Забезпечення параметрів мікроклімату в однородинному житловому будинку із використанням відновлювальних джерел енергії в м. Старокостянтинів Хмельницької області
Автор: Матіїв Віктор Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплогазопостачання і вентиляція
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В магiстерськiй роботi здiйснюється проєктування систем забезпечення мi- кроклiмату однородинного житлового будинку в м. Старокостянтинів Хмельницької області з використанням відновлювальних джерел енергії. Опалення здійснюється за допомогою водяної горизонтальної двотрубної системи опалення з механічним спонуканням руху теплоносія та електричної (тепла підлога) кабельної фірми Devi системи опалення, прокладеної в підлозі в тамбурі, коридорах, санвузлах, а також в житлових кімнатах для підтримання комфортної температури поверхні підлоги та вирівнювання температури повітря по площі кімнат. Водяна система опалення живиться з гібридного джерела теплопостачання - спільною дією сонячних колекторів Viessman Vitosol 100-FM, теплового насосу Viessman Vitocal 300-G, фотопанелей Viessmann Vitovolt 300, вітрогенератора Altek EW, з догріванням газовим котлом Viessman Vitopend 100W, а електрична система опалення - від вітрогенератора і фотопанелей. Тепловий насос (розсіл-вода) викачує тепло з ґрунту на ділянці, площею майже 1000 м 2 , змійовики контурів з поліетиленових труб діаметром 25 влаштовані на глибині 2,5 м, в яких циркулює теплоносій - розсіл. Для запобігання великих втрат тиску, загальна довжина кожного нагрівального контуру не перевищує 100 м. Теплоносій розподіляється до контурів у ґрунті через водорозподільчі гребінки. Вітрогенератор з горизонтальною турбіною встановлений на щоглі вище рівня даху на 4 м та чимдалі від будинку для мінімізації впливу перешкод. Електрична енергія з вітрогенератора та фотоколекторів перетворюється в інверторах до побутових параметрів енергоспоживання домашніх господарств і надходить до спільного акумулятора, звідки розподіляється до електротену для нагрівання водяного теплоносія в тепловому акумуляторі для живлення систем водяного опалення і гарячого водопостачання, і до електричної кабельної теплої підлоги. Тепловіддача від водяної системи опалення в приміщення будинку здійснюється через стальні панельні радіатори Vonova Vogel&Noot. Нагріта вода з теплоакумулятора подається в систему гарячого водопостачання, а тепло від джерел теплоти подається в систему опалення через теплообмінник, вмонтований в тепловому акумуляторі, з підмішуванням догрітим від газового котла теплоносієм через триходовий кран із сервоприводом. Вентиляція однородинного двоповерхового житлового будинку: витяжна – природня канальна, і механічна припливно-витяжна за допомогою рекуператорів PRANA, які розташовані в житлових кімнатах, кухні, санвузлах. Рекуператори PRANA, круглої форми діаметром 150 мм, влаштовані в зовнішніх стінах на висоті вище 2 м, забезпечують повітрообміни в необіхдних кількостях, забезпечують приплив вентилятором зовнішнього повітря в кількості 105 м 3 /год, яке ефективно догрівається через мідний теплообмінник видаляючим внутрішнім повітрям в кількості 97 м 3 /год. Ці рекуператори витрачають малу кількість електроенергії на рівні 4-68 Вт•год і забезпечують ефективність рекуперації (передачі тепла припливному повітрю) 68% в режимі “провітрювання” і 95% в режимі “ніч”, при якому приплив повітря становить 12 м 3 /год і витікання повітря – 9 м 3 /год. “Провітрювання”, забезпечучи максимальний режим роботи вентиляції, створює шум 52 дБ, тому на ніч ці рекуператори в житлових приміщеннях для забезпечення санітарних умов переходять в режим “ніч” з шумом 14 дБ. Рекуператори PRANA створюють 10% підпір об’єму приміщень зовнішнім повітрям для запобігання небажаному перетіканню внутрішнього повітря з суміжних приміщень, зворотньої тяги в санвузлах і кухнях, нормалізують рівень вологості в приміщенні. Природня витяжна вентиляція забезпечує видалення забрудненого внутрішнього повітря в необхідних об’ємах через цегляні стінові канали 140x140 мм, 270x140 мм, розміри і кількість яких визначені на основі аеродинамічного розрахунку. Вентиляція гаражу на два автомобілі розрахована для кількості видалення забрудненого повітря 180 м 3 /год з одного автомобіля згідно вітчизняних норм. Площа вентканалів гаража розрахована таким чином, щоб забезпечувати 5-7 кратний повітрообмін згідно рекомендацій, забезпечуючи розрахункову швидкість у витяжному каналі – 0,8 м/с. Для оптимальних умов у житлових кімнатах забезпечуємо кондиціювання повітря місцевими автономними SPLIT-кондиціюнерами BALTUR. Ці кондиціонери працюють в режимі повної рециркуляції внутрішнього повітря без підмішування зовнішнього повітря. У науковiй частинi роботи придiлено увагу питанню дослідженню теплостійкості огородження у літній період року. Виявлено, що у результаті аналізу впливу параметрів термічного опору зовнішньої конструкції в літній період встановлено, що швидкість поглинання сонячного випромінювання матеріалом зовнішньої конструкції суттєво впливає на амплітуду коливань внутрішньої поверхні зовнішньої конструкції. будівництво з одночасним зростанням Арад. Включення зміни ? від 0,3 до 0,6 викликає зміни A ?в на 0,025 при амплітуді коливань сонячної радіації A рад = 50 °С, але зі збільшенням A рад від 50 до 850 °С A ?в зміниться на 0,2. Таким чином, здатність поверхні зовнішньої конструкції поглинати сонячне випромінювання впливатиме на розрахункову температуру зовнішнього повітря та максимальну кількість тепла, що передається внутрішньому повітрю через зовнішню конструкцію для вищих значень A рад . Об’єкт дослiдження — однородинний житловий будинок в м. Старокостянтинів Хмельницької області. Предмет дослiдження — теплостійкість зовнішнього огородження будинку у літній період року Мета дослiдження — визначити вплив коефіцієнта поглинання сонячного випромінювання зовнішнім огородженням та середньодобову амплітуду коливання сонячного випромінювання на амплітуду коливання температури його внутрішньої поверхні Ключовi слова — сонячна радіація, зовнішє захищення, коефіцієнт тепловіддачі, амплітуда коливання температури, кількість теплоти. Перелiк використаних джерел [1] Building Climatology. DSTU – H B V. 1.1 – 27: 2010. – Kyiv : MRDC, 2011 – 123 p. (in Ukrainian) [2] Shapoval C. P. “Prospects of solar energy in Ukraine” / C. P. Shapoval, I. I. Venhryn // Young Scientist. – 2014. – № 7. – 21–24 p. (in Ukrainian) [3] Bogoslovskyy V. N. / “Construction thermophysics” / V. N. Bogoslovsky // Textbook for high schools. – 2nd ed., rev. and add. – Moscow : Higher. School, 1982. – 415 p. (in Russian) [4] Ratushniak G. S. Design for the protection of buildings thermophysical parameters : manual / G. S. Ratushniak, G. S. Popova. – Vinnytsya : VDTU, 2003. – 78 p. (in Ukrainian) [5] The thermal insulation of buildings. DBN V.2.6-31: 2006. – № 1 with the change of July 1, 2013. – Kyiv : MRDC, 2006 – 70 p. (in Ukrainian) [6] Mysak J. S. Solar power: Theory and Practice: monograph / J. S. Mysak, O. T. Voznyak, A. S. Dacko, S. P. Shapoval. – Lviv : Lviv Polytechnic National University Publishing House, 2014. – 340 p. (in Ukrainian) [7] Malyarenko V. Energy efficiency / V. Malyarenko, L. Lisak. – Kharkiv : Rubicon, 2004. – 360 p. (in Ukrainian) [8] Matveev Y. Current statistical review / Y. Matveev // Zelena enerhetyka. – 2003. – № 3. – 4–6 p. (in Ukrainian)