Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра ТГВ
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Використання вторинних джерел енергії
Група:
ТГВ-41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра ТГВ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи
з курсу:
«Використання вторинних джерел єнергії»
«Розрахунок теплонасосної установки однородинного будинку»
Львів - 2008
Вступ
Характеристика установки
Проектується житловий будинок в м. Миколаїв розміром в плані 11,25х8,5 м, для однієї сім’ї , з 5 чоловік. Будинок складається з 2-х поверхів і містить 8 кімнат . Запроектовано систему з активним використанням грунтової енергії .
Ємнісний водонагрівач Vitocell-V 300 з об’ємом 500 л, який виконує функції теплообмінника і подає гарячу воду до споживачів, гарячу воду на систему спалення, здійснює теплообмін між теплоносієм грунтового контуру та контуру споживача.
Тепловий насос россіл/вода марки Vitokal 300 тип BW з допомогою якого використовується теплова енергія зазвичай не використовуваних джерел тепла. В даному випадку цей процес буде проходити за допомогою теплової енергії грунтових вод та грунту. Цей тепловий насос марки Vitokal 300 тип BW комплектується електроприводом для опалення і приготування гарячої води в моно- і бівалентних опалювальних установках.
Допоміжний елемент системи – циркуляційний насос Wilo
який забезпечує циркуляцію системи з урахуванням загальної витрати і втрат тиску в системі.
Діаметри з’єднувальних труб 15х1 мм . Для вилучення пари з системи в робочій фазі та для передбачення підвищення надлишкового тиску в системі встановлюємо розширювальний бак для россольного контура, об’ємом 12 л.
Дана установка характеризується цілорічним використанням без дублюючого джерела тепла , використовується для опалення будинку , забезпечує ГВ мешканцям будинку. Зміст
Вступ………………………………………………………………………….…3
1. Кліматологічні дані місця будівництва………………………………….…4
2. Прийняття огороджуючих конструкцій………………………………… ...5
3. Розрахунок тепловтрат будинку……………………………………………7
4. Специфікація радіаторів...………………………………………………….10
5. Розрахунок параметрів грунтового колектора…………………………....11
6. Підбір і встановлення водонагрівача………………………………………12
7. Підбір мембранного розширювального баку……………………………...13
Література………………………………………………………………………
Кліматологічні дані міста будівництва
Для міста будівництва – м. Миколаїв виписуємо з [1] такі розрахункові параметри зовнішнього повітря:
абсолютно мінімальна -30 °С;
найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 -20 °С;
кількість градусо-діб обігрівального періоду, г-д 2805 г-д.
За кількість градусо-діб визначаємо температурну зону м. Миколаїв - III температурна зона.
Для III температурної зони згідно з додатком 4 [2] визначаю нормативні значення опору теплопередачі зовнішніх огороджувальних конструкцій:
- зовнішньої стіни Rз.с =1,9 (м² *°C)/Вт,
- вікна і балконні двері Rвк. = 0,44 (м² *°C)/Вт,
- горищного перекриття Rг.п=2,4 (м² *°C)/Вт,
- перекриття над холодними підвалами із світловими отворами в стінах
Rп.п=2,2 (м² *°C)/Вт.
Визначаємо коефіцієнти теплопередачі відповідних захищень за формулою :
К=1/R,
тоді
Кз.с = 1/ Rз.с. = 0,53 Вт/( м² *°C),
Квк = 1/ Rвк. = 2,38 Вт/( м² *°C),
Кг.п = 1/ Rг.п = 0,42 Вт/( м² *°C),
Кп.п = 1/ Rп.п = 0,45 Вт/( м² *°C),
Кз.д = 0,6 ·Rз.с. = 0,88 Вт/( м² *°C).
Приймаємо такі огороджуючі конструкції
1. Складний розчин(пісок, вапно, цемент)
(0=1700 кг/м3; (=0,70 Вт/(м( ºC)
s= 8,95 Вт/(м2(ºC); (=0,098 мг/(м (год( Па)
2. Цегляна кладка із цегли керамічної
багатощільової на цементно-піщаному
розчині
(0=1200 кг/м3; (=0,47 Вт/(м( ºC)
s= 6,16Вт/(м2(ºC); (=0,17 мг/(м(год(Па)
3. Пінополістирол
(0=40 кг/м3; (=0,041 Вт/(м( ºC)
s=0,41 Вт/(м2(ºC); (=0,05 мг/(м(год(Па)
4. Листи гіпсові обшивальні(сухий тиньк)
(0=800 кг/м3; (=0,19 Вт/(м(ºC)
s= 3,34 Вт/(м2(ºC); (=0,075 мг/(м(год(Па)
в) Підлогове перекриття в кімнатах
1. Сосна поперек волокон
(0=500 кг/м3; (=0,09 Вт/(м(ºC)
2. Бітуми нафтові будівельні
(0=1400 кг/м3; (=0,27 Вт/(м(ºC)
3. Цементно-піщана стяжка
(0=1600 кг/м3; (=0,47 Вт/(м(ºC)
4. Жорсткий пінополіуретан (0=40 кг/м3; (=0,029 Вт/(м(ºC)
5. Два шари толю (0=600 кг/м3; (=0,17 Вт/(м(ºC)
6. Ніздрюватий бетон
(0=1000 кг/м3; (=0,29 Вт/(м(ºC)
7. Пісок будівельний
(0=1600 кг/м3; (=0,35 Вт/(м(ºC)
в) Підлогове перекриття в санвузлі
1. Керамічна плитка
(0=500 кг/м3; (=0,14 Вт/(м( ºC)
2. Бітуми нафтові будівельні
(0=1400 кг/м3; (=0,27 Вт/(м(ºC)
3. Цементно-піщана стяжка
(0=1600 кг/м3; (=0,47 Вт/(м(ºC)
4. Жорсткий пінополіуретан (0=40 кг/м3; (=0,029 Вт/(м(ºC)
5. Два шари толю (0=600 кг/м3; (=0,17 Вт/(м(ºC)
6. Ніздрюватий бетон
(0=1000 кг/м3; (=0,29 Вт/(м(ºC)
7. Пісок будівельний
(0=1600 кг/м3; (=0,35 Вт/(м(ºC)
г) Горищне перекриття
1. Цементно-піщана стяжка
(0=1600 кг/м3; (=0,47 Вт/(м(ºC)
2. Мінеральна вата
(0=80 кг/м3; (=0,045 Вт/(м(ºC)
3. Щитовий накат
(0=500 кг/м3; (=0,09 Вт/(м(ºC)
4. Повітряний прошарок
(0=1,2 кг/м3; (=0,023 Вт/(м(ºC)
5. Цементно-піщаний розчин
(0=1800 кг/м3; (=0,76 Вт/(м(ºC)
д) Покриття
1.металочерепиця
2.лати 50×50 мм крок 300 мм
3.контррейка 50×30 мм
4.гідроізоляція
5.дощатий настил 25 мм
6.кроква 80×150 мм
7.утеплювач 150мм
8.паробар’єрна плівка
9.брусок 40×40 крок 500 мм
10.підшивка – гіпсокартон
Тепловтрати через зовнішні захищення
Втрати через зовнішні захищення:
Qзз = kз .з·Fз.з·(tв – tз )·n, Вт;
kз ст – коефіцієнт теплопередачі стіни будинку, Вт/(м3 оС),
n – коефіцієнт, який зменшує розрахункову різницю температур (tв – tз);
Тепловтрати через зовнішні захищення вираховую і заношу в таблицю1.
Таблиця1
№
При-
мі-щен-
ня
Назва
примі-
щеня
і його
tв
Огорожа приміщення
К, Вт/(м2*К)
(tв- tз.а)*n
Qo,
Вт
Додат.
Qроз,
Вт
Назва
Орієнтація за сторонами світу
Розміри,
axb, м
F,
м2
Орієнт.
інші
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
101
Прихо-
Жа
tв=16оС
З.ст
Пд
3,6*3,44
10,78
0,53
(16-(-20))*1
210
-
-
210
З.дв
Пд
0,8*2
1,6
0,88
(16-(-20))*1
50
0,22*8,16
140
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
130
∑
480
102
Кухня
tв=16оС
З.ст
Пн
4,82*3,44
16,58
0,53
(16-(-20))*1
320
10
5
370
З.ст
Зх
9,12*3,44
25
0,53
(16-(-20))*1
480
5
5
530
З.ст
Пд.
5,64*3,44
19,4
0,53
(16-(-20))*1
370
-
5
390
З.дв
Зх
1,6*2*2
6,4
0,88
(16-(-20))*1
200
5
1,8
580
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
550
В
Пн
1,5*1,5
2,25
1,74
(16-(-20))*1
140
10
5
160
В
Пд.
1*1,5*2
3
1,74
(16-(-20))*1
190
-
5
200
∑
2780
103
Спаль-ня
tв=18оС
З.ст
Пн
3,5*3,44
12,04
0,53
(18-(-20))*1
240
10
-
260
В
Пн
1,5*1,5
2,25
1,74
(18-(-20))*1
150
10
-
170
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
150
∑
580
104
Спаль-ня
tв=18оС
З.ст
Пн
3,95*3,44
13,59
0,53
(18-(-20))*1
270
10
5
310
З.ст
Сх.
3,73*3,44
12,83
0,53
(18-(-20))*1
260
10
5
300
В
Пн
1,5*1,5
2,25
1,74
(18-(-20))*1
150
10
5
170
В
Сх.
1,2*1,5
1,8
1,74
(18-(-20))*1
120
10
5
140
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
170
∑
1090
105
Ванна
tв=18оС
З.ст
Сх.
3,14*3,44
10,8
0,53
(22-(-20))*1
240
10
5
280
З.ст
Пн
3,06*3,44
10,53
0,53
(22-(-20))*1
230
-
5
240
В
Пн
1*1,5*2
3
1,72
(22-(-20))*1
220
-
5
230
Пер
-
2,62*2,5+2,55*2,5-1,6
11,32
1,72
(22-16)*1
120
-
-
120
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
105
Дв
-
0,6*2
1,2
2,86
(22-16)*1
20
-
-
20
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
120
∑
1010
106-
201
Кори-дор
tв=16оС
З.ст
Сх.
2,25*6,24
14,04
0,53
(16-(-20))*1
270
10
-
300
В
Сх.
1,2*1,5
1,8
1,74
(16-(-20))*1
110
10
-
120
П.п
-
-
-
-
-
-
-
-
140
Г.п
-
6,12*2,25
13,8
0,42
36*0,9
190
-
-
190
∑
750
203
Спаль-ня
tв=18оС
З.ст
Пн
1*3,5+2
5,5
0,53
(18-(-20))*1
110
10
-
120
В
Пн
1,5*1,5
2,25
1,74
(18-(-20))*1
150
10
-
170
Г.п
-
3,5*1,4+ 1,84*1,58
7,8
0,42
38*0,9
110
-
-
110
Пок
Пн
0,95*0,4*2+1,6*1*2
3,96
0,53
(18-(-20))*1
80
20
-
100
∑
500
202
Віталь-ня
tв=18оС
Г.п
-
5*4,75+ 1,5*4,2
30,05
0,42
38*0,9
430
-
-
430
З.ст
Пн
4,8*1
4,8
0,53
(18-(-20))*1
100
10
5
115
З.ст
Зх
4,42*2,8+ 3,3*2-3,2
15,8
0,53
(18-(-20))*1
320
5
5
350
З.ст
Пд..
5,64*1
5,64
0,53
(18-(-20))*1
110
-
5
120
В
Зх
1,2*1,5
1,8
1,74
(18-(-20))*1
120
5
5
130
Дв
Зх
1,6*2
3,2
0,88
(18-(-20))*1
110
5
1,85
320
Пок
Пн
2,5*4,82+2,5+5,64
26,15
0,53
(18-(-20))*1
530
10
5
610
∑
2075
204
Спаль-ня
tв=18оС
З.ст
Пн
3,95*1
3,95
0,53
(18-(-20))*1
80
10
5
90
З.ст
Сх.
1,38*2,8+21
5,96
0,53
(18-(-20))*1
120
10
5
140
В
Сх.
1,2*1,5
1,8
1,74
(18-(-20))*1
120
10
5
140
Пок
Пн
2,5*3,95
9,87
0,53
(18-(-20))*1
200
10
5
330
Г.п
-
1,38*3,45
4,76
0,42
38*0,96
70
-
-
70
∑
770
206
Гарде-роб
tв=16оС
З.ст
Сх.
2,1+2,18
4,28
0,53
(16-(-20))*1
80
10
5
90
З.ст
Пд
1*3,06
3,06
0,53
(16-(-20))*1
60
-
5
60
Пок
Пд
2,5*3,06
7,65
0,53
(16-(-20))*1
150
-
5
160
Г.п
-
0,79*3,06
2,42
0,42
36*0,9
30
-
-
30
∑
340
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
205
Ванна
tв=22оС
З.ст
Пд.
1*3,84+ 3,46
7,3
0,53
(22-(-20))*1
160
-
5
170
З.ст
Сх.
1*1,02
1,02
0,53
(22-(-20))*1
20
10
5
20
З.ст
Зх
1*1,02
1,02
0,53
(22-(-20))*1
20
5
5
20
Пок
Зх
1*2,5+2,9
5,37
0,53
(22-(-20))*1
120
5
5
130
Пок
Сх.
1*2,5+2,9
5,37
0,53
(22-(-20))*1
120
10
5
140
В
Пд.
1,5*1
1,5
1,74
(22-(-20))*1
110
-
5
120
Пер
-
2,6*2,5*2+3,05*2,5-0,6*2
19,4
1,72
6
200
-
-
200
Пок
Пд.
1,91*2
3,82
0,53
(22-(-20))*1
90
-
-
90
Г.п
-
0,79*3,1
2,5
0,42
42*0,9
90
-
-
90
Дв
-
0,6*2
1,2
2,86
6
20
-
-
20
М.п
-
3,6*2,5
9
1,72
6
90
-
-
90
∑
1090
∑Qбуд=11555 Вт
Визначаю тепловтрати через підлогу на першому поверсі, по зонах, за формулою:
, Вт
Вт
R1..н..п=2,1 (м2оС)/Вт; R2..н..п=4,3 (м2оС)/Вт; R3..н..п=8,6 (м2оС)/Вт;
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
По тепловтратам підбираю тип радіаторів і заношу в таблицю2
Специфікація обладнання.
Таблиця2
№
Прим
Назва і тип
Довжина, мм
Qприм;
Вт
101
Purmo 11V-50
400
480
102
Purmo 22V-50
2000
2780
103
Purmo 11V-50
600
580
104
Purmo 11V-50
1300
1090
105
Рушникосушка HERZ
1010
106-201
Purmo 11V-50
700
750
202
Purmo 22V-50
1800
2075
203
Purmo 11V-50
600
500
204
Purmo 11V-50
800
770
205
Рушникосушка HERZ
1090
206
Purmo 11V-50
400
340
Розрахунок параметрів ґрунтового колектора
Тепловтрати будинку
Qбуд=11,555 кВт
Додаткова теплова потужність на приготування ГВ для сім’ї з 5 чоловік рекомендується приймати при стандартному споживанні 0,15-0,3 кВт/люд. (Пункт 3.1 [3])
QГВ=0,3*5=1,5 кВт
Період підключення електроенергії 3х2 год/добу (враховую 4 год)
Потрібна потужність будинку:
Qк= Qбуд +QГВ=11,555+1,5=13,5 кВт
Температура системи:
tзmin=-30 oC 45/40 оС
Температура холодоагента і мережевої води:
ВО/W35
Вибираю тепловий насос росіл/вода Vitocal 300 тип ВW 113 тепловою потужністю 14 кВт ( включаючи додаткову теплову потужність для періодів припинення подачі електроенергії, без приготування гарячої води):
Холодопродуктивність ( Qк ) – 11 кВт;
Електрична потужність – 3,05 кВт;
Розсільний контур:
об’єм – 4,7 л;
мінімальна витрата – 3600 л/год;
Гріючий контур:
об’єм – 3,3 л;
мінімальна витрата – 1200 л/год;
Холодильний контур:
робоче тіло – R407C;
витрата – 3,1 кг;
компресор тип – Scroll Vollhermetik
Габаритні розміри:
довжина – 650 мм;
ширина – 600 мм;
висота – 945 мм.
Розрахунок параметрів грунтових зондів (як подвійної U-подібної труби )
Довжина зонда:
l=Qk/qe, м
де Qk =11 кВт – холодопродуктивність теплового насосу;
qe=50 Вт/м – середня потужність по відбору тепла;
l=11000/50=220 м,
Вибираю 220/2=110 м – два зонда
Вибираю трубу зонда d=32 мм х 3 мм об’ємом 0,531 л/м і подаюча труба d=40 мм х 3,7мм об’ємом 0,984 ( Пункт 3,2 с 20 [3] )
Втрати тиску грунтового зонда
Теплоносій - Tyfocor
Мінімальна витрата – 3600 л/год;
Витрата на U-подібну трубу: 3600/2=1800 л/год
∆p=значення R*довжина труби
∆pзонд в формі U-подібної труби=значення R*2*довжина труби
де R=639,78 Па/м – втрати тиску, при витраті 1800л/год для d=32 мм х 3 мм ( Пункт 3,2 с 20 [3] )
∆pзонд в формі U-подібної труби=639,78*2*220=281503 Па
∆pподаючої лінії = значення R*довжина труби; Па
де R=808,3 Па/м – втрати тиску, при витраті 3600л/год для d=40 мм х 3,7 мм ( Пункт 3,2 с 20 [3] )
∆pподаючої лінії = 808,3*10=8083 Па
∆pтеплового насосу=9000,00 Па (паспорт теплового насосу)
∆p=∆pзонд в формі U-подібної труби+∆pподаючої лінії+∆pтеплового насосу=281503+8083+9000,00=298586 Па=
=2985,86 мбар=29,8 м вод. ст.
Вибираю за ∆p=29,8 м вод. ст і Q=3,6 м3/год два циркуляційні насоси типу:
Wilo-Top-S 40/15(1-230V-DN40)
максимальний напір – Hmax=15,5 м вод. ст.
максимальна витрата – Q=21 м3/год
максимальна потужність Р=700 Вт
мінімальна потужність Р=550 Вт
номінальна потужність Р=570Вт
число обертів n=2800 об/хв.
Підбір і встановлення водонагрівача
Приймаємо сталевий ємнісний водонагрівач Vitocell-V 300 об”ємом 500 л.
Основні переваги:
Vitocell-V 300 місткісний водонагрівач із нержавіючої сталі: гігієнічне, економічне й комфортне приготування води.
Електрод анодного захисту для додаткового захисту від корозії не потрібен, завдяки чому меншають затрати.
Змійовик нагрівального контуру сягає дна місткості й рівномірно прогріває весь об’єм води.
Малі втрати тепла завдяки високоефективній теплоізоляції.
Різноманітні можливості застосування.
Технічні дані:
Для приготування гарячої води (при суміщенні з водогрійними котлами та сонячними установками)
придатний до встановлення з:
-темп. гріючого контуру до 110 0С;
-темп. теплоносія сонячної установки до 200 0С;
-температурним налаштуванням водорозбірногго контуру ГВ 95 °С
-надлишковий робочий тиск в гріючому і водорозбірному контурі ГВ до 25 бар
- надлишковий робочий тиск в контурі теплоносія сонячної установки до 10 бар
Об’єм водонагрівача 500 л;
Розміри:
ширина – 974 мм;
висота – 1767 мм;
довжина (d) – 923 мм;
Маса: 111 кг;
Теплообмінник теплоносія сонячної установки:
площа теплообмінних поверхонь - 1,8 м2;
Теплообмінник води контуру водорозбору ГВ:
площа теплообмінних поверхонь - 7,2 м2;
Максимальна площа поглинача:
Vitosol 100 - 15 м2.
Розрахунок мембранного розширювального бака грунтового зонда:
1. VA=VK +об’єм теплового насосу
де VA – загальний об’єм установки, л
VК=l*2* об’єм трубопроводу+довжина подаючої лінії* об’єм трубопроводу=
=220*2*0,531+10*0,984=243 л – вибираю 260 л ( включаючи об’єм контуру охолодження теплового насосу)
об’єм теплового насосу – 4,7 л
VA=260+4,7=265 – вибираю 280 л
2. VZ= VA*β – збільшення об’єму при нагріванні системи;
де β=0,01 – коефіцієнт розширення;
VZ=280*0,01=2,8 л
3. VV= VA*0,005 – запобіжний клапан ( теплоносій Tyfocor )
VV=280*0,005=1,4 л – вибираю 3 л
4. - номінальний об’єм мембранного розширювального баку, л
де ре=рsi-0,5 бар – допоміжне кінцевий залишковий тиск, бар
де рsi=3 бар – тиск скиду запобіжного клапана;
ре=3-0,5 бар=2,5 бар;
рst=0,5 бар – тиск азоту;
л
ЛІТЕРАТУРА
1. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.-М.: Стройиздат, 1983.
Щербатюк Б.І. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу „Будівельна теплофізика”. Розрахунок теплового режиму приміщення. Львів, 1999.
Тепловые насосные установки Viessmann Vitocal 300/350 «Инструкция по проектированию»
СНиП ІІ-3-79**. Строительная теплотехника. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1986.
Щекин Р.В., Березовський В.А., Потапов В.А. Расчет систем центрального отопления. Издательское объединение „Вища школа”. Киев, 1975.
Староверов И.Г., Шиллер Ю.И. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1. Отопление. М.: - Стройиздат, 1990.
6. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Отопление и теплоснабжение. Издательство „Будівельник”, Киев, 1968.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора