ВКР: Автоматизированная система тёплого пола как подсистема Умного дома

РАБОТА БЕЗ ЧЕРТЕЖЕЙ


Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе магистра была рассмотрена и спроектирована автоматизированная система тёплого пола как подсистемы «Умного дома». Задачей данного проекта поверх самого проектирования системы стояло исследование влияния факторов конструктивных решений на энергоэффективность жилого дома. В ходе исследовательской работы были выявлены различные виды генерации тепла которые были оценены коэффициентом энергоэффективности для выявления самого энергоэффективного метода генерации тепла.
Кроме исследовательской работы была разработана функциональная схема технологического процесса. Был произведён подбор и анализ необходимого технологического оборудования как котельной, так и оборудования распределения в самом доме. Был проведён подбор необходимой автоматики и описания её необходимой настройки под заданный объект. Был создан сборочный чертёж расширительного мембранного бака. Конструкция котельной была выведена на лист общего вида. Разработаны и сконструированы иллюстратор технологического процесса, электрическая принципиальная схема, гидравлическая схема а так же блок схема алгоритма модуля. Результаты исследовательской работы были выведены на соответствующие плакаты. Был создан лист аннотации.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................7
1.ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ..............10
1.1.Разновидности систем отопления «тёплый пол».......................................10
1.2.Принципиальные особенности тёплого пола.............................................12
1.3.Анализ существующих методов автоматизации тёплого пола................14
2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ...........................................................................17
2.1.Технологический процесс монтажа тёплого пола....................................17
2.2.Технологический процесс управления тёплым полом.............................23
3.ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ......................................................................27
3.1.Расчёт архитектурных параметров жилого дома......................................27
3.2. Определение коэффициента энергоэффективности ...............................34
3.3. Автоматизированный теплый пол и коэффициент эффективности генерации тепла природным газом.............................................................................36
3.4. Генерация тепла тепловым насосом..........................................................39
3.5. Генерация тепла гелиоколлектором..........................................................46
4.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ............................................................................53
4.1.Подбор газового котла и дополнительных элементов системы..............53
4.2.Подбор дешламатора...................................................................................57
4.3.Подбор элементов основного коллектора.................................................59
4.4.Подбор вторичных коллекторов.................................................................63
4.5.Подбор труб и соединительных элементов для устройства тёплого пола ...............................................................................................................................645.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ..........................................67
5.1.Выбор автоматики управления...................................................................52
5.2.Выбор электротермических сервоприводов и зонального коммуникатора.............................................................................................................72

5.3.Выбор управляемого смесительного сервопривода..................……............74
5.4.Настройка автоматики..……......…........…........…........…........…........…......75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................89


ВВЕДЕНИЕ
Тёплые полы стали популярной альтернативой радиаторному отоплению за счёт равномерного распределения тепла, скрытого монтажа и увеличенной энергоэффективности, что способствует созданию комфортного и уютного пространства в доме. Поскольку большая часть тепловой энергии радиатора передается в помещение конвекцией, это далеко не идеальное распределение температуры по высоте.
Водяное напольное отопление становится все более популярным: поскольку оно обладает рядом преимуществ и является более энергоэффективными, чем радиаторы, поскольку тепло в данном случае передаётся излучением от нагретой поверхности, за счет чего практически отсутствуют конвективные потоки
Теплый пол также выполняет очень важную экономическую роль: покуда стоимость монтажа системы тёплого пола может быть более затратной, чем монтаж радиаторной системы, тёплый пол обеспечивает существенную экономию энергии. Это связанно с многими аспектами, такими как температура теплоносителя - по сравнению с радиаторной системой, температура жидкости в контуре теплого пола в 2 раза меньше радиаторной и варьируется в диапазоне 30–50 °С. За счёт этого количество средств меньше и тем самым система способна быть экономнее. В системе теплого пола можно также использовать низкотемпературные котлы, которые имеют повышенную эффективность. Еще одна важная проблема радиаторов это их распределение тепла к потолку у стены. Теплый пол же распределяя тепло равномерно в помещении не перегревает перекрытия, из за чего теплопотери через них ниже.