Речь для доклада дипломной работы по теплоснабжению здания тепловым насосом

Предлагаем ознакомиться с примером доклада дипломной работы по теплоснабжению административного здания.

Темой дипломной работы является расчетное определение параметров испарителя и конденсатора теплонасосной установки предназначенной для локального теплоснабжения и горячего водоснабжения административного здания 270 ИАЭ НЯЦ РК.

В связи со сложившимся в последнее время резким ухудшением теплоснабжения в условиях г. Курчатова, которое вызывается постоянно возрастающей стоимостью топлива, значительным износом котельного оборудования и острым дефицитом финансирования, разработка альтернативных энергоисточников, таких как, теплонасосные установи, для использования в местных условиях, а затем и распространение опыта в общегосударственном масштабе, является актуальной и перспективной задачей.

Перед выступлением желательно чтобы вы доклад знали "на зубок" и не читали его по бумажке. Все исключительно должно быть из головы, а дипломная работа должна быть выполнена вами и знать вы ее должны на отлично с возможностью ответить на любой вопрос.

Результаты проведенных первоначальных исследований подтверждают принципиальную возможность использования теплонасосных установок. Для принятия решения по широкомасштабному внедрению теплонасосных установок необходимо построить опытно-демонстрационную установку на конкретном объекте, где практически будут отрабатываться технологии проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации.

Для опытно-демонстрационной установки принята теплонасосная установка компрессионного типа с горизонтальным кожухотрубным конденсатором и испарителем затопленного типа.

Во время зачитывания доклада необходимо активно указывать на графические материалы (если таковые имеют место быть): чертежи, схемы, карты, рисунки, графики.

Использовать теплонасосную установку можно по следующей схеме (1 плакат).

В испаритель поступает вода от низкопотенциального источника тепла, где за счет тепла этой воды происходит процесс кипения холодильного агента, пары которого поступают в компрессор

В компрессоре происходит сжатие паров холодильного агента и повышение их температуры далее горячие пары холодильного агента поступают в конденсатор, где конденсируются и отдают тепло воде систем отопления и горячего водоснабжения. Сконденсировавшийся холодильный агент через дроссель вновь подается в испаритель.

Кроме того, из цикла ТНУ видно, что полученная энергия больше затраченной, следовательно, коэффициент преобразования ТНУ больше 1. И в зависимость от температуры НИТ изменяется от 2,5 до 7,9.

Помимо этого, как видно и таблицы, применение ТНУ позволит значительно снизить выброс вредных веществ в атмосферу.

Работа теплообменных аппаратов оказывает существенное влияние на эффективность работы всей теплонасосной установки. Поэтому необходимо подобрать наиболее оптимальные режимы их работы, что и является основной задачей дипломной работы.

Преимуществом горизонтального конденсатора является быстрое удаление конденсата с поверхности труб.

Преимуществом испарителя является: закрытая система циркуляции хладона, компактность, относительно высокая тепловая нагрузка.

Для определения оптимальные режимы работы необходимо произвести ряд расчетов и анализируя полученные результаты выбрать наиболее лучший режим работы. Для этого производились следующие расчеты теплообменников:

- тепловой расчет (определение требуемой площади теплообмена);
- гидравлический расчет (определение потерь давления);
- расчет на прочность (расчет толщины стенки труб и корпуса).

Для производства расчетов необходимы следующие исходные данные:

- характеристика объекта теплоснабжения;
- климатическая характеристика района размещения;
- характеристика низкопотенциального источника тепла;
- тепловая мощность теплонасосной установки;
- марка холодильного агента.

Объектом теплоснабжения является административное здание 270 ИАЭ НЯЦ РК. В качестве расчетной температуры наружного воздуха в расчетах принята температура холодной пятидневки, которая для г. Семипалатинска равна –38 градусов. В качестве низкопотенциального источника тепла приняты грунтовые воды с температурой 8 градусов. Тепловая мощность теплонасосной установки рассчитывается по удельным укрупненным показателям и для зд. 270 составит 300 кВт. Рабочим веществом в установке является фреон R142b.

Когда выбраны и посчитаны все исходные данные, можно приступать непосредственно к расчетам теплообменников.

В тепловом расчете теплообменом с окружающей средой пренебрегается и настройка системы производится таким образом, что в конденсатор подается газообразный хладон с параметрами насыщения, а в испаритель насыщенная жидкость.

Тепловой расчет теплообменников.

Тепловой расчет выполняется итерационным методом, который выполняется в следующем порядке:

Составляется тепловой баланс, на основании которого находится расходы рабочих сред. Коэффициент теплоотдачи при конвекции. Далее для испарителя: тепловые потоки, плотность теплового потока, коэффициент теплоотдачи при кипении. Для конденсатора: среднелогрифмическая разность температур, коэффициент теплоотдачи при конденсации, коэффициент теплопередачи. После этого определяется требуемая площадь теплообмена и температура стенки.

Если принятое значение температуры отличается от рассчитанного более чем на 1%, производится корректировка значения и расчет по приведенной методике повторяется вновь.

В случае получения относительной погрешности в заданных пределах (не выше 1%) результат считаем удовлетворительным, а значение требуемой площади теплообмена истинным.

После того как произведен тепловой расчет переходим к гидравлическому. Расчет ведется по следующим формулам. В состав которых входят коэффициенты сопротивления трения и потери на местные сопротивления. При расчете испарителя потерями на трения пренебрегается в связи с тем, что скорость движения ничтожно мала.

Для проведения расчета были разработаны расчетные программы (в визуальной среде разработки Delphi 4), позволяющие производить теплогидравлический расчет теплообменников при различных режимах работы.

Далее следует расчет на прочность. Основной задачей расчета является определение толщины стенки труб и обечайки. Методика расчета принята из справочника по объектам котлонадзора для сосудов, работающих под давлением.

Для анализа по результатам расчета построены зависимости на основании которых можно сказать, что в конденсаторе

• с увеличением скорости движения рабочих сред требуемая площадь теплообмена уменьшается, что уменьшит металлоемкость аппарата;

• с увеличением скорости циркуляции воды в трубах существенно повышаются потери давления в тракте воды, что приведет к дополнительным затратам энергии на привод насоса;

• при увеличении скорости движения хладона резко возрастают потери давления в тракте холодильного агента.

При этом рекомендуемые параметры:

1. Скорость движения воды 1 м/с;

2. Скорость движения холодильного агента 2 м/с;

3. Площадь теплообмена 20 м2;

4. Число труб 91;

5. Длина труб 3.5 м;

6. Диаметр обечайки 0.4 м.

Для испарителя можно сделать следующие выводы:

• с увеличением скорости движения воды снижается требуемая площадь теплообмена;

• при этом значительно повышаются потери давления в тракте;

• потери давления в тракте холодильного агента не зависят от скорости движения воды в трубах.

При этом рекомендуемые параметры:

1. скорость воды 0.5 м/с;

2. скорость холодильного агента 0.3 м/с;

3. число труб 100;

4. площадь теплообмена 30 м2;

5. длина труб 1.6 м;

Для обеспечения безопасности работы оборудования и повышения эффективности рекомендуется произвести автоматизацию ТНУ.

Основной задачей автоматизации является поддержание заданной температуры внутри помещений, которая решается путем автоматического регулирования температуры, путем изменения производительности компрессора. Изменять производительность можно применением двухпозиционного регулирования, методом пуск – остановка.

Этот метод заключается в том, что при понижении температуры подается сигнал на включение ТНУ, а при повышении на выключение.

Частота включения для ТНУ мощностью 300 кВт не должна превышать 3 раз в час. Для этого необходимо устанавливать бак-аккумулятор. Масса воды для которого определяется из формулы.

Для принятия на данном этапе положительного решения о производстве работ по созданию системы теплоснабжения с ТНУ необходимо произвести обоснование экономической эффективности.

По предварительным оценкам капиталовложения в создание опытно-демонстрационной ТНУ будут составлять 20000-40000 долл. Поэтому в данной работе расчет экономических показателей таких как годовой эконом. Эффект, рентабельность и срок окупаемости капвложений производился для различных значений капвложений из указанного диапазона с шагом 10000 долл. 

Годовой экономический эффект при заданных условиях составляет - долл.

Расчетная оценка экономической эффективности показала следующие результаты:

• срок окупаемости капитальных вложений изменяется в диапазоне 5.5 – 14 лет.

• рентабельность изменяется в диапазоне 18 – 7%.

На основании этого можно сказать, что замена существующей системы отопления на систему с тепловым насосом является эффективным проектом.

В заключении необходимо отметить, что в результате проведенной работы выбраны наиболее оптимальные условия работы теплообменников. Выбрана система автоматизации теплонасосной установки для безопасной и эффективной ее работы. Произведена оценка воздействия теплонасосной установки на окружающую среду. Рассчитана экономическая эффективность теплонасосной установки.

На основании этого можно сказать, что теплоснабжение при использовании теплонасосной установки является неубыточным, т.е. позволяет сэкономить ИАЭ НЯЦ РК от 3712 до 2712 долларов в год. 

Кроме этого, применение тепловых насосов для производства тепла, снижая выбросы вредных веществ в атмосферу, улучшит экологическую обстановку, уменьшит риск для здоровья человека от воздействия этих выбросов.

После зачитывания доклада не забудьте поблагодарить участников за возможность выступить, за уделенное время. Будьте вежливы и опрятно одеты, покажите себя с лучшей стороны.

ВАМ МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО

- Примеры дипломных работ;
- Советы преподавателей - "Как защитить диплом если ты тупой";
- Как написать диплом своими руками. Инструкция и порядок действия;
- Краткая инструкция дипломнику;
- Как работать с литературой и откуда брать информацию для диплома.