Пiдтримання параметрiв мiкроклiмату альтернативними джерелами енергiї в однородинному житловому будинку в м. Смiла Черкаської областi
Автор: Суль Борис Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Будівництво та цивільна інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: В магістерській роботі здійснюється проєктування сучасних енергоощадних систем забезпечення мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Сміла Черкаської обл. 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 і коефіцієнтом тепловтрат 4,64 Вт/(м 2 ? ?), що розміщений на південній стороні даху будинку, вітрогенератор Altek EW 10 000 з Pmax = 10 кВт•год та, як пікові, газовий настінний котел із відкритою камерою згоряння Vaillant atmoTEC plus VU 280/5-5 теплопродуктивністю 28 кВт і твердопаливний котел (як резервний) Attack F6DA теплопродуктивністю 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 Vonova з боковим підключенням фірми Purmo. Трубопроводи систем опалення монтуються з металопластикових труб, прокладаються в конструкції підлоги в термоізоляції Thermaflex товщиною від 6 мм до 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 у житлових кімнатах через вікна та місцеві припливно-витяжні установки з рекуперацією тепла PRANA. Відведення продуктів згорання газу від котла та 3 твердопаливного котла відбувається через димохід O130 мм у цегляні димові канали 140 x 270 мм, внутрішні стінки яких захищаються коробом із оцинкованої сталі товщиною 0,8 мм. Система гарячого водопостачання отримує тепло з теплового акумулятора, який, в свою чергу, отримує тепло з настінного газового котла, твердопаливного котла, сонячних теплових колекторів та вітрогенератора. У науковій частині роботи представлено та досліджено вдосконалену конструкцію комбінованого сонячного колектора, що поєднує функції покрівельного елемента будівлі та сонячного поглинача. Метою дослідження є підвищення ефективності перетворення сонячної енергії та зниження вартості виготовлення колектора за рахунок заміни традиційного прозорого покриття на доступніший, міцніший та технологічно простіший гофрований покрівельний матеріал. Запропоновано інноваційне інженерне рішення, яке дозволяє акумулювати тепло, що зазвичай втрачається через покрівлю будівель. Проведено експериментальні дослідження впливу просторової орієнтації колектора та інтенсивності сонячного випромінювання на його енергоефективність. Розроблено тривимірну матрицю планування експерименту та побудовано рівняння регресії, що характеризує взаємозв’язок між кутами орієнтації та коефіцієнтом корисної дії. Результати показали, що навіть при зниженні кутів інсоляції до 30°, конструкція демонструє стабільну ефективність, зменшуючи втрати теплової енергії лише на 45,5?%. Розроблена номограма дозволяє здійснювати швидкий аналіз і оптимізацію положення колектора. Запропонований колектор може ефективно використовуватись у системах геліотеплопостачання, поєднуючи енергоефективність із конструктивною простотою та економічною доцільністю. Об’єкт дослідження – однородинний житловий будинок в м. Сміла Черкаської обл. Предмет дослідження – Системи мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Сміла, Черкаської області, зокрема система 4 опалення, вентиляції, кондиціювання та гарячого водопостачання, спроєктовані з використанням відновлюваних джерел енергії. Мета дослідження – Розробка енергоефективної системи мікроклімату для однородинного житлового будинку з урахуванням місцевих кліматичних умов, санітарно-гігієнічних вимог та техніко-економічного обґрунтування використання відновлюваних джерел енергії, таких як сонячні колектори, теплові насоси, фотопанелі та газовий котел резервного живлення. Ключові слова – зовнішні захищення, параметри теплоносія, джерело теплоти, сонячний колектор, енергозбереження, коефіцієнт теплопередачі, номограма, матриця планування експерименту.