Разработка энергоэффективных решений для систем автономного теплоснабжения с использованием альтернативных источников энергии

ВВЕДЕНИЕ 6
Постановка задач 7
Исследования и публикации 7
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 9
1. Теоретические основы 9
1.1 Тепловые насосы 11
1.2 Солнечные коллекторы (панели) 15
1.3 Конденсационные котлы 17
2. Научная новизна 21
3. Эксперимент и результаты испытаний 23
3.1 Описание эксперимента и экспериментальной установки 23
3.2 Результаты испытаний котла Bахi Duо-Tес Соmрасt 26
3.3 Результаты испытаний котла Dе Diеtriсh Innоvеns Рrо MСА 45 31
3.4 Результаты испытаний котла Rеndаmах R40 38
4. Анализ полученных результатов 44
4.1 Определение энтальпий продуктов сгорания 45
4.2 Расчет КПД 48
5. Климатический фактор 53
5.1 График зависимости температуры воды в обратном трубопроводе от температуры наружного воздуха 53
5.2 Определение эффективного годового КПД конденсационного котла по времени 57
6. Режимный фактор 60
6.1 Расчет тепловых нагрузок 60
6.2 Годовые расходы теплоты 65
6.3 Построение графиков годового расхода теплоты 66
6.4. Определение эффективного годового КПД конденсационного котла по теплоте 74
7. Сравнение газовых и конденсационных котлов 75
8. Определение экономической эффективности 81
8.1 Расчет экономии природного газа 82
8.2 Расчет срока окупаемости конденсационного газового котла 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 86

Весь текст будет доступен после покупки

Промышленность и энергетика как отрасли народного хозяйства давно уже вошли в привычный обиход современного общества. Современный мир уже невозможно представить без электричества, отопления, вентиляции и других жизненно важных отраслей промышленности, упрощающих жизнь общества.
Под теплоснабжением понимают снабжение теплом потребителей, представляющих собой жилые, общественные и промышленные здания или сооружения, с целью обеспечения их коммунально бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических потребностей и нужд. В современном понимании, различают местное и централизованное теплоснабжение. Различие между двумя понятиями составляют мощность систем и количество потребителей, которые получают от них тепловую энергию, то есть система местного теплоснабжения обслуживает одно или несколько зданий, а система централизованного – целые районы (жилые или промышленные).

Весь текст будет доступен после покупки

Альтернативный источник энергии – способ, устройство или сооружение, заменяющий традиционные источники энергии (вырабатывающие тепловую энергию за счет сжигания нефти, природного газа и угля и т.п.), который позволяет получать тепловую энергию.
Основное преимущество альтернативных источников энергии – получение ее из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов. Важными факторами также могут являться экологические соображения и экономическая эффективность альтернативных источников энергии.
Альтернативные источники классифицируют по виду преобразуемой в теплоту энергии:
1. Ветровые – движение воздушных масс;
2. Геотермальные – тепло земельных массивов;
3. Солнечные – электромагнитное излучение солнца;
4. Гидроэнергетические – движение воды в реках или морях;
5. Биотопливные – теплота сгорания возобновляемого биологического сырья (например, спирта, биогаза).
Ветроэнергетика – отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс атмосферы в электрическую, механическую, тепловую. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию).
Геотермальная энергетика – направление энергетики, основанное на получении тепла за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.
Солнечная энергетика – направление энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.
Биотопливо – топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Существуют также проекты, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различают жидкое биотопливо (этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород).
Условно, альтернативные источники тепла также можно классифицировать по зависимости от других источников следующим образом:
1. Источники, работающие в связке с котлом (основная тепловая мощность обеспечивается газовым котлом, а другие источники поддерживают его работу в пиковые нагрузки или межсезонье).
2. Заменяющие котел, т.е. те устройства, которые могут производить достаточно тепловой энергии для обогрева здания самостоятельно.
Необходимо осознавать, что для каждого конкретного случая необходимо находить собственное, индивидуальное решение проблемы теплоснабжения, в том числе в ситуации выбора между традиционным и нетрадиционным (альтернативным) источником энергии.
Наиболее распространенными альтернативными источниками теплоснабжения являются:
• тепловые насосы;
• солнечные панели;
• конденсационные котлы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Определение эффективности работы конденсационного котла для системы автономного теплоснабжения загородного дома: Методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов московских колледжей / Чуленёв А.С. – Москва 2018;
2. Аронов И.З. Контактные газовые экономайзеры / И.З. Аронов. – Киев: Техника, 1964. – 172 с.;
3. Методика теплового расчета котельных агрегатов: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Генераторы тепла и автономное теплоснабжение» для студентов бакалавров очной формы обучения направления подготовки 08.03.01 Строительство / - Москва: Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2016. – 48 с.;
4. СП 131.13330.2020 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП23-01-99*. М.: Минстрой России, 2020. – 150 с.;
5. СП 41.104.2000 Проектирование автономных источников теплоснабжения. Актуализированная редакция СНиП II-35-76. М.: Минстрой России, 2008. – 22 с.;
6. Официальный интернет магазин BАХI: [Электронный ресурс]. URL: httрs://shор.bахi.ru. (дата обращения: 20.04.2023);
7. Тарифы на газ для населения в регионах России. Все категории потребителей, оплата по счетчику или по нормативу: [Электронный ресурс]. URL: httрs://еnеrgоvорrоs.ru/isslеdоvаniа/2335/3079/43136. (дата обращения: 20.04.2023);
8. Бойко Е.А. Котельные установки и парогенераторы. Красноярск. Красноярский государственный технический университет, 2005;
9. СП 30.13330.2020 Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*. М.: Стандартинформ, 2020. – 94 с.;
10. СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41- 02-2003 (с Изменением N 1). М.: Минрегион России, 2012. – 78 с.;

Весь текст будет доступен после покупки