министерство образования и науки украины

Запорожская государственная инженерная академия

кафедра энергетического менеджмента

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По курсу: «Энергосбережение в технологических установках»

Тема: «Многоэтажный жилой дом с автономным тепло- и горячим водоснабжением»

Выполнил ст. гр. ЕМ-10зм Балюлин А.Г.

Принял доцент Лохматов А.Г.

г. Запорожье

2010 г.

Типовой единицей ЖКХ является жилой дом. Например, пятиэтажный трёхподъездный жилой дом размерами 15 × 90 м с количеством жильцов 225 чел. в г. Киеве. Такой дом является наиболее характерным для больших и малых городов Украины. Расход тепла для отопления (180 дней) составляет 0.493 ГДж / (м2 ∙ год), что соответствует мощности отопления Nот =201,1 кВт. Норма горячего водоснабжения (ГВС) 105 л / (чел ∙сут), которая соответствует Nг.в. = 54,7 кВт.

Энергия солнечной радиации, достигающая поверхности земли в Киеве составляет 1387 кВт*ч/м2 за год, за 6 тёплых месяцев – 1026 кВт*ч/м2, а это 74 % от общегодовой (по данным на 2000 год). Очевидно, что для использования избытка тепла летних месяцев в зимний период необходимо долговременное аккумулирование теплоты. Для этого лучше всего подходит грунтовой массив, который обеспечивает почти полное извлечение тепловой энергии. Аккумуляция – разрядка осуществляется при помощи системы грунтовых теплообменников, размещённых в буровых скважинах. При извлечении теплоты их температура поднимается тепловыми насосами (ТН) до необходимого уровня. Т. к. 26 % общегодового поступлення солнечной радиации приходится на 6 холодных месяцев года, то имеет смысл использовать и её.

Технические решения выглядят так (рис.1). Крыша заменяется солнечными коллекторами (СК) 1 и 2. Коллекторы 9 устанавливаются и на козырьках крыши (возможен вариант установки в стене). Под средней секцией дома располагается система грунтовых теплообменников 5, которые образуют теплообменный массив 6. Чтобы уменьшить глубину бурения скважин под теплообменник можно установить теплоизоляционный щит 4. В подвальном помещении средней секции дома монтируется распределяющая система пучка грунтовых теплообменников и необходимое насосное 7 и теплонасосное 8 оборудование, а также круглосуточная регулирующая ёмкость горячего водоснабжения (ГВС) 3.

Рис.1 Разрез жилого дома:

1,2,9 – солнечные коллекторы; 3 – ёмкость ситемы ГВС; 4 – теплоизоляционный щит; 5 – грунтовые теплообменники; 6 – грунтовый аккумулятор; 7 – гидравлический насос; 8 – тепловой насос.

Принципиальная схема теплоснабжения дома (рис.2) разделяется на 3 подсистемы:

а) грунтового аккумулирования, которое включает элементы оборудования 1-3-14-12-1;

б) разрядки аккумулятора с элементами 1-14-12-1, которая обеспечивает теплоснабжение для отопления;

в) ГВС 3-4-5-15-3.

Переход от аккумулирования к разрядке и обратно осуществляется управлением регулирующими вентилям 2 и 13. Эти подсистемы обеспечивают функционирование системы отопления 9-10-11-8-9 и системы ГВС 7-16-15-6-7.

Рис. 2 Схема теплоснабжения жилого дома:

1 – грунтовый аккумулятор; 2 – регулирующие вентили; 3 – солнечные коллекторы; 4 – ёмкость теплосистемы ГВС; 5 – насос теплосистемы ГВС; 6 – ёмкость системы ГВС; 7 – система ГВС; 8 – ёмкость системы отопления; 9 – система отопления; 10 – насос системы отопления; 11 – тепловой насос системы отопления; 12 – насос системы аккумулирования – разрядки; 13 – регулирующие вентили; 14 – ёмкость системы аккумулирования – разрядки; 15 – тепловой насос системы ГВС; 16 – насос системы ГВС.

Для максимального извлечения полученной СК теплоты необходимо стремиться получить температуру промежуточного теплоносителя равной температуре окружающего воздуха. ............