Розробка системи регулювання теплової енергії у приватному будинку
Автор: Матвійків Андрій Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У вступі обґрунтовано актуальність теми, розкрито мету та завдання, поставлені в роботі, що стосуються розробки системи регулювання теплової енергії у приватному будинку[1.2]. Визначено важливість оптимізації споживання енергії для забезпечення ефективного та економічного опалення. Описано ключові аспекти, які впливають на вибір компонентів системи, а також важливість автоматизації процесів для забезпечення стабільного клімату в будинку [1]. У першому розділі проведено загальний огляд існуючих систем опалення для приватних будинків, описано принципи роботи та класифікацію різних типів опалювальних систем, таких як водяне, повітряне та інфрачервоне опалення. Проаналізовано основні фактори, які впливають на ефективність системи регулювання теплової енергії, а також розглянуто сучасні підходи до автоматизації управління опаленням, зокрема, використання термостатів та розумних систем управління. Особливу увагу приділено використанню інтелектуальних технологій для зниження енергоспоживання та підвищення комфорту [1]. Другий розділ присвячений розрахунку і вибору основних компонентів системи регулювання теплової енергії для приватного будинку. Визначено вихідні дані для проектування системи опалення, зокрема, параметри будинку, тип утеплення, теплові втрати та необхідну потужність обігріву. Описано методику вибору котла, насосів, радіаторів та інших елементів, що складають систему, а також розрахунок параметрів для забезпечення ефективного функціонування. Проведено аналіз витрат енергії та економічної ефективності різних типів опалення та регулюючих пристроїв. 5 Уваага фокусується на дослідженні і моделюванні процесів регулювання теплової енергії у системі [2]. Описано математичні моделі для аналізу теплових процесів у будинку, включаючи розрахунок теплових втрат та необхідну потужність для підтримки комфортної температури. Моделювання виконано за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення для оцінки динаміки температури в приміщеннях за різних умов зовнішнього середовища. Оцінено вплив різних параметрів на стабільність та ефективність системи [3]. У розділі розроблено автоматизовану систему керування тепловою енергією в приватному будинку. Описано структуру та функціонування системи, включаючи розробку функціональної та структурної схем, вибір необхідного обладнання та монтаж. Особливу увагу приділено програмуванню та налаштуванню контролера для автоматизації процесу регулювання температури. Розглянуто інтеграцію системи з інтелектуальними пристроями для моніторингу та управління, а також оцінку впливу різних параметрів на ефективність роботи системи. Зроблено висновки щодо досягнення оптимального енергоспоживання та комфорту в будинку [4]. Окрім того сформульовано висновки за результатами проведених досліджень, аналізу та розробки системи регулювання теплової енергії у приватному будинку. Об’єктом дослідження є система регулювання теплової енергії у приватному будинку. Предметом дослідження є методи регулювання температури, енергетичні характеристики та ефективність роботи системи опалення. Метою роботи є оптимізація споживання теплової енергії та підвищення енергоефективності приватного будинку через впровадження автоматизованих систем регулювання тепла, з використанням сучасних технологій та інтелектуальних пристроїв. Основними завданнями роботи є: огляд типових схем опалення приватних будинків та їх вимог, розробка функціональної схеми системи 6 регулювання тепла, підбір та розрахунок основних елементів системи опалення, вибір закону керування температурою, моделювання теплових процесів у будинку, розробка та налаштування автоматизованої системи керування (АСУ) для ефективного контролю теплової енергії. Перелік використаних літературних джерел: 1. IoT-based Smart Electric Heating Control System. (2024). IEEE Xplore. https://ieeexplore.ieee.org/document/7993895 2. Domestic Space Heating Energy Control via Smart Home Energy Management. (2023). IEEE Xplore. https://ieeexplore.ieee.org/document/7237606 3. Smart Heating System Control Strategy to Enhance Comfort and Increase Energy Savings. (2022). IEEE Xplore. https://ieeexplore.ieee.org/document/6672709 4. Development of an Intelligent Heating System for Residential Buildings Using Machine Learning. (2023). IEEE Xplore. https://ieeexplore.ieee.org/document/9023478