Разработка и оценка эффективности мероприятий по снижению энергозатрат жилого здания

ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 Факультет Энергетический

       Кафедра Теплотехники  и энергообеспечения предприятий

Специальность Энергообеспечение                            предприятий

  Форма обучения очная

   Курс, группа 4, 1

 

 

 

 

ПЛАТОНОВ АРТУР ВАСИЛЬЕВИЧ

Разработка и оценка эффективности мероприятий по снижению

энергозатрат жилого здания

Курсовая работа

 

 

     

 

       

 

        «К защите допускаю»

         Руководитель:

                                                                                ассистент Сафин Ф.Р.

 

                                                                         «       »                         2012 г.

 

 

 

Оценка при защите:

 

            

«      »                             2012 г.

 

 

 

 

Уфа 2012

РЕФЕРАТ

 

 

Работа: 30 стр., 4 рисунка, 1 лист графического материала формата А1 .

 

 

  ПОТЕРИ ТЕПЛОВЫЕ, ОГРАЖДЕНИЯ НАРУЖНЫЕ,  ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОВАЯ, ВОДОСНАБЖЕНИЕ ГОРЯЧЕЕ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ,

ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ БЫТОВЫЕ, ПОТЕРИ ДОБАВОЧНЫЕ, ИНФИЛЬТРАЦИЯ

 

 

Курсовая работа предусматривает разработку энергосберегающих мероприятий жилого дома.

В процессе работы произведены: теплотехнический расчёт ограждающих конструкций, расчёт потерь теплоты, добавочные тепловые потери через ограждающие конструкции, расчет потерь теплоты на инфильтрацию, бытовых тепловыделений, расход тепловой энергии на горячее водоснабжение, оценка годовой экономии тепловой энергии в условном топливе.

Графическая часть курсовой работы содержит план и разрез жилого дома, мероприятия по энергосбережению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

РЕФЕРАТ                                                                                                         3

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                      5

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ                                                                                  6

1 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ С ПРИМЕНЕНИЕМ  

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УТЕПЛЕНИЮ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ                                                          7

1.1 Тепловые потери через стены                                                                  7

1.2 Расчёт потерь теплоты через потолок                                                   10

1.3 Расчёт потерь теплоты через полы                                                      12

1.4 Добавочные тепловые потери через ограждающие конструкции      14

1.5 Расчёт потерь теплоты на инфильтрацию                                             15

1.6 Расчёт бытовых тепловыделений                                                          17

7. Расчёт потерь теплоты через окна и двери                                           17

         2 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ  

         МЕРОПРИЯТИЙ ЗДАНИЯ                                                                         18

3  РАСХОД ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ГОРЯЧЕЕ

 ВОДОСНАБЖЕНИЕ                                                                                    26   4 ОЦЕНКА ГОДОВОЙ ЭКОНОМИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

 В УСЛОВНОМ ТОПЛИВЕ                                                                        28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                      29

        БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК                                                          30

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

По номерам зачётной книжки: 281089.

Населённый пункт : Янаул.

Расчётная температура наружного воздуха: tнв=-200С; tнр=-370С; tхс=-400С.

Расчётная скорость воздуха: u=3,6 м/с.

Материал стен : кирпичная кладка.

Коэффициент теплопроводности: λ=0,76 Вт/(м·С);

Коэффициент теплоусвоения: S=9,77 Вт/(м2·С);

Штукатурка : гипсокартон.

Коэффициент теплопроводности: λ=0,29 Вт/(м·С);

Коэффициент теплоусвоения: S=4,62 Вт/(м2·С);

Засыпка: вермикулит вспученный .

Коэффициент теплопроводности: λ=0,09 Вт/(м·С);

Коэффициент теплоусвоения: S=1,08 Вт/(м2·С).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Мероприятия по энергосбережению на объектах ЖКХ можно подразделить на мероприятия по экономии тепловой энергии у потребителей. Мероприятия по энергосбережению позволяют снизить издержки потребителей энергоресурсов, уменьшить износ оборудования и потери ресурсов при их транспортировке.

 В издержках любого предприятия  оплата энергопотребления составляет  примерно десятую часть, и доля  этих расходов постоянно растет, отвлекая существенные средства из бюджета развития, от капитального строительства и модернизации производства.

 Мероприятия по энергосбережению  должны представлять собой комплексную  программу действий, в которой  будут учитываться новые данные и результаты исследований, возможность использования различных источников инвестиций. Для создания такой программы предприятие должно осуществить ряд мер. В их число входят:

• комплексное энергетическое обследование предприятия;
• получение от энергоаудиторов рекомендаций по внедрению необходимого оборудования с пониженным уровнем энергопотребления.

 На основании энергетического  паспорта предприятия и рекомендаций  обследующей компании происходит  разработка комплексной программы  и выполнение ее мероприятий.

С принятием Федерального закона от 23.09.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности…» мероприятия по энергосбережению, регулярное проведение энергоаудита и повышение энергоэффективности производств стало предметом государственного стимулирования.

 

 

1 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ С  ПРИМЕНЕНИЕМ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ  МЕРОПРИЯТИЙ ПО УТЕПЛЕНИЮ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

 

1. Тепловые потери через стены

 

Тепловые потери через стены в Вт определяются по формуле [1]

,                                               (1)

где - основные тепловые потери через строительные конструкции, Вт;

       -добавочные теплопотери, Вт.

          Основные  потери теплоты через отдельные ограждения в Вт определяются по выражению [1]

                                                 (2)

где – общее термическое сопротивление теплопередачи ограждения, (м2·К)/Вт;

       – площадь ограждения, ;

        tв, tнр – расчётные температуры внутреннего и наружного воздуха, tв=200С, tнр=-370С [5];

        n – поправочный коэффициент к расчётной разнице температур, принимаемый в зависимости от положения ограждения к наружному воздуху, n=1 [1].

        Площадь ограждения  в определяется по формуле

                                                   

, (3)

где – высота ограждения, ;

       – длина ограждения, ;

       - площадь окон, ;

      - площадь дверей, .

          Определим площади стен.

Примем высоту потолков H=2800 мм =2,8м;

Размер проёма  окна 1400·1200 мм;

Площадь проёма окна Аок=1400·1200=1680000мм2=1,68м2;

Размер дверного проёма 2000·950 мм;

Площадь дверного проёма Адв=2000·950=1900000мм2=1,9м2 .

         Площадь ограждения составит.

           Общее  термическое сопротивление теплопередачи  стен  в (м2·К)/Вт определяются по формуле [1]

,                                              (4)

где – термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, Rв=0,115 (м2·К)/Вт [1];

        – термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Rн=0,0435 (м2·К)/Вт [1];

          - сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев слойного ограждения толщиной , в м, теплопроводностью , в .

          Определим основные потери теплоты через стены в (м2·К)/Вт

         

 

Определим   нормируемое сопротивление теплопередаче в (м2·К)/Вт  по формуле [4] и она составит:

 

                                   

;                                     (5)

[6];

 

Толщина изоляции в м составит

 

 

Примем стену, состоящую из 4 слоев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 Схема разбивки стены на слои: 1- виниловый сайдинг( =1,1 мм, =0,163 Вт/(м2×0С), S=0,086 Вт2/(м×0С)); 2-пенопласт ( =100 мм, =0,047 Вт/(м×0С),S=0,086 Вт/(м2×0С)); 3-кирпичная кладка( =620 мм , =0,76 Вт/(м×0С), S=9,77 Вт/(м2×0С);4-гипсокартон( =20 мм , =0,29 Вт/(м×0С), S=4,62 Вт/(м2×0С)

 

          Общее  термическое сопротивление теплопередачи  стен составит

.

Условие выполняется.

С учётом толщины расчётного слоя ограждения определяем степень массивности ограждения по величине коэффициента теплоусвоения [1]

                                                 (6)

где Si – коэффициент теплоусвоения материала соответствующих слоев ограждения, Вт/(м2. 0С).

         Степень  массивности ограждения по величине коэффициента

теплоусвоения D составит

Ограждения считаются при D >7-массивными.

        Потери тепла через стены составят

.

 

2. Расчёт потерь теплоты через потолок

Примем потолок, состоящий из 4 слоёв.

Рисунок 2 Схема разбивки потолка на слои: 1-ж/б плита (

=150 мм, =1,92  Вт/(м×0С), S=17,98 Вт/(м2×0С)); 2-рубероид ( =2 мм, =0,17  Вт/(м×0С), S=3,53 Вт/(м2×0С)); 3-вермикулит вспученный ( =50 мм, =0,09  Вт/(м×0С), S=1,08 Вт/(м2×0С)) 4-пенопласт ( =220 мм, =0,047 Вт/(м×0С),S=0,086 Вт/(м2×0С)).

Нормируемое сопротивление теплопередачи потолка составит

(м2·К)/Вт;             (7)

      Общее термическое сопротивление теплопередачи потолка   в (м2·К)/Вт составит

.

При подборе толщины отдельных слоев конструкции должно выполняться условие

. (8)

          Условие выполняется.

Если учесть, что основное термическое сопротивление теплопроводности ограждения создается за счет основного слоя изоляции, то толщина изоляции в м определяется по выражению [4]

, (9)

где - теплопроводность пенопласта , .

         Толщина  изоляции  в м составит

                              .

          Фактическое термическое сопротивление теплопередачи потолка в (м2·К)/Вт  составит  

.

          Условие выполняется.

    С учётом полученной толщины расчётного слоя ограждения определяем степень массивности ограждения по величине коэффициента теплоусвоения

                                                                                               (10)

где Si – коэффициент теплоусвоения материала соответствующих слоев ограждения, Вт/(м2. 0С).

Ограждения считаются при D 4 - легкой массивности.

Основные потери через потолок будут равны

Вт. (11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Расчёт потерь теплоты через полы

 

Рисунок 3 Схема разбивки пола на зоны.

       Тепловые потери  не утепленных полов Фn в Вт определяются по выражению [1]

                                          

                              (12)

где R1, R2, R3, R4 – термическое сопротивление отдельных зон не утепленного пола, R1=2,15 (м2·К)/Вт, R2=4,3 (м2·К)/Вт, R3=8,6 (м2·К)/Вт, R4=14,2 (м2·К)/Вт;

      А1, А2, А3, А4 – площади соответственно 1, 2, 3, 4 зон полос, м2;