Підтримання параметрів мікроклімату із застосуванням сонячної енергії в однородинному житловому будинку в м. Ходорів Львівської області
Автор: Глущак Олег Віталійович
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 сучасних систем забезпечення мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Ходорів Львівської області за допомогою відновлювальних джерел енергії. Джерелом теплопостачання на потреби опалення і гарячого водопостачання є 4 плоскі теплові сонячні колектори Viessman Vitosol 100-FM та електричні сонячні панелі Viessman Vitovolt 300 M280OA максимальною потужністю 280 Вт, які знаходяться на даху будинку, та, як піковий, настінний електрокотел Neon Maxi тепловою потужністю 15 кВт. Система опалення запроєктована горизонтальна двотрубна тупикова з нижнім розведенням магістралей. Теплоносієм є вода з параметрами 80 ? в подаючій магістралі і 60 ? у зворотній магістралі. Нагрівальні прилади є сталеві панельні радіатори фірми Purmo з нижмім підключенням. Регулювання тепловіддачі приладів в приміщеннях виконується термоголовками Herz-Design "Н" фірми Herz. Трубопроводи систем опалення монтуються із металопластикових труб фірми Valtec, прокладаються в конструкції підлоги в термоізоляції Thermaflex товщиною 9 мм. Вентиляція в двоповерховому однородинному будинку припливно-витяжна з природним спонуканням повітря. Витяжка повітря здійснюється через внутрішньостінові вентиляційні канали кухонь та санвузлів, а приплив повітря відбувається через вікна, а також через місцеві рекупераційні припливно-витяжні установки PRANA-150 в житлових кімнатах, які забезпечують притік повітря - 105 м^3 \/год і витік повітря – 97 м^3 \/год, забезпечуючи ефективність рекуперації до 55 %. Система гарячого водопостачання отримує тепло з теплового акумулятора, який отримує тепло з настінного електрокотла, сонячних теплових колекторів і фотопанелей. У науковій частині роботи вирішували питання визначення ефективності системи теплопостачання на основі сонячного колектора за зміни кута надходження теплового потоку. Фактично, кожна сонячна система складається з трьох основних елементів: приймача енергії (сонячного колектора), носія енергії (теплоносія) і споживача енергії. Сонячний колектор є основним елементом установки, де сонячна енергія перетворюється на тепло. Максимальне поглинання енергії приймальною поверхнею сонячного колектора досягається при розташуванні поверхні перпендикулярно до падаючих променів, що відповідає найвищому можливому коефіцієнту корисної дії та найкращому використанню сонячної енергії. Завдання полягає в тому, щоб оцінити ефективність сонячного колектора в стаціонарному положенні, мінімізувати кількість змін напрямку рухомого сонячного колектора або оптимізувати геометрію двогранного або тетраедричного сонячного колектора. Для цього необхідно дослідити, як змінюється ефективність геліоустановки при зміні кута падіння теплового потоку. У природних умовах процес надходження сонячної радіації на поверхню сонячного колектора є неконтрольованим. Крім того, інтенсивність самої сонячної радіації змінюється протягом дня і протягом року. Все це ускладнює дослідження сонячних колекторів. Тому лабораторні дослідження дозволяють задавати і контролювати всі параметри, що впливають на хід експерименту. Експериментальна установка складається з пластинчастого теплообмінника з припаяними трубками для передачі охолоджуючої води, бака для охолоджуючої води, сонячного колектора з розподільними трубопроводами і шлангами, запірної та регулюючої арматури. Правильний монтаж стаціонарних сонячних колекторів може забезпечити значний приріст теплової енергії в період експлуатації, що вплине на ефективність системи в цілому і скоротить термін окупності. В результаті досліджень сонячного колектора під різними нахилами можна стверджувати, що для того, щоб уникнути збільшення площі сонячного колектора, система може бути як відстежуваною, так і фіксованою. Пересувні (частково або повністю) сонячні системи теплопостачання значно дорожчі і вимагають відповідних експлуатаційних витрат, особливо якщо ці системи працюють при низьких температурах. Тому, щоб стаціонарна сонячна система опалення з нерухомим колектором працювала протягом дня з необхідною потужністю, вона повинна мати постійне положення, яка враховує зміну кута падіння сонячного випромінювання протягом дня. Об’єкт дослідження – однородинний житловий будинок в м. Ходорів Львівської області. Предмет дослідження – параметри мікроклімату приміщень житлового будинку. Мета дослідження – проєктування сучасних систем забезпечення мікроклімату приміщень житлового будинку. Запроєктовано системи опалення, гарячого водопостачання і вентиляції. Метою наукової роботи було визначити ефективність системи теплопостачання на основі сонячного колектора за зміни кута надходження теплового потоку. Ключові слова – зовнішні захищення, параметри теплоносія, джерело теплоти, сонячний колектор, фотопанель, енергозбереження. Перелік використаних літературних джерел 1. Duffie J.A. and Beckman W.A. (2013) Solar Engineering of Thermal Processes. 2nd Edition, Madison, New York; John Wiley & Sons, Hoboken. https://doi.org/10.1002/9781118671603 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.