Моделирование тепловых режимов и исследование системы оптимизации теплопотребления здания технического университета

• Автор: Ртищева, Алена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных обозначений.

Введение

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ. ЦЕЛЬ

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Отечественный и зарубежный опыт в сфере сбережения тепловой

энергии.

1.2. Учет тепловой энергии.

1.3. Регулирование теплопотребления

1.4. Опыт внедрения систем учета и регулирования теплопотребления и проблемы получения оптимального экономического эффекта от их использования
1.5. Вопросы создания математических моделей теплового состояния здания. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ
ЗДАНИЯ УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ
2.1. Тепловой баланс помещения.
2.2. Расчет тепловой мощности системы отопления и массового расхода
теплоносителя
2.3. Расчет массового расхода инфильтрирующегося воздуха.
2.4. Расчет массового расхода воздуха, требуемого для вентиляции помещения
2.5. Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
2.5.1. Теплоотдача внутренних поверхностей при свободной конвекции.
2.5.2. Теплоотдача внешних наружных поверхностей.
2.5.3. Расчет коэффициента теплопередачи остекленных проемов
Выводы.
ГЛАВА 3. ПРОГРАММА РАСЧЕТА И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ УЧЕБНОГО КОРПУСА.
3.1. Программа расчета.
3.2. Оценка точности численного исследования.
I 3.3. Численное исследование теплового режима здания технического университета.
3.4. Выбор контрольных помещений системы автоматизированного регулирования теплопотребления.
Выводы.
ф ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО
ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ.
4.1. Система автоматизированного регулирования теплопотребления главного корпуса УлГТУ.
4.2. Оценка эффективности работы автоматизированной системы регулировать теплопотребления главного корпуса УлГТУ.
4.3. Исследование работы системы оптимального теплопотребления.
4.4. Экономическая целесообразность использования системы автоматизированного регулирования теплопотребления.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Список литературы


После мирового энергетического кризиса -х годов, сформировалось целое научно-экспериментального направление, связанное с понятием “здание с эффективным использованием энергии”. Первое такое здание было построено в году в г. Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, по данным Табушцикова Ю. А., Хромец Д. Ю., Матросова Ю. А., Бродач М. М. [2 - 5], заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. На западе давно существуют фирмы, работающие в области энергосберегающих технологий (“SAMSON”, “ESBE”, “NEMEN”, “VESTA” и др. Но, к сожалению, продукция, которую производят эти предприятия, для российского потребителя сравнительно дорогая. К тому же, низкое качество сетевой воды, климатические особенности России в большинстве случаев не позволяют оптимально использовать это оборудование. Хотя, необходимо отметить, что некоторые зарубежные фирмы адаптировались к российским условиям и поставляют достаточно хорошее и относительно дешевое оборудована по учету и регулированию теплопотребления. В последние годы, наше правительство тоже занялось энергосберегающей политикой, хотя по сравнению, например, с Европой, это лишь первые шаги на пути к энергосбережению. Как было отмечено выше, в России уже существуют и успешно работают различные фирмы и предприятия, выпускающие продукцию для учета, регулирования и автоматизации теплопотребления. Технология регулировашш тепло-потребления, как будет показано ниже, довольно проста, и в тоже время она дает достаточно весомую экономию тепловой энергии на объектах конечного потребления. Но, к сожалению, в России пока еще нет широкомасштабного характера использования продукции этих фирм. Энергосбережение начинается с учета. Эта фраза встречается на многих сайтах фирм, производящих и устанавливающих оборудование по учету тепловой энергии [, - , - , , , , 1, 7, 2 - 7]. Она особенно актуальна в условиях рыночных отношений, поскольку неформальной мотивацией инвестиций в энергосбережение служит стремление к снижению платежей за энергию. Следовательно, прежде всего, необходимо наличие объективной меры ее фактического потребления, роль которой и выполнят инструментальный учет. Приборный учет экономически целесообразен уже сам по себе, поскольку платежи бесприборных потребителей, как правило, весьма существенно завышены по сравнению с фактическим потреблением тепла. Имеются многочисленные примеры, »по после оборудования и пуска в эксплуатацию узла учета платежи потребителя за тепло и горячее водоснабжение снижались по данным Лачкова В. И. и Надзвецкого В. К. [ - ], в 2 - 3 раза, а срок окупаемости затрат на внедрение составлял 1 - 2 месяца. Безусловно, имеются и исключения, но основной массе потребителей тепла объективный учет выгоден. За последнее десятилетие появилось множество отечественных фирм-производителей приборов учета, не говоря уже о западных фирмах. Отечественный рынок производителей и поставщиков приборов учета представлен ЗАО “Взлет”, ЗАО “Тсплоучет”, промышленной группой “Мет-ран”, ООО “Пьезоэлектрик”, фирмой “Родник - ЮТ” и др. Современные ко1прольно-измерительные приборы представлены термометрами, манометрами, датчиками давлешш, счетчиками-расходомерами и теплосчетчиками [, , , 1]. Термометры используются для измерения температуры каких-либо тел, сред, в том числе и теплоносителя. Из всего разнообразия приборов - термометров непосредственно для учета применяются так называемые термометры сопротивления и термоэлектрические преобразователи. Чаще всего термометры используются как комплектующие теплосчетчиков. Терморезистор (термопреобразователь сопротивления, активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры) может быть металлическим или полупроводниковым. Принцип действия металлических тсрморезисторов основан на увеличении сопротивления магериала, из которого изготовлен терморезистор (в основном меди или платины), с увеличением температуры. Для металлов зависимость сопротивления от температуры имеет линейный характер.