3,96 м2
Астен = 150,6-25,88-3,96=120,76 м2
Апод= 1,2·7+3·14,2+3,1·15,2+1,3·8=108,5 м2
Ачердак = 108,5 м2
Трансмиссионные тепловые потери по месяцам:
Январь
804+232+943+535+535 = 3049 Вт
Февраль
761+220+892+507+507=2887 Вт
Март
622+179+729+414+414=2358 Вт
Апрель
396+114+465+264+264=1503 Вт
Май
226+65+264+150+150=855 Вт
Июнь
=380 Вт
Июль
59+17+69+39+39=223 Вт
Август
112+32+131+74+74=423 Вт
Сентябрь
246+71+288+164+164=933 Вт
Октябрь
425+123+499+284+284=1615 Вт
Ноябрь
Вт
Декабрь
758+219+889+505+505=2876 Вт
Определение расхода теплоты на подогрев вентиляционного воздуха.
(Извлечения из СНиП 2.04.05-91 приложение 10 «Расход теплоты на
нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции
помещений»[13])
Рассчитать расход теплоты qв, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных
зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, для каждого месяца отопительного
периода, можно по формуле
(4.7)
где
Ln - расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом, для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1
м2 жилых помещений;n=3 м3/ч·57,3 =171,9 м3/ч
с
- удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);
=1,225
кг/м3 - плотность воздуха в помещении;- коэффициент учета влияния
встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен
и окон с тройными переплетами, 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными
переплетами и 1,0 - для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными
переплетами и открытых проемов.
Результаты
расчетов занесены в таблицу 4.4 (столбец 4).
Рассчитываем
суммарную энергию, которую необходимо затратить для покрытия отопительной
нагрузки в течение месяца, по формуле
, (4.8)
где
- продолжительность месяца, с. Результаты расчетов
занесены в таблицу 4.4 (столбец 5).
Определение
затрат теплоты на горячее водоснабжение.
Среднечасовой
расход теплоты на горячее водоснабжение qГВ.СР, Вт, с коэффициентом запаса 1,2 на остывание воды, для каждого месяца года определяется по формуле:
(4.9)
где
с - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4187 Дж/(кг×0С);
а
- расход воды на горячее водоснабжение при температуре 55 0С на 1
чел. всут, л;- число проживающих в доме.
Энергия,
необходимая для обеспечения горячего водоснабжения в течение месяца,
рассчитывается по формуле
(4.10)
Результаты
расчетов занесены в таблицу 4.4 (столбцы 6,7).
5. Расчет параметров солнечного коллектора
Существует
ряд причин обращения человека к помощи солнечных коллекторов:
.
На участке отсутствует подвод природного газа. Сразу сужаются рамки способов
обогрева дома. Первый (самый простой) - установка электрического котла и полный
обогрев электричеством. Второй способ - это монтаж системы теплового насоса. И
третий - установка системы солнечного коллектора.
.
Потребитель имеет желание уменьшить расход газа.
.
У потребителя нет газа, и наличествует минимальная мощность электрических
сетей.
Второй
вопрос, возникающий после просчета системы солнечного коллектора - это когда
эта система окупится.
Чтобы
правильно ответить на этот вопрос надо изначально понимать, какой вопрос
целесообразно закрывать солнечным теплом, а какой нет.
Целесообразность
определяется степенью окупаемости системы. В большинстве случаев, если на
коттедже, где планируется установка коллекторов, присутствует подключение к
трубопроводу природного газа, то целесообразность в отоплении дома солнечными
батареями очень мала. Тогда коллекторы можно использовать как источник, дающий
первоначальный нагрев какому-то объему воды, которая в дальнейшем догревается
газовым котлом до нужной температуры. В данном случае, этот вариант оптимален,
если есть постоянно отбираемый объем воды (большой дом с большим количеством
точек водоотбора, бассейн, теплый пол). Но в проектируемом доме, отсутствует
подключение к трубопроводу природного газа.
При
оценке стоимости системы следует учитывать, что при монтаже системы солнечных
коллекторов для получения теплой воды дополнительные траты идут только на
массив коллекторов и их установку, а также управляющий контроллер и ряд
клапанов и кранов. Остальная часть оборудования в любом случае монтировалась бы
в данную систему.
5.1 Определение цели
.
Проектируется новая система солнечных коллекторов.
.
Потребителем тепла является горячее водоснабжение.
Основными
критериями, при которых было решено ставить солнечные коллекторы, явилось
следующее:
.
происходит ежедневный расход горячей воды с температурой 40-450С от
200 литров и выше;
.
дом используется круглогодично, на территории отсутствует газовые магистрали.
.2 Расчет параметров вакуумного солнечного коллектора
с термотрубками
Определение
площади солнечных коллекторов.
Основная
задача определение площади солнечного коллектора сводится к определению
количества тепла необходимого для системы. Когда будет получена цифра,
определяющая необходимое тепло, можно приступать к расчету количества трубок
вакуумного солнечного коллектора. Данную задачу решаем на базе тепла, которое
необходимо для системы горячего водоснабжения.
Подсчет
количества тепла необходимого для обеспечения семьи из 2 человек горячей водой.
Определение,
на сколько градусов должна повыситься температура воды и ее объем. Семья - 2
человека.
По
эмпирическим данным на среднего человека расходуется в день 50 литров воды.
Суммарный объем емкостного нагревателя надо рассчитывать из расчета 1,5…2
суточной потребности.
Соответственно,тр(50·2)·1,5=150
л
Средняя
температура входящей воды tвх= 5°С. Она должна быть нагрета до tкон=40°С
Δt=40-5=35°С.
Определяем
количество энергии необходимой для нагревания этого количества воды.
Учитываем,
что для нагрева одного литра воды на один градус надо затратить энергию равную
1 ккал.необх=150 л·35°C = 5250 ккал.
Для
перевода данной энергии в кВт·ч воспользуемся следующей формулойнеобх/859,8=5250/859,8=6,105
кВт·ч (1 кВт·ч = 859,8 ккал)
Определяем
количество энергии, которая может поглощаться и преобразовываться в тепло
солнечными коллекторами.
Количество
энергии, поглощаемой солнечным коллектором, зависит от усредненного облучения
солнцем, значения которых, приведены в таблице 5.1.
Таблица
5.1
Облучение
солнцем.
Ежемесячное усредненное облучение солнцем на горизонтальную
поверхность.
|
кВт·ч/м2/день
|
0,68
|
1,52
|
2,93
|
4,38
|
5,05
|
5,70
|
5,95
|
4,01
|
2,65
|
1,43
|
0,84
|
0,48
|
Солнечный коллектор способен поглощать до 80% энергии солнца.
Значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками равно1=0,68·
0,8 = 0,544 кВт·ч/день2=1,52· 0,8 = 1,216 кВт·ч/день3=2,93·
0,8 = 2,344 кВт·ч/день4=4,38· 0,8 = 3,504 кВт·ч/день5=5,05·
0,8 = 4,04 кВт·ч/день6=5,70· 0,8 = 4,56 кВт·ч/день7=5.95
· 0,8 = 4,76 кВт·ч/день8=4,01· 0,8 = 3,208 кВт·ч/день9=2,65·
0,8 = 2,12 кВт·ч/день10=1,43· 0,8 = 1,144 кВт·ч/день11=0,84·
0,8 = 0,672 кВт·ч/день12=0,48· 0,8 = 0,384 кВт·ч/день
площади поглощения коллектора для данного месяца.
Площадь поглощения вакуумной трубки диаметром 58 и длиной 1800 мм
составляет 0,08 м2
Соответственно одна трубка способна получать и передавать солнечное тепло
в размере1=P1·0,08= 0,544·0,08=0,0435 кВт·ч2=P2·0,08=
1,216·0,08=0,0973 кВт·ч3=P3·0,08= 2,344·0,08=0,188 кВт·ч4=P4·0,08=
3,504·0,08=0,280 кВт·ч5=P5·0,08= 4,04·0,08=0,323 кВт·ч6=P6·0,08=
4,56·0,08= 0,365 кВт·ч7=P7·0,08= 4,76·0,08=0,381 кВт·ч8=P8·0,08=
3,208·0,08=0,257 кВт·ч9=P9·0,08= 2,12·0,08= 0,17кВт·ч10=P10·0,08=
1,144·0,08= 0,092 кВт·ч11=P11·0,08= 0,672·0,08= 0,054
кВт·ч12=P12·0,08= 0,384·0,08=0,031кВт·ч
Определяем необходимое число трубок.
Используя значение, вычисленное выше, определяем количество трубок,
которое надо установить.
Энергия, которую необходимо затратить на нагрев нужного количества воды
составляет Qнеобх=6,105 кВт·ч.
Энергия, которую может передать одна вакуумная трубка, в зависимости от
месяца, составляет Si кВт·ч, тогда1=6,105/0,0435=1402=6,105/0,0973=633=6,105/0,188=334=6,105/0,280=225=6,105/0,323=196=6,105/0,365=177=6,105/0,381=168=6,105/0,257=249=6,105/0,17=3510=6,105/0,092=6711=6,105/0,054=11312=6,105/0,031=197
Подсчитав, количество трубок в составе коллекторов, мы видим, что в
зависимости от месяца использования для приготовления нужного количества воды,
количество трубок существенно отличается. В данном случае вариант - чем больше,
тем лучше, не подходит. Зимой мы получим необходимое количество тепла, но летом
столкнемся с очень существенной проблемой - утилизацией избыточного тепла.
Солнце невозможно выключить или включить, поэтому оно будет постоянно нагревать
воду в вашем баке. В конечном итоге вода в баке-аккумуляторе закипит, а это
может привести к выходу из строя оборудования. Можно осуществить сброс горячей
воды в канализацию и набор в бак холодной воды для дальнейшего нагрева, но
такое использование солнечных коллекторов не целесообразно.
Применение солнечных коллекторов направлено, прежде всего, на экономию
денег и экономию природных ресурсов. Поэтому необходимо использовать то
количество солнечных коллекторов, которое экономически целесообразно.
В данном случае, ставилась задача обеспечить горячей водой семью из 2
человек. Правильным решением будет считаться подбор количества трубок
коллектора в зависимости от месяца, в котором максимальная солнечная
эффективность. То есть для семьи из двух человек в пригороде Екатеринбурга
необходим бак-накопитель на 200 литров и солнечный коллектор на 35 трубок.
Таким образом, солнечный коллектор, работает в неотапливаемый сезон,
следовательно, пропадает необходимость в установке дорогостоящего вакуумного
коллектора с термотрубками. Изначальный выбор вакуумного коллектора с термотрубками
был обусловлен климатическими условиями и эффективностью работы в целом.
Теперь, когда установка не работает в холодный (снежный) период, целесообразно
устанавливать плоский солнечный коллектор.
5.3 Расчет системы солнечного теплоснабжения и
доли тепловой нагрузки обеспечиваемой за счет солнечной энергии
На графике 5.1 представлена характеристика плоского солнечного коллектора
без селективного покрытия, с одним слоем прозрачной изоляции, выбранного для
установки в жилом загородном доме.
Характеристика плоского солнечного коллектора без селективного покрытия с
одним слоем прозрачной изоляции
В таблице 5.2 представлены климатологические характеристики города
Екатеринбурга, использующиеся в дальнейших расчетах.
Таблица5.2
Климатологические характеристики
Месяц
|
Средняя месячная температура воздуха, °С
|
Сумма прямой солнечной радиация на нормальную к лучу
поверхность Iм за сутки, МДж/м2
|
Сумма рассеянной солнечной радиации ID за сутки,
МДж/м2
|
Январь
|
-15,30
|
11,2
|
2,2
|
Февраль
|
-13,40
|
16,4
|
3,1
|
Март
|
-7,30
|
18,6
|
4,4
|
Апрель
|
2,60
|
20,6
|
6,5
|
Май
|
10,10
|
24,5
|
7,8
|
Июнь
|
15,60
|
27,4
|
10,2
|
Июль
|
17,40
|
28,9
|
10,3
|
Август
|
15,10
|
28,0
|
8,7
|
Сентябрь
|
9,20
|
21,8
|
6,2
|
Октябрь
|
1,30
|
15,9
|
4,1
|
Ноябрь
|
-7,10
|
12,7
|
3,0
|
Декабрь
|
-13,30
|
11,4
|
1,9
|
На следующем графике (5.2) представлена зависимость прихода солнечной
радиации от месяца. Из графика видно, что решение о применении солнечных
коллекторов в течении мая-сентября, наиболее рационально.
Зависимость прихода солнечной радиации от месяца
Рисунок 5.2
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние промежуточного
теплообменника.
Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:
(5.1)
где
=1 - площадь солнечного коллектора, м2;
= 0,015 -
массовый расход антифриза в контуре коллектора, кг/(м2с);
=3350-
теплоемкость раствора антифриза,Дж/(кг °С);
= 0,7-
эффективность теплообменника;RUL =tg(угла наклона характеристики коллектора) = 0,78/0,12 = 6,5
Отношение
месячных тепловых потерь коллектора к полной месячной тепловой нагрузке.
Отношение
месячных тепловых потерь к полной месячной тепловой нагрузке, зависит от
средней температуры месяца и расхода воды (формула 5.2).
Расчет
произведен для требуемых, неотапливаемых месяцев. Результаты занесены в таблицу
5.4.
Рассмотрим
расчет для данных одного месяца (мая):
(5.2)
Отношение
количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора к полной месячной тепловой
нагрузке
Угол
солнечного склонения рассчитывается по формуле (5.3), приведенной ниже.
Пример
расчета угла солнечного склонения в мае месяце:
(5.3)
где
- порядковый номер дня года, отсчитываемый с 1 января
Часовой
угол движения солнца в мае месяце:
(5.4)
где
- фактическое местное декретное;
-
декретный солнечный полдень данного часового пояса;
-
фактическая долгота точки;
-
средняя долгота данного часового пояса.
Прямая
солнечная радиация рассчитывается по формуле:
(5.5)
Значение
прямой солнечной радиации в мае:
где
- интенсивность прямой составляющей солнечной
радиации на нормально ориентированную поверхность;
- угол
падения на наклонную поверхность;
- широта
местности;
- угол
наклона солнечного коллектора к горизонту, принимается равным широте местности;
- угол
склонения
Рассеянная
солнечная радиация рассчитывается по формуле:
, (5.6)
Значение
рассеянной солнечной радиации в мае:
где
- рассеянная радиация.
Среднемесячный
дневной приход солнечной радиации на
наклонную поверхность (на примере данных мая месяца):
(5.7)
Данные
расчетов сведены в таблице 5.3.
Таблица
5.3
Расчет
интенсивности солнечного излучения
Месяц
|
Iм
|
ID,
|
n
|
δ
|
t
|
tcc
|
ω,°
|
IS,
|
ID
|
I
|
Май
|
24,5
|
7,8
|
135
|
18,8
|
12
|
14
|
-30
|
20,09
|
6,03
|
26,12
|
Июнь
|
27,4
|
10,2
|
166
|
23,3
|
12
|
14
|
-30
|
21,79
|
7,89
|
29,68
|
Июль
|
28,9
|
10,3
|
196
|
21,5
|
12
|
14
|
-30
|
23,29
|
7,97
|
31,25
|
Август
|
28
|
8,7
|
227
|
13,9
|
12
|
14
|
-30
|
23,54
|
6,73
|
30,27
|
Сентябрь
|
21,8
|
6,2
|
258
|
2,3
|
12
|
14
|
-30
|
18,86
|
4,80
|
23,66
|
Зависимость прихода солнечной радиации от месяца.
Отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора, к полной
месячной тепловой нагрузке рассчитывается по следующей формуле:
(5.8)
Значение в мае:
где
= 0,78 - по графику зависимости ;
= 0,96
для всех месяцев отопительного сезона для коллектора с одинарным остеклением;
- число
дней в месяце.
Доля
месячной нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии.
Рассмотрим
расчет доли месячной нагрузки на примере мая месяца:
(5.9)
где значения X и Y принимаются из расчета, что
площадь солнечного коллектора 3м2.
Месячное
количество тепла, обеспечиваемого солнечной энергией.
Пример
для коллектора площадью 3 м2
Итоговая
таблица 5.4. отражает отношение месячных тепловых потерь солнечного коллектора
и количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора к полной месячной
тепловой нагрузке, при площади плоского солнечного коллектора без селективного
покрытия с одним слоем прозрачной изоляции 3м2.
Таблица 5.4.
Месяц
|
X/A
|
Y/A
|
Площадь коллектора, 3 м2
|
|
|
|
X
|
Y
|
f
|
QГВС, ГДж
|
Май
|
2,43
|
0,94
|
7,28
|
2,82
|
1,06
|
0,624
|
Июнь
|
2,28
|
1,10
|
6,84
|
3,31
|
1,14
|
0,603
|
Июль
|
2,23
|
1,13
|
6,69
|
3,38
|
1,15
|
0,624
|
Август
|
2,29
|
1,09
|
6,88
|
3,27
|
1,13
|
0,624
|
Сентябрь
|
2,45
|
0,88
|
7,36
|
2,64
|
1,02
|
0,603
|
Сумма
|
3,078
|
Доля годовой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной
энергии
|
110,28
|
Таким образом, можно сделать вывод, что плоский солнечный коллектор,
площадью 3 м2, полностью обеспечит семью из 2-х человек в летний
период горячей водой.
6. Расчет системы теплоснабжения с помощью
теплового насоса
.1 Расчета теплого пола
Средняя температура пола нормируется СП 60.13330.2012 "Отопление,
Вентиляция и Кондиционирование"[20] пункт 6.4.8: « Среднюю температуру
поверхности строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами
в расчетных условиях следует принимать не выше, °С:70 - для стен; 26 - для
полов помещений с постоянным пребыванием людей; 23 - для полов детских
учреждений согласно СП 118.13330 [21]; 31 - для полов помещений с временным
пребыванием людей, а также для обходных дорожек, скамей крытых плавательных
бассейнов».
Исходные данные, необходимые для расчета теплого пола представлены в
таблице 6.1. Термические сопротивления слоев пола, представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.1
Исходные данные:
Наименование характеристики
|
Обознач.
|
Ед.изм.
|
Значение
|
Температура теплоносителя в подающем трубопроводе
|
tп
|
оС
|
37,5
|
Температура теплоносителя в обратном трубопроводе
|
tо
|
оС
|
32,5
|
Температура воздуха в рассчитываемом помещении
|
tв
|
оС
|
20
|
Температура в нижележащем помещении
|
tниз
|
оС
|
18
|
Внутренний диаметр труб теплого пола
|
Dв
|
м
|
0,013
|
Наружный диаметр труб теплого пола
|
Dн
|
м
|
0,016
|
Коэффициент теплопроводности материала труб
|
λтр
|
Вт/м К
|
0,35
|
Коэффициент теплоотдачи нижележащей горизонтальной
поверхности
|
αн
|
Вт/м2 K
|
8,7
|
Коэффициент внутренней теплоотдачи (передача тепла от
теплоносителя к внутренней поверхности труб)
|
αвн
|
Вт/м2 K
|
400
|
Коэффициент теплоотдачи пола
|
αп
|
Вт/м2 K
|
12
|
Таблица 6.2
Термические сопротивления
Наименование материала слоя
|
Толщина,м
|
ΛВт/м К
|
R, м2К/Вт
|
Слои над трубами
|
Цементно-песчаная стяжка
|
0,035
|
0,93
|
0,038
|
Подложка под ламинат
|
0,002
|
0,030
|
0,067
|
Ламинат
|
0,18
|
0,083
|
Термическое сопротивление слоев над трубами,Rв 0,19 м2
К/Вт
|
Слои под трубами
|
|
|
|
Цементно-песчаная стяжка
|
0,025
|
0,93
|
0,027
|
Пеноплекс 35
|
0,030
|
0,032
|
0,94
|
Плита железобетонная
|
0,2
|
2,04
|
0,098
|
Термическое сопротивление слоев под трубами, Rн1,06 м2
К/Вт
|
. Средняя температура теплоносителя tср:
(6.1)
0С
2. Приведенное термическое сопротивление над трубами Rвв:
(6.2)
3. Приведенное термическое сопротивление под трубами Rнн:
(6.3)
. Угол между поверхностью пола и линией максимального термического
сопротивления (вверх), градусы:
(6.4)
где В - шаг укладки труб, см (задаемся шагом 0,10/0,15/0,20/0,25 м);
∑- суммарная толщина слоев над трубами, м;
Принимаем шаг укладки В=0,15 м
5. Максимальное термическое сопротивление слоев труб над трубой Rвmax:
(6.5)
. Отношение тепловых потоков «низ/верх»:
, (6.6)
. Приведенное термическое сопротивление стенок трубы Rтр,:
(6.7)
8. Тепловой поток по направлению вверх qв:
(6.8)
9. Тепловой поток по направлению вниз qн:
(6.9)
Вт/м2
10. Суммарный удельный тепловой поток qa:
(6.10)
11. Суммарный тепловой поток на погонный метр теплого пола ql:
(6.11)
12. Максимальная температура пола tпmax:
(6.12)
0C
. Минимальная температура пола tпmin:
(6.13)
=22,507 0С
. Средняя температура пола tпср:
(6.14)
0С
Данная температура меньше нормируемой, а именно для зон с постоянным
пребыванием людей температура пола не должна быть выше 26 оС (по
6.4.8 СП 60.13330.2012) В результате расчета, был подобран шаг труб водяного
теплого пола, вычислены при этом шаге теплоотдача теплого пола и средняя
температура поверхности пола.
6.2 Выбор теплового насоса
При моновалентном режиме работы тепловой насос используют в качестве
единственного источника тепла, обеспечивающего все теплопотребление здания.
Был выбиран тепловой насос фирмы NIBE модель F1145-6.грунтовой тепловой
насос для отопления одно- и малоквартирных жилых домов, небольших офисных и
промышленных зданий. Основными источником тепла является тепло окружающей земли
или воды.
Эта модель не только более эффективна, чем предыдущие поколения
теплонасосов, но также сделана более удобной для использования.
Новый, интуитивно понятный цветной дисплей, делает управление теплонасоса
простым.
Датчики тока, входящие в поставку, защищают электросеть от перегрузок,
при недостатке электроэнергии ограничивают потребление тока тепловым насосом.
Тепловой насос продолжает эффективно работать при температуре во внешнем
грунтовом горизонтальном коллекторе или скважине до минус десяти °С. Такие
низкие, по сравнению с другими теплонасосами, температуры теплоносителя в
грунте позволяют уменьшать размеры, и стоимость, земляных работ.
Уникальная интуитивно-понятная панель управления дает полный контроль над
системой отопления.
Встроенный электрокотел дает возможность использования:
· автоматической санитарной обработки системы горячего
водоснабжения от бактерий легионелла;
· в качестве бивалентного источника тепла в особо холодные дни
года;
· как аварийная система отопления .
Максимальная температура теплоносителя поступающего из теплового насоса в
систему отопления возможна до 65 °С такие высокие, для теплонасосов,
температуры в системе отопления позволяют применить в здании отопительные
приборы (радиаторы, конвектора и пр.) небольшого размера и стоимости.
Используемая модульная конструкция оборудования означает, что можно
добавить аксессуары, такие как рекуператор тепла вентиляции, накопительный
резервуар, модуль подогрева бассейна, кондиционирование, а также связь и
управление через интернет или GSM, не меняя аккуратный, эргономичный внешний
вид теплонасоса.
Специальная шумоизоляциятеплонасоса F1145 снижает шум до 43 дБ, что
соизмеримо с работающим холодильником и обычно тише работающего газового котла.
В таблице 6.3 представлены характеристики, выбранного теплового насоса
F1145-6.
Таблица 6.3
Характеристики теплового насоса F1145-6
Поставляемая/затрачиваемая мощность (B 0/W 35)*
|
6,4/1,3 кВт
|
Поставляемая мощность (B 0/W 50)**
|
5,1 кВт
|
СОР (B 0/W 35)*
|
4,93
|
СОР(B 0/W 35)**
|
3,46
|
Мощность нагрева электрокотла, ступенчато
|
2/4/6/9 кВт
|
Высота
|
1500 мм
|
Ширина
|
600 мм
|
Глубина
|
620 мм
|
Вес нетто
|
145 кг
|
6.3 Геотермальный контур
Для теплового насоса основной характеристикой показателя эффективности
теплового насоса является коэффициент преобразования энергии СОР.
В
процессе работы компрессор
<#"805143.files/image174.gif">, (6.15)
где - вырабатываемая тепловая энергия;- потребляемая
мощность, Вт.
Эта
величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе
(формула 6.16): чем больше разность, тем меньше эта величина.
, (6.16)-
абсолютная температура приёмника тепла, K0 - абсолютная температура
источника тепла, K
µ
- коэффициент учитывающий потери (трение, сжатие и т.п.)
Исходя
из таблицы 6.3:
СОР=
4.93=35+273=308K0=0+273=273K, значит µ:
(6.17)
Исходя
из этого рассчитаем СОP при:=37,5 0C=37,5+273=310,5 K0=5+273=278
K
, (6.18)
Исходя из формулы (6.18) можно сделать вывод, что при неизменной
(заданной 37,5 0С) температуре теплоносителя контура отопления, при
повышении температуры НПИ повышается СОР. Это означает, что для данной системы
отопления, с требуемым СОР не ниже 5,35, требуется температура грунта не ниже 5
0С. Из графика 6.1 следует, что глубина залегания геотермального
контура должна быть не выше глубины 2м.
Распределение температур грунта, по глубине, для климатических условий
города Екатеринбурга.
Рисунок 6.1
6.4 Выбор грунтового теплообменника
При выборе грунтового теплообменника, было принято решение остановиться
на энергетической корзине (рисунок 6.2). Эта система прекрасно сочетается с
различным оборудованием, обеспечивая оптимальное решение поставленных перед ней
задач.
Места энергетическая корзина требует немного. Для того чтобы ее
установить, роют котлован диаметром 3 м, глубиной от 4 до 5 м. Таким образом,
нет необходимости привлекать буровую технику и получать разрешение на бурение.
Энергетические корзины могут работать не только «на обогрев», но и «на
охлаждение», заменяя работу кондиционеров.
В данном случае, требуемая мощность складывается из мощности на отопление
и горячее водоснабжение.
Результаты приведены в таблице 4.4.
Таким образом, можно сделать вывод, что потребуется мощность 5,2 кВт.
Смотря на таблицу 6.4. «Характеристика энергетических корзин» было
принято решение установить 3 энергокорзины с мощностью отведения 1,6-2 кВт, а
на рисунке 6.3. приведены зависимости удельной мощности отведения от типа
грунта.
Таблица 6.4
Характеристика энергетических корзин
Зависимость удельной мощности отведения от типа грунта.
Рисунок 6.3
Таким образом, в отопительный период тепловой насос полностью покрывает
нужды в виде отопления и ГВС.
7. Технико-экономическое обоснование проекта
.1 Расчет затрат на отопление и горячее
водоснабжение для 1 года
Цель - выполнить технико-экономический анализ для автономной системы
теплоснабжения с использованием солнечных коллекторов и теплового насоса.
В экономической части дипломного проекта рассчитываются показатели
экономической эффективности вложений, такие как срок окупаемости,
рентабельность и экономический эффект от внедрения установки.
Для сравнительного анализа рассмотрим затраты на отопление и ГВС для
жилого загородного дома за период в один год. В данном поселке отсутствует
газопровод, поэтому сравнение производим с затратами на теплоснабжение с
помощью электрокотла.
Таблица 7.1
Потребление тепловой энергии по месяцам года
Месяц
|
Число днейв месяце
|
, Вт
|
, Вт
|
Qотмесяц,ГДж
|
, ГДж
|
Qтрмесяц,ГДж
|
Январь
|
31
|
4922
|
232,8
|
13,183
|
0,624
|
13,807
|
Февраль
|
28
|
4659
|
232,8
|
11,271
|
0,563
|
11,834
|
Март
|
31
|
3806
|
232,8
|
10,194
|
0,624
|
10,818
|
Апрель
|
30
|
2427
|
232,8
|
6,291
|
0,603
|
6,894
|
Май
|
31
|
-
|
232,8
|
-
|
0,624
|
0,624
|
Июнь
|
30
|
-
|
232,8
|
-
|
0,603
|
0,603
|
Июль
|
31
|
-
|
232,8
|
-
|
0,624
|
0,624
|
Август
|
31
|
-
|
232,8
|
-
|
0,624
|
0,624
|
Сентябрь
|
30
|
-
|
232,8
|
-
|
0,603
|
0,603
|
Октябрь
|
31
|
2607
|
232,8
|
6,983
|
0,624
|
7,607
|
Ноябрь
|
30
|
3779
|
232,8
|
9,795
|
0,603
|
10,398
|
Декабрь
|
31
|
4643
|
232,8
|
12,436
|
0,624
|
13,06
|
Так как на участке отсутствует централизованное отопление и горячее
водоснабжение, расчет рентабельности и экономического эффекта можно производить
на основании затрат на установку электрокотла или теплового насоса и солнечных
коллекторов, а так же затрат на дальнейшую оплату электричества. Стоимость
электроэнергии 2,15 руб/кВт·ч для однотарифного учета с 01.07.2014г. по
31.12.2014г.
Не зависимо от выбора отопительной установки, остается необходимость в
прокладке теплого пола. Таким образом, эти затраты так же не скажутся на
окупаемости.
Расчёт стоимости оборудования.
1. Электрокотел.
Выбран электрический котел Protherm СКАТ 6 KR. Он предназначен для
отопления квартир и загородных домов. Котел оснащен электронным управлением с
функцией ступенчатого включения и выключения мощности, циркуляционным насосом,
стальным цилиндрическим теплообменником, интегрированным гидравлическим блоком,
датчиком давления воды в системе отопления, предохранительным клапаном, мембранным
расширительным баком.
Техническое описание
· Одноконтурные электрические котлы
· Мощность 6,0 кВт
· Возможность настройки до 4-х ступеней
мощности
· Приготовление горячей воды 15,3
л/мин. (при ∆t=30oC) в дополнительном накопительном бойлере
· Контроль превышения напряжения
· Возможность работы с погодозависимой
автоматикой
· Возможность каскадного соединения
котлов
· Встроенный 10-ти литровый
расширительный бак
· Встроенный циркуляционный насос с
автоматическим воздухоотводчиком
· Возможность работы в сети напряжением
220В
Стоимость 32 200 руб.
Электропотребление 6,0 кВт·1,08=6,48 кВт (т.к. КПД = 0,92)
2. Тепловой насос + плоский солнечный коллектор.
Геотермальный тепловой насос NIBE F1145-6 EXP - 1 шт;
энергетическая корзина XLUponor- 3 шт;
Плоский солнечный коллектор INISO NEO 2.1 (1,6 м2);
Аккумуляторный бак мембранный Rucelf (300 л, 1 теплообменник, ТЭН 2,2
кВт));
Расширительный бак мембранный Varem, 12 л;
- Контроллер
электронный SR 868 C8Q;
Насос Циркуляционный Wilo;
Предохранительный клапан;
Воздухоотводчик автоматический.
В таблице 7.1 и на рисунке 7.1 указана стоимость оборудования, входящего
в состав гибридной автономной системы электроснабжения.
Структура затрат на компоненты системы в %
Рисунок
7.1
Таблица
7.2
Состав
и цена оборудования
Наименование
|
Ед. изм.
|
Кол-во
|
Цена за единицу, руб
|
Геотермальный тепловой насос
|
шт.
|
1
|
298808
|
Контур низкопотенциального источника - энергетическая
корзина XLUponor
|
шт.
|
3
|
61 240
|
Плоский солнечный коллектор INISO NEO 2.1 (1,6 м2)
|
шт.
|
2
|
37 562
|
Аккумуляторный бак мембранный Rucelf (300 л, 1
теплообменник, ТЭН 2,2 кВт))
|
шт.
|
1
|
26 110
|
Расширительный бак мембранный Varem, 12 л
|
шт.
|
1
|
2 100
|
Контроллер электронный SR 868 C8Q
|
шт.
|
1
|
4 670
|
Насос Циркуляционный Wilo
|
шт.
|
1
|
4 190
|
Предохранительный клапан
|
шт.
|
1
|
1 310
|
Воздухоотводчик автоматический
|
шт.
|
1
|
490
|
Общая стоимость системы равна: 596
522 руб.
(5.1)
где- стоимость теплового насоса;
- стоимость контура низкопотенциального источника;
-стоимость плоских солнечных коллекторов;
- стоимость аккумуляторного бака ;
Сбакрасшир. - стоимость расширительного бака;
-стоимость контроллера;
- стоимость циркуляционного насоса;
Скл - стоимость предохранительного клапана;
Свзд - стоимость автоматического воздухоотводчика.
Стн = 298 808 руб.
Снпи = 61 240· 3=183 720 руб.
Сск = 37 562·2= 75 124 руб.
= 26 110 руб.
Сбакрасшир = 2 100 руб.
= 4 670 руб.
= 4 190 руб.
Скл= 1 310 руб.
Свзд= 490 руб.
Сс = 298 808+61 240·3+37 562·2+26 110+2 100+4 670+4 190+1
310+490 = 596 522 руб.
7.2 Расчёт срока окупаемости системы
Срок окупаемости системы рассчитывается для территории
с децентрализованным теплоснабжением в сравнении с электрокотлом.
Характеристики электрического котла Protherm СКАТ 6
KR:
• мощность -6,5 кВт,
• срок службы -7 000 000 часов,
• стоимость -32 200 руб.
В данном случае срок окупаемости системы
рассчитывается по формуле:
,
(5.2)
где КЭС − капитальные затраты на
гибридную систему, руб.,
КДГ − капитальные затраты на
электрокотел, руб.,
ИДГ − издержки при использовании
электрокотла, руб.,
ИЭС − издержки при использовании
гибриднойсистемы, руб.
Поскольку срок службы гибридной системы составляет 30
лет, а электрокотла − 10 лет, то стоимость замены электрокотла за тот же
период будет равна:
руб.
Стоимость всех затрат на электрокотлы равна:
Кэл = 32200 + 64400 = 96600 руб.
В кап.затраты на гибридную систему включена стоимость
оборудования, срок службы которого не меньше 25 лет, при условии своевременного
технического обслуживания.
Годовые издержки при использовании электрокотла
рассчитываются по формуле:
Иэл = Иэ + ИА + ИРЕМ,
(5.3)
где Иэ − издержки на оплату
электроэнергии, руб./год,
ИА − амортизационные издержки,
руб./год,
ИРЕМ − издержки на ремонт
оборудования электрокотла, руб./год
Для выработки тепловой энергии за год электрокотлом
эквивалентной т/э, вырабатываемой гибридной системой за год необходимо
затратить 21
Иэ = 25108,704(кВт·ч)·2,15(руб/кВт·ч)=
53983,714 руб./год
Амортизационные издержки вычисляются по формуле:
где НА − норма амортизации, % ,
Кэл − капитальные затраты на
электрокотел, руб.,
ТСЛ − срок службы всех электрокотлов,
лет (принимаем 25 лет).
ИА = 0,04·96600 = 3864 руб./год
Издержки на ремонт электрокотла принимаем равные:
ИРЕМ = 0,2·ИА = 0,2·2683,33
=772,8 руб./год
Следовательно, издержки при использовании электрокотла
равны:
Иэл = 58983,714+3864+772,8=63620,514
руб./год
Годовые издержки при использовании гибридной системы
рассчитываются по формуле:
ИЭС = ИА + ИРЕМ + ИЭЭ,
(5.5)
где ИА − амортизационные издержки,
руб./год,
ИРЕМ − издержки на ремонт
оборудования системы, руб/год,
Иээ - издержки на оплату электроэнергии, руб/год.
Амортизационные издержки вычисляются по формуле:
, (5.6)
где НА − норма амортизации, % ,
КЭС − капитальные затраты на
гибридную систему, руб.,
ТСЛ − срок службы гибридной системы,
лет.
Издержки на оплату электроэнергии
Иээ = 6942,35 руб./год
Расчет производим учитывая коэффициент трансформации
теплоты и затраты электрической энергии на работу гелиосистемы.
Срок службы гибридной системы равен 25 лет,
следовательно,
ИА = 0,04·596522 =23860,88 руб./год.
Издержки на ремонт системы принимаем равные:
ИРЕМ = 0,05·ИА = 0,05·17963=
1193,044 руб./год.
Следовательно, издержки при использовании системы
равны:
ИЭС = 23860,88 + 1193,044 +6942,35 =
31996,274 руб./год.
Срок окупаемости системы в сравнении с электрокотлом в
зоне децентрализованного теплоснабжения равен:
7.3 Расчёт себестоимости тепловой
энергии, вырабатываемой гибридной системой
Стоимость тепловой энергии, вырабатываемой системой,
включает все затраты за весь период осуществления проекта.
Тогда стоимость т/э определяется по формуле:
, (5.7)
где
ИЭС −годовые издержки при использовании гибридной системы,
руб./год.ГОД − суммарная годовая выработка т/э от системы, кВт∙ч/год.
(см. главу 4).
Себестоимость
т/э, вырабатываемой системой, равна:
С=31996,274/21543,88
= 1,485 руб./кВт·ч
Таким
образом, в ходе оценочного расчета, срок окупаемости капиталовложений
составляет 16лет. Наиболее важными факторами, влияющими на окупаемость проекта
являются:
- стоимость оборудования;
цена за кВт•ч электроэнергии, а также динамика ее роста;
эффективность преобразования солнечной энергии и тепла грунта;
В условиях постоянного роста цен на энергоносители, при грамотном
внедрении проекта, существует потенциал для снижения срока окупаемости.
7.4 Анализ технико-экономических показателей
проекта
Причиной высокого срока окупаемости гибридной
установки автономного теплоснабжения является высокая стоимость ТН и СК, по
сравнению с другими комплектующими станции (рисунок 7.1). Однако на сегодняшний
день наблюдается тенденция падения цен на установки, работающие на
возобновляемых источниках энергии, а так же их повсеместное распространение.
Соответственно, снижение стоимости на комплектующие уменьшит и срок окупаемости
всей системы в целом.
Себестоимость тепловой энергии, вырабатываемая
гибридной системой (1,785 руб./кВт∙ч) очень низкая. По сравнению с
централизованной сетью (1 291,86 руб./Гкал) доказывает, что гибридные системы
рентабельно применять даже при близком расстоянии источника потребления
тепловой энергии от линий электропередачи или централизованного отопления.
8. Безопасность жизнедеятельности
.1 Введение
.1.1 Цель дипломного проекта
Целью данного дипломного проекта является проектирование жилого дома,
общей площадью 108,5 м2, оснащенного автономными источниками горячего
водоснабжения и отопления. Контроль за состоянием работы оборудования системы,
осуществляется автоматически, с периодическими проверками жильцами дома, или
специалистами, устанавливающими данное оборудование.
Исходя из этого, целями данного раздела являются:
• создание комфортных условий обитания человека;
• идентификация воздействий факторов среды обитания на человека;
• разработка мер защиты человека и среды обитания от негативных
воздействий;
• обеспечение безопасности, экологичности техники и технологических
процессов при их проектировании и эксплуатации;
• прогнозирование и оценка индивидуального и социального риска, а также
последствий чрезвычайных ситуаций;
• разработка мер по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных
ситуаций.
В этом разделе рассмотрены характеристики рабочего места
инженера-проектировщика, разрабатывающего проект дома и системы теплоснабжения.
8.1.2 Краткая характеристика объекта
Солнечные коллекторы и тепловой насос размещены в поселке Ключевск,
Свердловская область (сороковой километр Режевского тракта).
Город Екатеринбург находится в зоне умеренно континентального климата с
характерной резкой изменчивостью погодных условий, хорошо выраженными сезонами
года:
средняя температура января - −14 ºC;
средняя температура июля - +19 ºC;
среднегодовая температура - +2,6 °C;
среднегодовая скорость ветра - 3,2 м/с;
среднегодовая влажность воздуха - 71 %;
среднегодовое количество осадков - 498 мм;
8.1.3 Характеристика рабочего места
Рабочее место инженера-проетировщика находится в кабинете площадью 30 м2,
расположенного в здании конструкторского бюро по адресу город Екатеринбург,
улица Большакова 97, 1 этаж.
Выполняемые операции: проведение расчетных и проектировочных работ с
использованием ЭВМ.
Используемые материалы: жидкокристаллический монитор, системный блок,
МФУ, телефон, калькулятор, настольная лампа. Продолжительность нахождения в
помещении не более 8 часов.
8.2 Безопасность проекта
.2.1 Характеристика опасных производственных
факторов и мероприятий по обеспечению травмобезопасности оборудования
В помещении отсутствует оборудование, имеющее движущиеся части являющиеся
источником опасности. Отсутствуют трубопроводы, гидро-, паро-, пневмосистемы,
предохранительные клапаны, и другие элементы, повреждение которых может вызвать
опасность. Оборудование, используемое при работе, не нагревается до
температуры, опасной для здоровья человека.
Помещение оборудовано системой отопления, системой кондиционирования
воздуха, температура воздуха в помещении составляет 22-25°С.
Поверхность пола в помещении ровная, нескользкая, удобная для очистки и
влажной уборки.
8.2.2 Электробезопасность
Данное помещение является нормальным (п. 1.1.6 ПУЭ ), беспыльным (п.
1.1.11 ПУЭ), с нормальной температурой воздуха и с изолирующим полом (половая
доска, покрытая линолеумом). Таким образом, кабинет можно отнести к классу
помещений без повышенной опасности (п. 1.1.13 ПУЭ).
В помещении для питания электропотребителей используется переменное
напряжение U= ~220 В с частотой f =50 Гц.
В помещении предусмотрены основные меры защиты:
изоляция токоведущих проводов осветительных приборов, ноутбука;
недоступность токоведущих проводов осветительных приборов, компьютера;
защитное заземление выполнено согласно ПУЭ.
В качестве заземляющих устройств используется контур, выполненный по
стандартам и подключенный к двум шинам сечением по 280 кв. мм, выведенных по
наружной стене здания к заземляющему устройству, состоящему из 25 оцинкованных
труб длинной по 2,5 м, вбитых в землю у фундамента.
8.3 Гигиеническая оценка условий и характера
труда
.3.1 Освещенность
В дневное время суток освещение помещения осуществляется естественным
образом через оконные проемы в наружных стенах.
Согласно СП 52.13330 - 2011 [28] для IV разряда зрительных работ, к
которому относится работа проектировщика, необходимо, чтобы на рабочем месте
было искусственное освещение 300 лк, КЕО естественного освещения при боковом
освещении 1,5 %.Искусственное освещение комбинированное, помимо общего
освещения предусмотрено и местное.
Эффективность осветительной установки определяют также и качественные
показатели освещенности: цветопередача, пульсация освещенности, показатель
ослепляемости, равномерность распределения яркости. индексом цветопередачи
50-55 и цветовой температурой 3500-3600 К (невысокие требования к цветоразличению).
Таким характеристикам соответствуют лампы типа ЛБ.
Допустимая пульсация освещенности регламентируется в СП 52.13330.2011
[28] коэффициентом пульсации. Для IV разряда зрительной работы его значение не
должно превышать 20 %. Поэтому лампы типа ЛБ необходимо включать по схеме с
искусственным сдвигом фаз для снижения коэффициента пульсации с 24 % до 10,5 %.
Слепящее действие светильников регламентируется в СП 52.13330.2011 [28]
максимально допустимым значением показателем ослеплённости. Для IV разряда
зрительной работы его значение не должно превышать 40.
Равномерность распределения яркости характеризуется отношением
максимальной освещенности к минимальной. Это отношение не должно превышать 3
согласно СП 52.13330.2011 [28] для IV разряда зрительной работы.
Цветопередача определяет влияние спектрального состава излучения
искусственного источника света на воспринимаемый цвет объектов по сравнению с
цветом этих объектов, при освещении этих объектов стандартным источником света.
Оценка цветопередачи источника производится по цветовой температуре и индексу
цветопередачи. Согласно СП 52.13330.2011 [28] при освещенности 300Лк и более
рекомендуется источник света с индексом цветопередачи 50-55 и цветовой
температурой 3500-3600 К (невысокие требования к цветоразличению). Таким
характеристикам соответствуют лампы типа ЛБ.
.3.2 Состояние воздуха рабочей
зоны
Рабочее место по категории проводимых в нем работ относится к категории
Iа. К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч
(до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим
напряжением.
Температура воздуха в помещении, температура рабочей поверхности,
относительная влажность и скорость движения воздуха соответствуют допустимым
нормативам СанПиН 2.2.4.548-96 [22], данные указаны в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочем месте
производственного помещения
Категория работ по уровню энерготрат, Вт
|
Температура воздуха,°С
|
Температура поверхностей,°С
|
Относительнаявлажность,%
|
Скорость движения воздуха,м/с
|
I(а) (до139)
|
23-25
|
22-26
|
40-60
|
0,1
|
В помещениях с ЭВМ обеспечены оптимальные параметры микроклимата.
Сочетание температуры относительной влажности, скорости движения и
запыленности воздуха представляет собой метеорологические условия
производственной среды [22] (таблица 8.2).
Таблица 8.2
Показатели условий труда проектировщика
Название профессии
|
Проектировщик
|
Категория работ
|
Iа
|
Параметры микроклимата:
|
Период года
|
|
Холодный
|
Теплый
|
Температура, оС
|
22-24
|
23-25
|
Относительная влажность, %
|
40-60
|
40-60
|
Скорость воздуха, м/с
|
0,1
|
0,1
|
Теплоизлучение, Вт/м2
|
70
|
Наименование вредного вещества на рабочем месте
|
Нет
|
Наименование энергетического воздействия на среду
|
Ионизирующие излучения, шум, электромагнитные излучения
|
Уровень энергетического воздействия
|
Минимальный
|
Площадь, приходящаяся на одного работающего, факт./норм., м2
|
15/6
|
Для повышения влажности воздуха в помещениях следует применять
увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной
питьевой водой. Помещения должны регулярно проветриваться, что обеспечивает
улучшение качественного состава воздуха, в том числе аэроионный режим.
Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений должны
соответствовать нормам. СанПиН 2.2.4. 1294-03 [32].
Таблица 8.3
Уровни ионизации воздуха помещений при работе на видеодисплейном
терминале и персональной ЭВМ
Уровни
|
Число ионов в 1 см3 воздуха
|
|
п +
|
п -
|
Минимально необходимые
|
400
|
600
|
Оптимальные
|
1500-3000
|
3000-5000
|
Максимально допустимые
|
50000
|
50000
|
8.3.3 Виброакустические факторы
Установленное оборудование в нормальном режиме эксплуатации создает
невысокий уровень шума, который не превышает 70 дБА, что соответствует
значениям, установленным СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [23] для напряженности трудового
процесса средней степени при легкой физической нагрузке в соответствии с
таблицей 4.
Согласно государственному стандарту нормируемой шумовой характеристикой
рабочих мест при постоянном шуме являются уровни звука и звуковых давлений в
децибелах в октавных полосах.
Таблица 8.4
Эквивалентный уровень звука
Вид трудовой деятельности, раочее место
|
Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами, Гц.
|
Уровни звука и эквивалент-ные уровни звука (в дБА)
|
|
31,5
|
63
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
8000
|
|
Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и
акустическими сигналами; работа, требующая постоян-ного слухового контроля;
операторская работа по точному графику с инструк-цией; диспетчерская работа.
Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, каби-нетах и помещениях
наблюдения и дистанционного уп-равления с речевой связью по телефону;
машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных
станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на
вычислительных машинах
|
96
|
83
|
74
|
68
|
63
|
60
|
57
|
55
|
54
|
65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уровень вибрации также не превышает значений по СН 2.2.4/2.1.8.566-96
[23] категории 3, тип «б» - вибрация на рабочих местах, где нет машин,
генерирующих вибрацию - приведенных в таблице 8.5.
Таблица 8.5
Предельно допустимые значения вибрации рабочих месткатегории 3 -
технологической типа «б»
Среднегеометрическиечастоты полос, Гц
|
Предельно допустимые значения по осям
|
|
виброускорения
|
виброскорости
|
|
м/с
|
дБ
|
м/c·10
|
дБ
|
|
1/3 окт.
|
1/1 окт.
|
1/3окт.
|
1/1 окт.
|
1/3 окт.
|
1/1 окт.
|
1/3 окт.
|
1/1 окт.
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения
и их уровни
|
|
0,04
|
|
92
|
|
0,079
|
|
84
|
8.3.4 Защита от электромагнитных и ионизирующих
излучений
Воздействие таких полей вызывает изменение обмена веществ на клеточном
уровне. Переменные электромагнитные поля вызывают колебания ионов в
человеческом организме.
В условиях помещения для проектирования оснащенного ЭВМ основным
источником электромагнитных излучений является монитор. Стандарты на
производство современных мониторов не допускают их изготовление с высоким
электромагнитным излучением. На данном рабочем месте используется
жидкокристалический монитор SAMSUNG, являющейся мировым лидером по продажам и
уровню защиты от электромагнитных излучений.
Таблица 8.6
Временные допустимые уровни ЭМП,с оздаваемых ПЭВМ на рабочих местах
Наименование параметров ВДУ
|
Напряженность электрического поля
|
В диапазоне частот 5 Гц-2 кГц
|
25 В/м
|
|
В диапазоне частот 2 кГц-400 кГц
|
2,5 В/м
|
Плотность магнитного потока
|
В диапазоне частот 5 Гц-2 кГц
|
250 нТл
|
|
В диапазоне частот 2 кГц-400 кГц
|
25 нТл
|
Напряженность электрического поля
|
15 кВ/м
|
8.3.5 Эргономичность рабочего места
Рабочее место соответствует требованиям ГОСТ 12.2.032-78[41]. Конструкция
рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденья, средства
отображения информации, органов управления) соответствуют антропометрическим,
физиологическим и психологическим особенностям конкретного работника, а также
характеру выполняемой работы. Конструкция рабочей мебели (столы, кресла,
стулья) в учебной комнате обеспечивают возможность индивидуальной регулировки
соответственно росту работающего и создают удобную позу. Часто используемые
предметы труда (письменные принадлежности, калькулятор, учебная и научная
литература и др.) располагаются в оптимальной рабочей зоне, на одном расстоянии
от глаз работающего. Все это помогает снизить утомляемость, повысить производительность.
В целях обеспечения безопасности работающих предлагается рациональное
размещение оборудования согласно СанПиН 2.2.4.1191-03.
Таблица 8.7
Классы условий труда по показателям напряженности трудового процесса
Показатели напряжённости
|
Характеристика показателя напряжённости
|
Класс усл. труда
|
Интеллектуальные нагрузки
|
Содержание работы
|
Эвристическая деятельность, требующая решения алгоритма,
единоличное руководство в сложных ситуациях
|
3.2 вредный 2 степени
|
Восприятие сигналов (информации) и их оценка
|
Восприятие сигналов с последующим сопоставлением
фактических значений параметров с их номинальными значениями. Заключительная
оценка фактических значений параметров
|
3.1 вредный 1 степени
|
Распределение функций по степени сложности задания
|
Обработка, выполнение задания и его проверка
|
2 доп.
|
Характер выполняемой работы
|
Работа по установленному графику с возможной его коррекцией
по ходу деятельности
|
2 доп.
|
Сенсорные нагрузки
|
Длительность сосредоточенного наблюдения (% времени смены)
|
до 25
|
1 опт.
|
Плотность сигналов (световых, звуковых) и сообщений в
среднем за 1 час работы
|
до 75
|
1 опт.
|
Размер объекта различения (при расстоянии от глаз
работающего до объекта различения не более 0,5 м) в мм
|
более 5 мм - 100 %
|
1 опт.
|
Нагрузка на слуховой анализатор (при производственной
необходимости восприятия речи или дифференцированных сигналов)
|
Разборчивость слов и сигналов от 100 до 90 %. Помехи
отсутствуют
|
1 опт.
|
Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов,
наговариваемое в неделю)
|
до 16
|
1 опт.
|
Эмоциональные нагрузки
|
Степень ответственности за результат собственной
деятельности. Значимость ошибки
|
Несет ответственность за выполнение отдельных элементов
заданий. Влечет за собой дополнительные усилия в работе со стороны работника
|
1 опт.
|
Степень риска для собственной жизни
|
Исключена
|
1 опт.
|
Количество конфликтных ситуаций, обусловленных
профессиональной деятельностью, за смену
|
Отсутствуют
|
1 опт.
|
Степень ответственности за безопасность других лиц
|
Исключена
|
1 опт.
|
Продолжительность (в сек) выполнения простых заданий или
повторяющихся операций
|
100-25
|
2 доп.
|
Время активных действий (в % к продолжительности смены). В
остальное время - наблюдение за ходом производственного процесса
|
20 и более
|
1 опт.
|
Монотонность производственной обстановки (время пассивного
наблюдения за ходом техпроцесса в % от времени смены)
|
Менее 75
|
1 опт.
|
Режим работы
|
Фактическая продолжительность рабочего дня
|
6-7 ч
|
1 оптимальный
|
Сменность работы
|
Односменная работа (без ночной смены)
|
1 опт.
|
Наличие регламентированных перерывов и их продолжительность
|
Перерывы регламентированы, достаточной продолжительности: 7
% и более рабочего времени
|
1 опт.
|
Так как только два показателя отнесены к 3.1, 3.2 степени вредности, а
остальные показатели имеют оценку 1-го и 2-го классов, то напряженность труда
относится ко 2 классу «допустимый».
8.4 Пожарная безопасность
.4.1 Определение категории помещения
В соответствии с СП 12.13130-09 [27], рабочее место соответствует
категории В1 - В4, так как присутствуют твердые горючие и трудногорючие вещества
и материалы способные при взаимодействии с кислородом воздуха или друг с другом
только гореть. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется
путем сравнивания максимального значения удельной временной пожарной нагрузки
(далее - пожарной нагрузки) в лаборатории с величиной пожарной нагрузки,
приведенной в таблице 8.8
Таблица 8.8
Категории помещения по пожароопасности
Кат. помещения
|
Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж•м-2
|
В1
|
Более 2200
|
В2
|
1401-2200
|
В3
|
181-1400
|
В4
|
1-180
|
При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь)
горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и
материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q МДж,
определяется по формуле:
(8.1)
где Gi - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; - низшая теплота сгорания i-го
материала пожарной нагрузки, МДж·кг-1.
Удельная пожарная нагрузка g определяется из соотношения
(8.2)
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее
10м2).
Материалы пожарной нагрузки, имеющиеся в помещении, их массы и низшая
теплота сгорания приведены в таблице 8.9.
Таблица 8.9
Материалы пожарной нагрузки, имеющиеся в помещении
Материал
|
Общая масса G
|
Низшая теплота сгорания Q
|
Древесина(бруски)
|
30
|
13,8
|
Древесина(мебель)
|
150
|
13,8
|
Бумага(книги, журналы)
|
420
|
13,4
|
Резина
|
25
|
33,52
|
Органическое стекло
|
15
|
27,6
|
Офисное помещение можно оценить:
S = 30 м2
Таким
образом, по пожарной нагрузке помещение относится к категории В3 [27].
В
соответствии с ППБ 01 - 03 помещение оснащено порошковым огнетушителем
вместимостью 10л (1 шт.)
Во
избежание пожара нужно предотвратить перегрев оборудования и проводки в
распределительном шкафу. Этого можно достичь, предусмотрев в конструкции шкафа
вентиляционные отверстия.
При
возгорании постороннего предмета применяются первичные средства пожаротушения
(ящик с песком, огнетушитель, ведро с водой).
8.4.2 Мероприятия по противопожарной защите
1.
Территория должна быть оборудована средствами пожаротушения согласно правилам
пожарной безопасности. Огнетушитель выбирают по классу пожара. В данном случае
класс пожара В3. Сигнализация о возникновении пожара в помещении не
предусмотрена.
.
Обеспечение легкого доступа к средствам пожаротушения.
.
При обнаружении пожара или признаков горения необходимо немедленно сообщить об
этом в пожарную охрану, принять по возможности меры по тушению огня, эвакуации
людей и сохранности материальных ценностей;
Необходимо
немедленно отключить электроэнергию, остановить работу вентиляции в аварийном и
смеженном с ним помещениях, выполнить другие мероприятия, способствующие
предотвращению развития пожара и задымления здания.
В
помещении имеется план эвакуации, представленный на рисунке 8.1.
План
эвакуации 1 этажа здания
Рисунок
8.1
.4.3 Устройство молниезащиты зданий и сооружений
Комплекс
защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей,
сохранности зданий от взрывов, загораний и прямых попданий молний, называется
молниезащитой. Для приема электрического разряда и отвода токов молнии в землю
служат специальные устройства - молниеотводы [29]. В здании, где находиться
рассматриваемое помещение молниеотвод состоит из несущей части (опоры),
молниеприемника, непосредственно воспринимающего удары молнии, токоотвода,
соединяющего молниеприемник с заземлителем для отвода тока в землю.
Молниеприемники изготовлены из стали (окрашены): стержневой - сечением 150 мм2
и длиной 300 мм2 и тросовый (много проволочный оцинкованный трос) -
сечением не менее 50 мм2.
8.4.4 Чрезвычайные ситуации
Возможные
чрезвычайные ситуации, а также способы их предотвращения представлены в таблице
8.10.
Таблица
8.10
Возможные
чрезвычайные ситуации, а также способы их предотвращения
Наименование аварийной ситуации
|
При каких условиях возможна аварийная ситуация
|
Возможное развитие аварии
|
Способы и средства предотвращения аварии
|
Методы по локализации аварии
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Пожар в помещении
|
1.Неисправность электрооборудования 2.Сильный перегрев
|
Возгорание оборуд., здания, близ расположенных
|
1.Вызов пожарной охраны 2.До приезда пожарных
|
1.Эвакуация персонала 2.Полное отключение эл-ва.
|
|
установки 3.Попадание молнии
|
сооружений, травмы сотрудников
|
тушение подручными средствами (огнету-шитель)
|
3.Тушение пожара подручными средствами 4.Немедлен-ный вызов
пожарной охраны
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вопросами ЧС занимается Управление ГОЧС Чкаловского района.
Наводнение. Производится эвакуация работников в незатопляемые районы,
руководство принимает комиссия по чрезвычайным ситуациям Управления ГОЧС
Чкаловского района, проводится комплекс работ по спасению людей, оказавшихся в
зоне затопления.
Наиболее эффективные методы борьбы с наводнениями - своевременная
расчистка русел рек ото льда и заторов, устройство водохранилищ,
струенаправляющих насыпей и защитных дамб.
Пожар. Наиболее вероятной чрезвычайной ситуацией является пожар. При
обнаружении первых признаков пожара осуществляется эвакуация работников в
безопасное место. При тушении пожара использовать огнетушители, пожарные краны,
воду, песок, средства индивидуальной защиты, руководит эвакуацией комиссия по
чрезвычайным ситуациям Чкаловского района.
8.5 Выводы
Рабочее место соответствует требованиям нормативных актов по следующим
критериям:
микроклимат (СанПиН 2.2.4.548-96);
искусственное освещение (СП 52.13330.2011);
электробезопасность (ГОСТ 12.2.032-78);
пожарная безопасность (СП12.13130.09, ФЗ №123
Технический регламент «О требованиях пожарной безопасности»);
уровень шума (СН 2.2.4/2.1.8.562-96);
уровень вибрации (СН 2.2.4/2.1.8.566-96);
естественное освещение (СП 52.13330.2011).
9. Природопользование и охрана окружающей среды
Полная безопасность эксплуатации солнечных коллекторов и теплового насоса
- отсутствие шума и выбросов в атмосферу и почву, совместимость с
сельскохозяйственным производством и домашним хозяйством. При эксплуатации
установки отрицательное воздействие на окружающую среду и людей возникает
только в чрезвычайных ситуациях.
Частое использование установки приводит к эквивалентному снижению расхода
органического топлива и соответствующему снижению загрязнения окружающей среды
от его сжигания.
Технологические процессы, оборудование и вентиляция в рабочем помещении
не оказывают неблагоприятного воздействия на атмосферный воздух, так как
отсутствуют выбросы загрязняющих веществ.
Так как рабочее помещение не является источником воздействия на среду
обитания и здоровье человека, то санитарная зона не предусматривается.
9.1 Основные источники загрязнения окружающей
среды
сточная канава;
отходы производства и потребления;
Применяемые и рекомендуемые мероприятия по повышению экологической
безопасности проекта.
) Канализация, оборудованная очистными сооружениями в соответствии с
требованиями СНиП 2.04.08-85. В составе очистных сооружений должны быть
предусмотрены:
устройства для равномерного распределения сточных вод и осадка между
отдельными элементами сооружений, а также для отключения сооружений, каналов и
трубопроводов на ремонт, для опорожнения и промывки;
устройства для измерения расходов сточных вод и осадка;
аппаратура и лабораторное оборудование для контроля качества поступающих
и очищенных сточных вод.
Степень очистки сточных вод определяется в зависимости от местных условий
и с учетом возможного использования очищенных сточных вод и поверхностного
стока для производственных или сельскохозяйственных нужд.
) В соответствии с СП 2.1.7.1322-03 временное складирование отходов производства
и потребления производится на открытых, специально оборудованных для этого
площадках. Периодичность вывоза накопленных отходов регламентируется
установленными лимитами накопления отходов производства и потребления.
Перевозка отходов к вспомогательным производствам и на полигоны складирования
осуществляются специально оборудованным транспортом основного производителя или
специализированных транспортных фирм.
Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов (с изменениями
на 30 июля 2003 года) имеется два типа отходов:
• 57101300 13 00 5 Шланги пластмассовые, потерявшие потребительские
свойства (позиция дополнительно включена со 2 сентября 2003 года приказом МПР
России от 30 июля 2003 года N 663);
• 94900000 00 00 0 Отходы от водоэксплуатации.
Согласно каталогу опасными являются только шланги пластмассовые,
потерявшие потребительские свойства, они принадлежат V классу опасности.
Эколого-экономическое обоснование параметров исследуемой гибридной
автономной системы теплоснабжения следует производить с учетом экологической
сопоставимости альтернативных вариантов. Обеспечение экологической
сопоставимости энергетических объектов подразумевает (по аналогии с
энергетической сопоставимостью, когда приравниваются мощности и выработка
электроэнергии) приравнивание экологических воздействий и последствий. При
сравнении разных типов автономных систем энергоснабжения с равными
энергетическими показателями экологические воздействия и последствия их в
натуральных показателях будут различными.
При сопоставлении системы электроснабжения с другими источниками
децентрализованного энергоснабжения следует принимать во внимание следующие
природоохранные достоинства:
простая эксплуатация, включающая возможность полной автоматизации
обслуживания;
минимальное влияние на окружающую природную среду.
9.2 Выводы
Гибридная установка, предназначенная для выработки тепловой энергии,
является нейтральной по отношению к окружающей среде (т.к. не приходится
говорить об экономии традиционного топлива из-за ее малой мощности), экологически
чистой, обеспечивающей безопасность человека при эксплуатации станции согласно
ГОСТам и СНиПам.
Заключение
В ходе дипломного проектирования были решены следующие задачи:
рассмотрен вопрос о состоянии отрасли солнечных коллекторов
проанализированы режимы работы действующих гелиосистем;
проанализированы режимы работы тепловых насосов;
рассмотрены различные виды теплоизоляционных материалов;
произведен расчет энергетических показателей (потребностей)
энергоэффективного дома для данных условий (географических координат);
осуществлен выбор теплоизоляционных материалов, типа и количества
солнечных коллекторов, а также теплового насоса;
расчитаны необходимые характеристики солнечных коллектров и теплового
насоса
произведен расчет теплого пола, как единственного источника отопления в
доме;
выполнен расчет затрат дома на тепловую энергию за год по данным
теплопотерям и затратам на ГВС;
осуществлен расчет основных технико-экономических показателей
рассмотрен вопрос о безопасности рабочего места инженера-проектировщика;
произведена оценка возможных чрезвычайных ситуаций и влияния гибридной
системы на экологическую обстановку.
Что позволит обеспечить круглогодичное отопление и гвс Разработанный
проект предложен для внедрения в частном жилом доме, в поселке Ключевск,
Свердловской области. Согласно данному проекту, круглогодичное ГВС и отопление
осуществляется с помощью солнечных коллекторов INISO NEO 2.1, площадью 3м2
и теплового насоса фирмы NIBE модель F1145-6 …..
Список литературы
1. Самарин
О.Д., Васин П.С., Зайцев Н.Н., Гарифуллин Р.Ф., Загорцева Н.В. Оценка
энергоэффективности зданий и сравнительная эффективность энергосберегающих
мероприятий. Сб. докл. конф. РНТО строителей, 2004, с. 56-60.
2. <http://www.ppu21.ru/article/107.html?mc=151>
3. <http://www.know-house.ru/waterproofing/>
. Ведомственные строительные
нормы ВСН 52-86. «Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы
проектирования».
. Ведомственные строительные
нормы ВСН 56-87. «Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий
и сооружений. Нормы проектирования».
. ГОСТ 28310-89 Коллекторы
солнечные. Общие технические условия. М.: Госстандарт, 1999.
. Матвеев А. В., Пахалуев В.
М., Щеклеин С. Е. Применение искусственного освещения при теплотехнических
испытаниях солнечных коллекторов // Энергосбережение: состояние и перспективы:
Труды VIII Всероссийского совещания-выставки по энергосбережению, Екатеринбург,
20-21 марта 2007 г., ООО «РИА «Энерго-Пресс», Екатеринбург, 2007 г. 110 - 112
с.
. Матвеев А. В., Щеклеин С.
Е. Особенности использования солнечного коллектора в Уральской климатической
зоне // Перспективные энергетические технологии. Экология. Экономика,
безопасность и подготовка кадров. Сборник научных трудов, Екатеринбург, 2006.
150 -153 с.
. Матвеев А. В., Пахалуев В.
М., Щеклеин С. Е. Модель расхода теплоносителя солнечного коллектора в режиме
естественной циркуляции // Энергосбережение: состояние и перспективы: Труды
VIII Всероссийского совещания-выставки по энергосбережению, Екатеринбург, 20-21
марта 2007 г., ООО «РИА «Энерго-Пресс», Екатеринбург, 2007 г. 112 - 113 с.
. Безруких П. П., Арбузов Ю.
Д., Борисов Г. А., Виссарионов В. А., Евдокимов В. М., Малинин Н. К., Огородов
Н. В., Пузаков В. Н., Сидоренко Г. И., Шпак А. А. Ресурсы и эффективность
использования возобновляемых источников энергии в России // СПб, Наука, 2002.
314 с.
. Виссарионов В. И., Дерюгина
Г. В., Кривенкова С. В., Кузнецова В. А., Малинин Н. Г. Расчет ресурсов
солнечной энергетики // Учебное пособие, Москва, издательство МЭИ, 1998 г. 59
с.
. СНиП 23-02-2003-«Тепловая
защита зданий»
. СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
. http://www.
Teplovie-nasosi.com.ua - Официальный Интернет-сайт фирмы ООО "Тепловые
насосы", 2010
. Тепловые насосные установки
// Журнал "Мир климата", №32, 2008
.
http://www.sm-okna.ru/production/steklopak/
. http://www. Noviterm.com.ua
- Официальный Интернет-сайт фирмы "Новитерм"
.
http://www.economic-energy.com.ua - Официальный Интернет-сайт фирмы
"Компания ASOTEL(г.Харьков)",2010
. СНиП II-3-79• «Строительная
теплотехника»
. СП 60.13330.2012
"Отопление, Вентиляция и Кондиционирование"
. Рей Д., Макмайкл Д.
Тепловые насосы: Пер. с англ. - М.:Энергоиздат, 1982. - 224 с.
. СанПиН 2.2.4.548-96
«Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»
. СН 2.2.4/2.1.8.566-96
«Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
. СанПиН 2.2.2. 542-96
"Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы"
. ГОСТ 30403-96
"Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности"
. НПБ 105-03
"Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по
взрывопожарной и пожарной опасности"
. СП 12.13130.2009
«Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной
и пожарной безопасности».
. СП 52.13330.2011 СНиП
23-05-95• «Естественное и искусственное освещение».
. ГОСТ 12.1.030-81
«Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление»
. СНиП 21-01-97 «Пожарная
безопасность зданий и сооружений»
. СНиП 2.04.01-85
"Внутренний водопровод и канализация зданий"
. СанПиН 2.1.7.1322-03
"Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов
производства и потребления"
. Федеральный
классификационный каталог отходов.
. Еремкин А.И., Королева Т.И.
Экономика энергосбережения в системах отопления вентиляциии кондиционирования.
- М.:Издательство: ассоциации строительных вузов, 2008 г. - 184 с.
. Макаров А.А. Перспективы
развития энергетики России // Вестник РАН. 2009 №3.
. Тепловые насосные установки
// Журнал "Мир климата", №32, 2008
. «Руководящие материалы по
проектированию электроснабжения сельского хозяйства». - М., Сельэнергопроект,
1981.
38.
Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, 2009.
Похожие работы на - Проект энергообеспечения энергоэффективного дома для климатических условий города Екатеринбурга
|