Ртищева Алена Сергеевна. Моделирование тепловых режимов и исследование системы оптимизации теплопотребления здания технического университета

Краткое описание

Ртищева Алена Сергеевна. Моделирование тепловых режимов и исследование системы оптимизации теплопотребления здания технического университета : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.18.- Ульяновск, 2006.- 120 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3054

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ульяновский государственный технический университет
На правах рукописи
РТИЩЕВА АЛЕНА СЕРГЕЕВНА
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ
СИСТЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Специальность 05.13.18 - “Математическое моделирование, численные
методы и комплексы программ”
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель — доктор технических наук,
профессор Н.Н. Ковальногов
Ульяновск - 2006
СОДЕРЖАНИЕ
Список основных обозначений 4
Введение 5
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1. Отечественный и зарубежный опыт в сфере сбережения тепловой
энергии 8
1.2. Учет тепловой энергии 10
1.3. Регулирование теплопотребления 24
1.4. Опыт внедрения систем учета и регулирования теплопотребления и
проблемы получения оптимального экономического эффекта от их ис-пользования 29
1.5. Вопросы создания математических моделей теплового состояния зда¬ния. Цель и задачи исследования 32
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЯ УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ 35
2.1. Тепловой баланс помещения 35
2.2. Расчет тепловой мощности системы отопления и массового расхода
теплоносителя 39
2.3. Расчет массового расхода инфильтрирующегося воздуха 41
2.4. Расчет массового расхода воздуха, требуемого для вентиляции поме¬щения 44
2.5. Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций 44
2.5.1. Теплоотдача внутренних поверхностей при свободной конвек¬ции 44
2.5.2. Теплоотдача внешних (наружных) поверхностей 46
2.5.3. Расчет коэффициента теплопередачи остекленных проемов 47
Выводы 48
ГЛАВА 3. ПРОГРАММА РАСЧЕТА И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ УЧЕБНОГО КОРПУСА 49
3.1. Программа расчета 49
3.2. Оценка точности численного исследования 53
3.3. Численное исследование теплового режима здания технического уни-верситета 55
3.4. Выбор “контрольных” помещений системы автоматизированного ре-гулирования теплопотребления 79
Выводы 80
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ 81
з
4.1. Система автоматизированного регулирования теплопотребления глав¬ного корпуса УлГТУ 81
4.2. Оценка эффективности работы автоматизированной системы регули¬рования теплопотребления главного корпуса УлГТУ 85
4.3. Исследование работы системы оптимального теплопотребления 87
4.4. Экономическая целесообразность использования системы автоматизи-рованного регулирования теплопотребления 96
Выводы 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 99
Список литературы 100
ПРИЛОЖЕНИЯ 109
П.1. Акт внедрения 109
П.2. Акт внедрения 110
П.З. Свидетельство о регистрации программы 111
П.4. Программа расчета теплового состояния здания высшего учебного за-ведения. Фрагменты управления масштабом 115
П.5. Метеоданные за период с января по ноябрь 2005 г. (за время работы
системы автоматизированного регулирования теплопотребления) 116

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
1. Разработана математическая модель теплового состояния здания учеб¬ного заведения, учитывающая его специфику и связанную с ней все возможные теплопотери и теплопоступления. Модель реализована в компьютерной про- ы грамме.
^ 2. Получены результаты численного исследования, которые показывают,
что различные направления ветра оказывают разное влияние на тепловое со¬стояние помещений здания, а также, что снижение температуры наружного воздуха на 5°С ведет к снижению температуры внутреннего воздуха помещений здания на 1 -2 °С.
1. Разработаны организационно-технические решения, связанные с выбо¬ром схемы регулирования и “контрольных” помещений при установке обору¬дования системы оптимального теплопотребления в здании главного корпуса УлГТУ.
ф 4. Разработана методика оперативной оценки эффективности работы авто¬
матизированной системы регулирования теплопотребления.
5. Получены результаты исследования работы автоматизированной систе¬мы регулирования теплопотребления главного учебного корпуса УлГТУ, при £ этом установлено, что экономия за исследуемый период (с декабря 2004 г. по
ноябрь 2005 г.) составила 257 тыс. рублей, что полностью окупило затраты на оборудование и установку системы.