Описание
В дипломной работе рассмотрена замена электрической системы отопления на систему отопления с использованием ТНУ от возобновляемых источников энергии. Предлагается применять в качестве низкопотенциального источника теплоты – геотермальную минеральную воду с температурой 430С.
Суть проекта заключается в использовании низкопотенциальной теплоты геотермальной минеральной воды для отопления лечебного корпуса. Целью работы является выбор и расчет оптимального варианта системы отопления для санатория "Рахмановские ключи", а также рассмотрение возможности использования геотермальной воды для отопления лечебного корпуса этого же санатория.
В выпускной квалификационной работе произведена разработка электрической системы отопления для корпуса лечебного №2 спецсанатория «Рахмановские ключи» с применением насосной тепловой установки от возобновляемых источников питания. Проведены расчеты теплопотерь здания через полы, верхние перекрытия и стены, а также рассчитаны теплопотери добавочные и наружных дверей и окон. Определены фактическое и требуемое сопротивление теплопередаче ограждений наружных.
В работе рассмотрена экономическая целесообразность применения тепловой насосной установки (ТНУ). Для этого в техническом помещении лечебного корпуса предусматриваются 2 тепловых насоса. В то же время, геотермальная вода, выходящая из земли с температурой 43 0С круглосуточно сбрасывается в озеро. Термоминеральные воды поступают в ванны непосредственно из недр земли, не подогреваются и тем самым сохраняют свои природные качества. В этом заключается их исключительная ценность и высокая эффективность при лечении ряда заболеваний (болезней суставов, нервной системы, органов кровообращения, последствий воспалительных процессов в брюшной полости, кожных, гинекологических, урологических и профессиональных).
Рахмановские ключи являются и историческим объектом в качестве памятника буддизма.
В данный момент геотермальную воду в санатории используют только для лечения, но большая часть воды сбрасывается в озеро и не применяется. Глупо не обращать внимания на то, что ежедневно теряется теплота, природная теплота, которую с большим успехом можно было бы использовать, не причиняя вреда экологии, экономя невозобновляемые источники энергии. Стоимость путевки на Рахмановские ключи можно было бы существенно снизить (в два-три раза), используя для отопления лечебных корпусов ТНУ.
ТНУ работает по прямому циклу Карно, состоящему из двух изотермических и двух адиабатных процессов. На чертеже 3 принцип работы ТНУ показано: ТНУ состоит из трех контуров – первый контур: вода источника низкопотенциальной теплоты; второй контур: замкнутый, по которому циркулирует рабочее тело (фреон); третий контур: система отопления лечебного корпуса. В испарителе происходит ТО между геотермальной водой и жидким фреоном, который закипает при низких температурах; т.о. фреон становится газообразным и поступает в компрессор, где сжимается до более высокого давления. Далее фреон движется в конденсатор, где происходит ТО между фреоном и водой системы отопления. После конденсатора фреон попадает в расширительный клапан (детандер), затем жидкий фреон снова попадает в испаритель. ТНУ является экологически чистой установкой, т.к. отсутствуют источники загрязнения. ТНУ – экономически выгодная установка, потребляя 1 кВт электричества тепловой насос вырабатывает 3 кВт тепла.
В разделе Экологичность и безопасность проекта рассмотрена техника безопасности при работе с ТНУ как с электроустановками, т.к. при эксплуатации ТНУ кроме нормальных рабочих токов в электросети могут возникать и крайне нежелательные токи, такие как ток короткого замыкания, ток перегрузки и ток утечки. Результатом этих нежелательных токов являются выход из строя оборудования, поражение людей электрическим током и пожары. Именно на прерывание этих нежелательных токов и направлено действие различных защитных приборов, обеспечивающих электробезопасность объекта. Защитными приборами являются: автоматические выключатели, устройства защитного отключения. Также посчитано защитное заземление. Рассмотрено воздействие хладагентов на организм человека.
Произведен подбор оборудования отопительного, описаны принципы действия теплового насоса. Рассчитаны мощности системы отопления.
Рассмотрены задачи и цели автоматизации системы отопления от насосной тепловой установки, а также технология системы отопления и модернизация системы автоматики.
В настоящее время система отопления плохо автоматизирована, так как объект находится в стадии проектирования поэтому, предлагаю автоматизировать следующее: автоматическая подача определенного количества теплоносителя в систему отопления, установить систему контроля над температурой и влажностью внутри помещений, систему контроля с сигнализацией за давлением перед тепловым насосом и давлением в системе отопления, для того чтобы следить за системой отопления, систему контроля над уровнем воды в резервуаре.
Описана, показанная на чертеже, функциональная схема автоматизации. Сделаны выводы об улучшении экономико-технических показателей за счет принятых решений по автоматизации.
