Разработка системы теплоснабжения административного здания с применением теплового насоса
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Температура внутренней поверхности ограждения равна:
, (1.87)
,
.
,
.
Величина меньше температуры для обоих температурных режимов помещения, поэтому конденсации на внутренней поверхности стены не будет.
Первое условие комфортности
Первое условие тепловой комфортности в помещении определяет сочетания температуры воздуха и температуры, при которой человек, находясь в середине рабочей зоны помещения, не испытывает чувство перегревания или переохлаждения.
Комфортные тепловые условия выражает осредненная температура помещения . При практических расчетах в условиях конвективного отопления за температуру помещения принимают значения температуры воздуха , приведенные в СНиП и ГОСТ.
Обычно значения температуры , и близки. Для помещений, где температура воздуха и температура поверхностей заметно отличаются (например, при периодическом, при лучистом или воздушном отоплении), нормируемую внутреннюю температуру принимают за температуру помещения. Затем проверяют выполнение первого условия тепловой комфортности, используя зависимость между температурой и , установленную для большинства помещений гражданских зданий в холодный период года:
, (1.88)
,
, т.е. .
Второе условие комфортности
Второе условие комфортности определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них.
С математической точки зрения, второе условие комфортности определяет границы изменения переменных, входящих в первое условие комфортности. Действительно, не все сочетания параметров окружающего воздуха, удовлетворяющих первому условию комфортности, являются комфортными для человека. Например, можно подобрать температуру внутреннего воздуха и радиационную температуру помещения, при которых организм человека будет находиться в тепловом балансе с окружающей средой, но большие значения радиационной температуры будут вызывать дискомфорт и перегрев отдельных участков тела.
Не углубляясь в особенности изменения предельных значений, можно выделить следующие границы параметров первого условия комфортности:
1.Температура внутреннего воздуха: .
.Относительная влажность внутреннего воздуха: .
.Скорость движения воздуха: .
.Расход воздуха на 1 человека: .
На комфортную для организма температуру внутреннего воздуха влияют тип одежды и величина метаболизма.
Величина метаболизма человека зависит от многих факторов: активности, массы, роста, питания, возраста и так далее. Поэтому определение значения этой величины для конкретного человека с медицинской точки зрения невозможно. Так же невозможно заранее определить, какой тип одежды выберет человек, какой у него будет рост, вес и фактор конструкции. Следовательно, определить комфортную температуру для конкретного человека невозможно. Но, согласно первому условию комфортности, такая температура существует. Согласно второму условию комфортности, такая температура лежит в определенных пределах. Микроклимат в помещении будет удовлетворять первому и второму условию комфортности. Но если метаболизм человека будет по каким-либо причинам отличаться от расчетного, или он наденет костюм с большей плотностью, или его физическая активность будет несколько больше, чем обычно, или его коэффициент конструкции будет отличаться от стандартного - все это приведет к тому, что температура в помещении не будет комфортной. Несмотря на выполнение первого и второго условий комфортности.
Поэтому для удовлетворения потребностей конкретного человека, чтобы индивидуальный уровень теплопродукции соответствовал теплопотерям в окружающую среду, температура внутреннего воздуха должна устанавливаться индивидуально.
2. СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
2.1 Экономика возобновляемой энергетики
С точки зрения экономики, учёт плюсов и минусов систем возобновляемой энергетики можно наглядно представить как два совмещённых графика. На этом рисунке, для примера, показана сравнительная экономическая оценка двух условных систем отопления Система котла, работающего на дизельном топливе и Система теплового насоса.
Рисунок 2.1 - Сравнительная экономическая оценка двух условных систем отопления
Все затраты по обоим случаям можно разделить на:
1.начальные (разовые) - это постоянные начальные затраты на проектирование, покупку оборудования, вспомогательных аксессуаров и монтаж.
2.эксплуатационные - это переменные (постоянно растущие по времени) затраты на топливо, электроэнергию, ремонт и оплату труда эксплуатационному штату (если требуется).
.суммарные - это переменные (постоянно растущие по времени) затраты, которые являются суммой первых двух.
Из рисунка видно, что имеется особая точка на оси времени, когда суммарные затраты обоих систем сравниваются, и дальше владелец системы возобновляемой энергетики начинает экономить средства. От чего зависит экономия:
от разницы в начальных затратах обоих систем;
от разницы в эксплуатационных затратах обоих систем.
По данному примеру можно сказать, что:
-выход в точку окупаемости происходит за ~ 4,2 года;
-несмотря на то, что начальные затраты теплового насоса в 2,5 раза выше, чем дизельного котла, эксплуатационные расходы последнего (стоимость дизельного топлива, его доставки на объект, ремонт и т