Проектування систем теплозабезпечення індивідуального житлового будинку зі застосуванням геотермальної вентиляції в с. Підкамінь Івано-Франківської області
Автор: Кравченко Михайло Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплогазопостачання і вентиляція
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У даній магістерській кваліфікаційній роботі розробляються системи ТГВ індивідуального двоповерхового будинку з використанням нетрадиційного джерела енергії у вигляді геотермальної вентиляції. Проектом передбачено горизонтальну двотрубну систему опалення; обігрів здійснюється за допомогою таких нагрівальних приладів, як сталеві панельні радіатори, підлогові конвектори та підлогове опалення. Джерелом тепла на об’єкті передбачається котельна, що працюватиме на природньому газі. Котельня розташована на 1 поверсі будинку. В котельні встановлюється розподільчий колектор з окремими для кожного контуру насосами. ) . Виконана паливна на базі конденсаційного котла Підживлення системи теплопостачання здійснюється пом’якшеною водою.Трубопроводи котельні зі сталевих електрозварних труб ГОСТ 10704- 91 тасталевих водогазопровідних труб ГОСТ 3262-75*. Опалення в котельні здійснюється за допомогою електричного конвектора з водяним теплообмінником, а також тепловиділень з поверхні ізольованих трубопроводів і обладнання. Котел є основним джерелом теплопостачання. Попри нього, було запроектовано геліосистему, що підключена до основної системи теплопостачання. Розраховано встановлення 2 сонячних колекторів для забезпечення системи ГВП, згідно з розрахунком залежно від розміщення на покрівлі та інтенсивності сонячної радіації потужність 1 геліоколектора станоавить 0.45 кВт. Система гарячого водопостачання виконується з рециркуляцією теплоносія У приміщенні котельні передбачена примусова витяжна вентиляція кратністю 3, з встановлення витяжного вентилятора з електричним повітронагрівачем. Передбачено встановлення баку непрямого нагріву з двома змійовиками, один з яких підключений до сонячних колекторів які встановлені на покрівлі. Влаштовано станцію хімічної підготовки води. Котли працювати в двох режимах керування: - робота котла в автономному режимі - завдання температури теплоносія виробляється оператором котельні або з верхнього рівня регулювання через пульт дистанційного керування. - робота котла в складі автоматизованої котельні з автоматикою регулювання температури теплоносія залежності від температури зовнішнього повітря відповідно до опалювального графіка. Штатна автоматика котла за допомогою терморегулюючого пристрою здійснює перехід пальника на режим <Велике> або <Мале горіння>. Таким чином в автоматичному режимі роботи пальника, здійснюється позиційне регулювання 100% і 37% його номінальної потужності. Безпека роботи котла забезпечується автоматикою пальника, як при його пуску, так і при роботі в автоматичному режимі. Для забезпечення стабільної і безаварійної роботи котлів передбачено контур регулювання температури зворотної води до котла. Сигнал про значення температури зворотної води води подається на аналогові входи багатофункціонального мікропроцесорного контролера S7- 300. Цей канал регулятора формує ПІ закон регулювання. Регулятор усуває збурення, викликані не прогнозованими змінами витрати тепла, змінюючи продуктивність підмішуючого насоса. Уніфікований струмовий сигнал з виходу регулятора поступає на вхід частотних перетворювачів. Система захисту котельні припиняє подачу газу до котлів при допомозі відсічного клапана поз.25-2, низький або високий тиск газу та при значній загазованості приміщення, погасанні полум’я, відсутності циркуляції теплоносія через котел, недопустиме збільшення температури за котлом. Система автоматичного блокування діє сумісно із схемою захисту і забезпечує «Пуск-зупинку» котлів, «Включення-відключення» циркуляційних насосів, вирівнювання часу їх роботи. Для налагодження і перевірки насосів передбачено ручний режим, що вибирається при допомозі перемикачів. Повітрообмін у приміщеннях визначені по кратності, розрахунками та на підставі технологічоного завдання. В холодних період року передбачається підігрів припливного повітря. В теплий – охолодження. Система вентиляції механічна загально-обмінна припливно-витяжна з використанням рекуперації тепла та геотермального теплообмінника. Забір і попереднє підігрівання повітря буде виконуватись через геотермальну вентиляцію, розміщення якої зображено на генплані. Підвісні установки з теплообмінником, обслуговують кожен поверх індивідуально. Роздача повітря за допомогою лінійних дифузорів, які підключаються через пленум бокси. Система забезпечена електро-калорифером потужністю 5 кВт, який при температурі у системі нижче -5 градусів вмикається і догріває повітря для запобігання обмерзання рекуператорів у вент-установках. Самі труби, що прокладені в землі мають спеціальний внутрішній шар з осрібленим напиленням Використання теплової енергії грунту дозволяє зменшити експлуатаційні витрати системи вентиляції Оскільки температура грунту на відмітці нижче його промерзання є сталою протягом цілого року, то таку геотермальну систему вентиляції доцільно використовувати, як для попереднього підігріву повітря в холодну пору року, так і для охолодження припливного повітря в теплу пору року. Розрахунок системи вентиляції був проведений відповідно до кратностей повітрообміну, встановленими ДБН В.2.5-67:2013 «Опалення, вентиляція та кондиціонування». Припливне повітря забирається з висоти більше 2,0 м над рівнем землі, витяжне виводиться на 0,5-2 м вище гребня даху. Тепломеханічні рішення, рішення щодо автоматизації роботи котельні, вентиляції, водопостачання та водовідведення котельні передбачені та описані у даному проекті. Об’єктом роботи є індивідуальний житловий будинок. Предмет дослідження – використання геотермального теплообмінника у системі вентиляції житлового будинку. Мета дослідження: оцінка ефективності системи геотермальної вентиляції. У результаті проведеного дослідження та відповідних розрахунків можна зробити висновок, що використання геотермального теплообмінника може зменшити експлуатаційні витрати на 39%, а при наявності у системі ще влаштованого рекуператора – економія сягає близько 60%. Ключові слова: опалення, вентиляція, геотермальний теплообмінник, сонячні колектори, рекуперація тепла, нетрадиційне джерело енергії. Перелік використаних літературних джерел: 1. ДБН В.2.6-31:2016 «Теплова ізоляція будівель» - K.: Мінбуд України, 2016. 2. ДСТУ-Н Б В. 1.1-27:2010 “Будівельна кліматологія” - K.: Мінбуд України, 2010. 3. ДСТУ Б В.2.6-189:2013 «Методи вибору теплоізоляційного матеріалу для утеплення будівель» 4. ДБН В.2.5-67:2013 “Опалення, вентиляція та кондиціонування” - K.: Мінбуд України, 2013. 5. Енергоефективність будівель. Розрахунок енергоспоживання при опаленні та охолодженні [Текст]: ДСТУ Б EN ISO 13790:2011.– На заміну ГОСТ 26629.85; чинний з 01.01.2013. – К. : НДІБК, 2011. – 229 с. 6. Семенов Ю.В. Системи кондиціонування повітря з поверхневими повітряохолоджувачами / М. : ТЕХНОСФЕРА, 2014 р. - 272 с. 7. Липа А. И. Кондиционирование воздуха: теоретические основы / А. И. Липа. – Одесса, ВМВ, 2015. – 607с. 8. Внутренние санитарно-технические устройства: Справочник проектировщика. Ч1. Отопление /В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; Под. ред. Н.Г. Староверова и Ю.Н. Шиллера – 4е изд, перераб. Идоп. – М.: Стройиздат, 1990.-344с.; 9. ДБН В.2.2-23: 2009 Підприємства торгівлі; 10.Жуковський С.С., Лабай В.Й. Системи енергопостачання і забезпеченнямікроклімату будинків та споруд: Навчальний посібник для ВЗО. – Львів: Астрономо-геодезичне товариство, 2000. – 259с.