Енергоефективне теплопостачання житлового будинку із використанням геліосистем та малої гідроенергетики
Вантажиться...
Дата
2026
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Дипломний проєкт першого (бакалаврського) рівня вищої освіти на тему: «Енергоефективне теплопостачання житлового будинку із використанням геліосистем та малої гідроенергетики»: пояснювальна записка на 74 с., 13 бібліографічних найменувань; креслеників – 3 аркуші (ф. А2, А3).
Метою проєкту є розробка комплексного енергоефективного рішення теплопостачання одноповерхового житлового будинку на основі комбінованого використання традиційних інженерних мереж та відновлюваних джерел енергії – геліосистем і малої гідроенергетики. Такий підхід забезпечує екологічно безпечне, економічне та автономне функціонування систем опалення і гарячого водопостачання об’єкта.
У роботі виконано теплотехнічну оцінку огороджувальних конструкцій будівлі для суворих кліматичних умов м. Чернігів. Виявлено невідповідність зовнішніх стін, горищного перекриття та вікон нормативним вимогам теплового захисту. Для усунення цього до конструкцій стін і перекриття додано утеплювач із пінополістиролу (товщиною 81 мм та 100 мм відповідно), а також підібрано сучасні двокамерні склопакети з м’яким селективним покриттям, що дозволило досягти нормованих показників. Проведено розрахунки основних і додаткових тепловтрат (7636 Вт), витрат теплоти на нагрівання інфільтраційного повітря (2258 Вт) та побутових тепловиділень (1470 Вт). Сумарне розрахункове теплове навантаження на систему опалення з урахуванням коефіцієнта запасу становить 10109 Вт.
Спроєктовано центральну водяну однотрубну систему опалення з верхнім розведенням (температурний графік 80/65 °С). Як нагрівальні прилади підібрано змійовики з гладких труб діаметром 32 мм, розташовані у два яруси. Розраховано їх фактичну теплопередачу з урахуванням корисної тепловіддачі трубопроводів (2234 Вт). Фактичне сумарне теплове навантаження системи після коригування витрати теплоносія (450 кг/год) становить 11850 Вт, що забезпечує необхідний баланс. Виконаний гідравлічний розрахунок основного циркуляційного кільця показав падіння тиску 3638 Па, що менше наявного розрахункового перепаду (6000 Па) і підтверджує працездатність системи. Визначено теплове навантаження гарячого водопостачання (680 Вт) та обґрунтовано достатність природної інфільтрації для забезпечення вентиляційних потреб (90 м3/год).
У спеціальному розділі розроблено комбіновану схему теплопостачання на базі нетрадиційних джерел енергії. Розрахунки показали, що для повного покриття річного навантаження в умовах Чернігова необхідна площа сонячних колекторів становить 51 м2, що є економічно нераціональним для приватного будинку.
Тому технологічну схему доповнено малою гідроенергетичною установкою як надійним резервним джерелом. Визначено її необхідну електричну потужність (17,3 кВт) для живлення електрокотла прямого нагріву та ємнісного бойлера в періоди дефіциту сонячної радіації, а також розраховано основні конструктивні параметри турбіни (радіус колеса 0,78 м, оптимальна кутова швидкість 9 рад/с).
Розглянуто практичні аспекти експлуатації: випробування геліосистеми, усунення несправностей (повітряні пробки, корозія), а для гідрочастини – кавітацію, засмічення та обслуговування. Виконано порівняльний аналіз теплоносіїв з обґрунтуванням вибору для кожного контуру.
Таким чином, результати проєкту демонструють технічну можливість та інженерну обґрунтованість впровадження комбінованої системи на базі відновлюваних джерел енергії для забезпечення комфортного мікроклімату та гарячого водопостачання.
Правильна реалізація дозволяє зменшити річну потребу в органічному паливі на 20–30% для опалення та на 65–75% для гарячого водопостачання, мінімізуючи антропогенний вплив на довкілля. Проєкт може бути використаний як технічна та розрахункова основа при проєктуванні, будівництві або реконструкції приватних малоповерхових будинків з метою підвищення їх енергоефективності, автономності та впровадження сучасних «зелених» технологій.
Опис
Ключові слова
Бібліографічний опис
Сапон, В. О. Енергоефективне теплопостачання житлового будинку із використанням геліосистем та малої гідроенергетики : дипломний проєкт ... бакалавра : 144 Теплоенергетика / Сапон Владислав Олександрович. – Київ, 2026. – 79 с.