УДК699.86
СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДОМА С ПОМОЩЬЮ ГАЗОВОГО ОТОПЛЕНИЯ
И ТЕПЛОВОГО НАСОСА
Е. Е. Камышева1, С. В. Дахин2
1Студент гр. мПТ-191, elettradeyfn@mail.ru 2Канд. техн. наук, доцент,svdakhin@cchgeu.ru
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
В данной работе представлены два варианта теплоснабжения дома. Приведён расчёт теплопотерь здания через ограждающие конструкции, вентиляцию, инфильтрацию. Основываясь на проведённое исследование, было выведено заключение о том, какой из двух способов теплоснабжения частного жилого дома является более выгодным.
Ключевые слова: система отопления, электричество, теплоснабжение, котел, тепловой насос.
Основная часть затрат на ЖКХ приходится на отопление. Объясняется это условиями функционирования зданий во время отопительного сезона на значительной части территории России, когда их теплопотери через ограждающие конструкции намного выше, чем внутренние тепловыделения. Чтобы поддержать требуемый температурный режим необходимо устанавливать в зданиях отопительные системы.
Характеристикам работы отопительной системы необходимо принмать во внимание теплофизические особенности конструктивных составляющих здания и быть увязанными с работой прочих инженерных систем, в первую очередь, с рабочими значениями системы вентиляции и кондицинирования воздуха
[1, 2].
Задачей данной работы является выявление наиболее эффективного и экономичного способа отопления частного дома издвух предложенных: традиционное газовое и тепловой насос.
Для начала определим общие тепловые потери для здания, схема кот- рого приведена на рисунке, по [3].
52
Рис.Схема здания
Параметр сопротивления теплопередаче теплозащитной конструкции сооружения R ,(м2·K)/Втопределяетсяпоследующей формуле[4]:
|
|
R = |
1 |
|
+ ∑RS + |
1 |
, |
(1) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
αВ |
|
S |
αН |
|
|||
где |
αВ |
– коэффициент |
теплоотдачи внутренней оболочки здания, |
||||||
Вт/(м2·K);αН |
– коэффициент теплоотдачи внешней наружности ограждающей |
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
конструкции, Вт/(м·К); RS –термическое сопротивление слоя, (м·K)/Вт. |
|||||||||
Найдём |
теплопотери через теплозащитную |
оболочку здания Q по |
|||||||
формуле, Вт: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = |
|
F(tв −tот ) |
, |
(2) |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
53
|
где tв – |
расчётная |
температура |
воздуха в |
помещении, |
°С; |
|
tот |
– средняя |
температура |
воздуха |
снаружи |
помещения, |
°С; |
|
F –площадь дома, м2. |
|
|
|
|
|
||
|
Теплопотери через вентиляциюQВ ,Втопределяются по формуле [5]: |
||||||
|
|
V K |
|
−tнар ), |
|
(3) |
|
|
|
QВ = |
|
B ρc(tв |
|
||
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
где V – объём помещения, м3; KB – кратность воздухообмена; tнар –
температура наружного воздуха,°C; ρ – плотность воздуха вздании, кг/м3; c –
удельная теплоёмкость воздуха,кДж/(кг·°С).
Рассчитаем количествотеплоты, которое необходимона нагревание инфильтрующегося воздуха Qi , Вт:
Qi = 0,28Ln ρc(tв −tнар )k , |
(4) |
где Ln – расход отводимого воздуха, которые не возмещается подогре-
тым приточным воздухом, м3/ч; k – коэффициент учёта воздействия встречного теплового потока в конструкциях.
В результате расчёта получили общие тепловые потериQ =6921,644
Вт. Учитывая полученные значения тепловых потерь, производим подбор оборудования отопительной системы.
Для водяного отопления с газовым котлом понадобится 210000 руб., с учётом стоимости подключения и монтажа.Для установки теплового насоса и всех сопутствующих комплектующих необходимо потратить 750000 рубТеперь.
рассчитаем затраты на стоимость газа и электричества за отопительный сезон. Для газа эти затраты составят 23166 руб., для электричества–46956 руб.
Таким образом, в данной работе были рассчитаны тепловые потери выбранного дома, на основании чего подобрано оборудование для системы отопления. Более выгодным вариантом отопления является водяное с газовым котлом. Тепловой насос разумно устанавливать при случае, если нет возможности подключения дома к газовой магистрали.
54
Литература
1.Теплоснабжение и вентиляция / Б.М. Хрусталев, Ю.Я. Кувшинов, В. М. Копко и др.; под ред. Б.М. Хрусталева. – М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2008. –784 с.
2.Каменев, П.Н. Отопление и вентиляция. В 2-х ч. / П. H. Каменев., A.H. Сканави, В.H. Богословский. –М.: Стройиздат, 1975.–Ч. 1. –483 с.
3.Авторский журналВиктора Борисова. – Электрон. дан. – Режим до-
ступа: https://victorborisov.livejournal.com.
4.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий– Электрон. дан.– Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/120009552.
5.СП 60.13330.2016. Отопление, вентиляция икондиционирование воз-
духа–Электрон. дан.–Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/456054205.
55