Інноваційні технології забезпечення параметрів мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Хотин Чернівецької області
Автор: Буковський Олег Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплогазопостачання і вентиляція
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В магістерській роботі здійснюється проєктування інноваційних систем забезпечення мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Хотин Чернівецької області за допомогою відновлювальних джерел енергії. Джерелом теплопостачання на потреби опалення і гарячого водопостачання є чотири водяні плоскі сонячні колектори Viessman Vitosol 100-FM з оптичним ККД – 0,817, коефіцієнтом тепловтрат 4,64 Вт\/(м^2??) та електричні сонячні панелі Viessman Vitovolt 300 M280OA максимальною потужністю 280 Вт, що розміщені на даху будинку, працююча 7 місяців (з жовтня по квітень) теплова помпа “ґрунт-вода” – Veissmann Vitocal 300-G BW 301.B17 тепловою потужністю 22,59 кВт, тепловим ККД 6,15 і споживанням електроенергії 3,68 кВт та, як піковий, газовий настінний котел із відкритою камерою згоряння PROTHERM Pantera 30 KTV тепловою потужністю 30 кВт. Система опалення запроєктована горизонтальна двотрубна тупикова з нижнім розведенням магістралей. Теплоносієм є вода з параметрами 55 ? в подаючій магістралі і 45 ? у зворотній магістралі. Нагрівальні прилади є сталеві панельні радіатори моделі RADIK VK у виконанні VENTIL KOMPAKT з боковим підключенням фірми KORADO. Трубопроводи систем опалення монтуються із металопластикових труб фірми Valtec, прокладаються в конструкції підлоги в термоізоляції Thermaflex товщиною 9 мм. Вентиляція будинку є припливно-витяжна з природним спонуканням повітря. Витяжка повітря здійснюється через внутрішньостінові вентиляційні канали кухонь та санвузлів, а приплив повітря відбувається через вікна. Відведення продуктів згорання газу від котла відбувається через димохід O130 мм у цегляний димовий канал 140 x 270 мм, внутрішні стінки якого захищаються коробом із оцинкованої сталі товщиною 0,8 мм. Система гарячого водопостачання отримує тепло з теплового акумулятора, який отримує тепло з настінного газового котла, сонячних теплових колекторів, фотопанелей і теплової помпи. У науковій частині роботи приділено увагу питанню енергоефективності систем теплозабезпечення виробничих приміщень. Наразі основна частина енергоресурсів в Україні витрачається на опалення промислових та сільськогосподарських об’єктів. Це пов’язано з великою кількістю таких об’єктів. Тому значні ресурси витрачаються на компенсацію теплових втрат та забезпечення технологічних процесів. Ці проблеми значно ускладнюють інженерно-технічні та наукові аспекти вирішення проблеми теплозабезпечення об’єктів сільського господарства. Це пов’язано з відсутністю комплексних концепцій та методологій розробки систем теплопостачання виробничих садиб з енергоефективними системами опалення. Однією з найважливіших галузей аграрного сектору є свинарство, особливо вирощування поросят та свиноматок. Найпоширенішими системами опалення для таких об’єктів є повітряна та водяна системи. Коли ці системи використовуються в приміщеннях, де вирощуються поросята і свиноматки, температура повітря підтримується постійною по всьому об’єму приміщення. Однак з моменту народження поросят і до досягнення ними двомісячного віку вимога до теплопостачання полягає в тому, щоб підтримувати вищу температуру повітря в зоні поросят, ніж у зоні свиноматок. Тому температура нагрітого повітря для нормального росту і розвитку поросят повинна бути в межах 30 . .20 °C, для свиноматок - 15. .18 °C. Такий температурний діапазон пов’язаний з технологіями їх утримання. Різниця температурних умов у зоні поросят і свиноматок ускладнює процес проектування систем опалення. Запропоновано комбіновані системи опалення. Ця система базується на локальному обігріві і, таким чином, підтримує відповідні температурні умови в приміщеннях для поросят і свиноматок. У такій системі опалення немає необхідності обігрівати все приміщення, особливо верхню частину зони утримання худоби. Заощадити теплову енергію можна, використовуючи комбіновану систему теплового комфорту в зоні поросят і свиноматок. У цьому випадку - використання інфрачервоних випромінювачів в якості локального опалення дозволяє зменшити загальну потужність системи опалення. Використання настінного опалення з панелями, розташованими в зоні свиноматки, дозволяє підтримувати правильні температурні умови в цій зоні. Після проведеного техніко-економічного порівняння запропонованої комбінованої системи опалення на основі повітряної системи в поєднанні з інфрачервоним обігрівачем (економічна ефективність виконана для свинарника з розмірами 68 свиноматок та 960 поросят) можна стверджувати про зручність використання комбінованих систем опалення в цехах для поросят і свиноматок. Це пов’язано з тим, що в зоні утримання тварин підтримується необхідна температура повітря і не витрачається тепло на обігрів всього об’єму приміщення. Розраховано економічну ефективність комбінованої системи опалення: 65 тис. грн/рік та термін окупності три роки. Об’єкт дослідження – однородинний житловий будинок в м. Хотин Чернівецької області. Предмет дослідження – параметри мікроклімату приміщень житлового будинку. Мета дослідження – проєктування інноваційних систем забезпечення мікроклімату приміщень житлового будинку. Запроєктовано системи опалення, гарячого водопостачання і вентиляції. Метою наукової роботи було Провести техніко-економічне порівняння запропонованої комбінованої системи опалення на основі повітряної системи в поєднанні з інфрачервоним обігрівачем (рис. Економічна ефективність виконана для свинарника з розмірами 68 свиноматок та 960 поросят. Ключові слова – зовнішні захищення, параметри теплоносія, джерело теплоти, теплова помпа, сонячний колектор, фотопанель, енергозбереження, інфрачервоний обігрівач. Перелік використаних літературних джерел ДБН В.2.6-31:2021 «Теплова ізоляція та енергоефективність» - K.: Мінбуд України, 2022. ДСТУ-Н Б В. 1.1-27:2010 “Будівельна кліматологія” - K.: Мінбуд України, 2010. ДСТУ Б В.2.6-189:2013 Методи вибору теплоізоляційного матеріалу для утеплення будівель ДБН В.2.5-67:2013 “ Опалення, вентиляція та кондиціонування” - K.: Мінбуд України, 2013;. Гершкович В. Ф. Теплова помпа у багатоповерховому житловому будинку. Це на перспективу чи вже сьогодні? / В. Ф. Гершкович // Ринок інсталяцій. ? 2009. ? № 1. ? С. 32-33. Дудюк Д. Л. Нетрадиційні (відновні) джерела енергії / Д. Л. Дудюк, С. С. Мазепа. ? Львів : РВВ Укр ДЛТУ, 2004. ? 68 с. Жуковський С.С., Лабай В.Й. Системи енергопостачання і забезпечення мікроклімату будинків та споруд: Навчальний посібник для ВЗО. – Львів: Астрономо-геодезичне товариство, 2000. – 259 с. Лабай В.Й. Кондиціювання повітря та холодопостачання (з використанням місцевих автономних кондиціонерів): Конспект лекцій. – Бережани Тернопільської області: Тріада Плюс, 2004. – 72 с. Свинарські підприємства: Відомчі норми технологічного проектування ВНТП- АPK-02.05. – Київ, 2005. – 98 с. – (Нормативний документ Мінагрополітики України).