Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Обоснование необходимости применения технологии «Теплый пол» для отопления малоэтажных жилых зданий с точки зрения экономической целесообразности и иных конкурентных преимуществ над традиционными источниками теплоснабжения

Содержание:

Введение. 6

1 Анализ
текущего положения в сфере теплоснабжения в РФ, Тюменской области  10

1.1 Анализ
ввода жилого фонда и его благоустройства в Тюменской области  10

1.2 Анализ
состояния теплоснабжения в Российской Федерации. 16

1.3 Обзор
экологических факторов, связанный с системой центрального теплоснабжения. 33

2
Теоретические основы моделирования эффективной системы теплоснабжения
жилищно-коммунального хозяйства. 47

2.1 Обзор
нормативно-законодательной базы по теплоснабжению в РФ.. 47

2.2 Обзор
зарубежной практики теплоснабжения. 51

2.3 Оценка
альтернативных систем отопления. 56

3 Обоснование
целесообразности применения технологии «Теплый пол» для отопления малоэтажных
жилых зданий в Тюменской области. 71

3.1
Теплотехнический расчет вариантов систем отопления малоэтажного жилого дома. 71

3.2
Экономическое обоснование и выбор варианта системы отопления малоэтажного
жилого дома. 79

Заключение. 87

Список
использованных источников. 89

Приложение А.. 94

Приложение Б. 98

Приложение В.. 102

Введение:

На данный момент
проблема энергосбережения — одна из важнейших для строительного комплекса
России. На отопление и горячее водоснабжение ежегодно расходуется не менее 200
млн тонн условного топлива. Стоимость отопления жилых домов составляет 27-30%
от общего потребления тепловой энергии, а стоимость обогрева 1 м2 общей площади
жилого дома превышает аналогичный показатель в странах с сопоставимыми с
Россией климатическими условиями в 2,5 — 3 раза.

Существующей проблемой является то, что в большинстве
существующих зданий не высокие теплозащитные свойства ограждающих конструкций.
Потери тепла через закрытые конструкции составляют примерно 19–30%, а
потребление тепла на инфильтрацию и вентиляцию достигает 35% от общего годового
потребления энергии. Таким образом, просто за счет снижения потерь тепла
потребление энергии в зданиях можно снизить почти на 50%.

Поэтому сегодня
крайне важно решать проблемы с увеличением энергосбережения и отоплением. Более
рациональному использованию энергии способствуют меры по улучшению тепловой
защиты зданий. Решения, принятые в последние годы, были направлены на решение
этой проблемы.

Согласно этому можно
сформулировать гипотезу: использование полового лучистого отопления позволит снизит теплопотери и эксплуатационные расходы
системы отопления.

Причины, по которым теплый пол более экономичен с точки зрения
потребления тепловой энергии:

— снижение теплопотерь в помещении за счет специфики распределения температуры
воздуха по высоте помещения по сравнению с системами конвективного отопления;

— отсутствие бесполезных потерь тепла, связанных с перегревом наружных
ограждений в местах установки тепловых узлов (конвекторов или радиаторов);

— использование теплоносителя с более низкой температурой, что позволяет
использовать в качестве источников тепла нетрадиционные источники энергии.

Опыт эксплуатации помещений с подогревом показывает, что в таких
помещениях ощущается перегрев, который помимо теплового дискомфорта для людей
приводит к чрезмерному расходу тепловой энергии. Это приводит к неверной оценке
преимуществ теплого пола как варианта энергосберегающей технологии и поднимает
вопрос о необходимости выявления и устранения причин сложившейся ситуации.

Теплопередача конвекцией от поверхности пола рассчитывается с
использованием результатов, полученных в основном путем обобщения
экспериментальных данных по исследованию конвективной теплопередачи на плитах в
неограниченном объеме среды. В действительности комната представляет собой
замкнутый объем воздуха, ограниченный окружающими его поверхностями, которые
могут только влиять на процесс теплообмена. Это обстоятельство тоже бросается в
глаза при проектировании теплого пола.

Поэтому разработка метода определения теплопотерь через ограждающие
конструкции помещений, оборудованных теплыми полами, основана на более
реалистичном учете условий теплообмена, определении температуры поверхности
пола и разработке технического метода расчета параметров теплоносителя для
такой системы. очень актуальная задача и представляет научный и практический
интерес.

Целью работы является обоснование необходимости применения технологии «Теплый
пол» для отопления малоэтажных жилых зданий с точки зрения экономической
целесообразности и иных конкурентных преимуществ над традиционными источниками
теплоснабжения.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи:

— изучить текущее состояние системы теплоснабжения в России;

— выполнить обзор систем отопления в России и за рубежом, изучить
нормативную документацию по системам топления в России;

— произвести теплотехнические и экономические расчеты нескольких
вариантов систем теплоснабжения и обосновать эффективность применения
технологии «Теплый пол».

Заключение:

В настоящее время очень
важно применять современные методы, позволяющие решать задачи улучшения
внутренней среды жилых помещений, энергосбережения и защиты окружающей среды от
загрязнения.

В работе рассмотрел
технические возможности и экономическую возможность установки отопления в жилом
доме в виде теплого пола типовой конструкции в климатических условиях г. Тюмень.
Основные выводы, сделанные в ходе исследования работы, способствовали
достижению этой цели:

Жилой фонд России в
настоящее время изношен, развивается в основном за счет ремонта и
реконструкции, и требует огромного количества энергии для обеспечения отопления
и других объектов.

Современные технические
достижения и технологии позволяют использовать половое отопление в России, и
большой опыт использования таких систем был накоплен в Скандинавских странах и
Европе.

Эффективность системы
оценивается путем сравнения стоимости системы, которая сравнивается с другими система
отопления. В системах отопления системой теплого пола эксплуатационные расходы
очень низкие по сравнению с эксплуатационными расходами традиционных отопительных
систем.

Целью работы являлась обоснование необходимости применения
технологии «Теплый пол» для отопления малоэтажных жилых зданий с точки зрения
экономической целесообразности и иных конкурентных преимуществ над
традиционными источниками теплоснабжения.

В первой главе
рассмотрены предпосылки необходимости замены традиционного радиаторного
отопления альтернативные системы, которыми являются системы отопления теплых
полов.

Было выяснено, что
существующие системы отопления не справляются со своими задачами и их
необходимо заменить. Современные же предложения в сфере отопления показывают
малую затратность вложений и эксплуатационных расходов на период использования
оборудования.

Вторая глава посвящена исследованию
международного опыта отопления и формулированию основных предложений по теме
исследования. Было определено, что возможными альтернативными вариантами
отопления в России являются системы теплого пола.

В третьей главе выполнен теплотехнический
расчет трех систем отопления: традиционного радиаторного, теплого водяного пола
и электрического теплого пола. Также проведен экономический расчет монтажа
систем и расчет эксплуатационных расходов. По итогу расчета экономической
эффективности было определено, что самый выгодный вариант системы отопления –
это теплый водяной пол. Срок окупаемости данной системы – 5 лет, в 5 году мы получим чистый дисконтированный доход в размере 32,7
тыс. руб.

Таким образом, в работе
решены все поставленные автором задачи, цель работы достигнута.

Фрагмент текста работы:

Согласно анализу представленных на рисунке 1.2
статистических сведений в Тюменской области в сфере жилищного строительства в
2000–2017 гг. отмечаются две противоположные тенденции. Так ввод жилья в
2000–2015 гг. имел тенденцию к росту, увеличившись ща период в 3,7 раза.
Затем динамика отрицательна, и в 2018 г. ввод в действие жилых домов в
регионе сократился на 27,3 % по сравнению с уровнем 2015 г. В среднем
ежегодно анализируемый показатель в 2000–2017 гг. рос на 11,8 %, что,
безусловно, положительно характеризует сектор жилищного строительства в
Тюменской области.