Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Диссертация Кинжибаев

.pdf
Скачиваний:
113
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
2.69 Mб
Скачать

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Оренбургский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

Кинжибаев Азамат Муслимович

Электроснабжение и автоматизация горячего водоснабжения

многоквартирного жилого дома г. Оренбурга с помощью

энергии солнца

35.04.06 – магистр

Научный руководитель: доцент, к.т.н.

____________Патлахов Е.Н.

Оренбург 2015

ПЛАН-ЗАДАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

Ф.И.О. магистранта________Кинжибаев Азамат Муслимович___________________

Тема магистерской диссертации: «Электроснабжение и автоматизация горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома г. Оренбурга с помощью энергии солнца»

Наименование этапа выполнения

 

 

Отметка

п/п

 

Сроки выполнения

руководителя о

диссертации

 

 

 

 

выполнении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Подбор литературы, ее изучение и

 

 

 

обработка. Составление

библиографии

до «20»____02_____2015г.

 

 

по основным источникам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Составление

плана

магистерской

до «27»_____02_____2015г.

 

 

диссертации и согласование его с

 

 

 

руководителем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Разработка и представление на проверку

до «16»_____05_____2015г.

 

 

первой главы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Накопление,

систематизация анализ

до «11»_____09______2015г.

 

 

практических материалов

 

 

 

 

 

 

 

5.

Разработка и представление на проверку

до «11»_____09______2015г.

 

 

второй главы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Согласование с руководителем выводов

до «24»_____09_______2015г.

 

 

и предложений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Переработка (доработка) диссертации в

 

 

 

соответствии

с

замечаниями

и

до «10»_____10______2015г.

 

 

представление ее на кафедру

 

 

 

 

 

 

 

8.

Предоставление диссертации научному

до «6»_____11______2015г.

 

 

руководителю для написания отзыва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Разработка тезисов доклада для защиты

до «20»_____11_______2015г.

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Представление

 

диссертации

на

до «23»_____11_______2015г.

 

 

предзащиту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

Устранение замечаний

полученных

на

до «30»______11______2015г.

 

 

предзащите

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

Допуск к защите (проверка устранения

до «2»______12______2015г.

 

 

замечаний полученных на предзащите)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

Защита диссертации

 

 

 

до «11»_____12______2015г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласовано:

Научный руководитель: к.т.н., доцент ____________ Е.Н. Патлахов «__»___________2015г.

Заведующий кафедрой «Электротехнологии и электрооборудование» к.с.-х.н., доцент_______________И.А. Рахимжанова «__»___________2015г.

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»

АННОТАЦИЯ на соискание квалификационной академической степени магистра

На тему: «Электроснабжение и автоматизация горячего водоснабжения

многоквартирного жилого дома г. Оренбурга с помощью энергии солнца»

Магистранта: Кинжибаева Азамата Муслимовича Факультета: инженерного Направления подготовки: 35.04.06 – «Агроинженерия»

Магистерская программа: Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Руководитель: к.т.н., доцент Патлахов Е.Н.

Кафедра: Электротехнологии и электрооборудование Магистерская диссертация изложена на 83 страницах, содержит 7 таблиц,

15рисунков.

1.Современное состояние проблемы:

B настоящeе время объекты современной энергетики подходят к

рубежу возможностей модернизации. С другой стороны альтернативные установки становятся все более конкурентоспособными. Возникает необходимость разработки теоретической основы для их совместного использования.

2.Цели и задачи исследования:

-Провести анализ состояния систем электроснабжения жилых домов

итеоретически обосновать эффективность сочетания традиционных и возобновляемых энергоресурсов в системах теплоснабжения.

-Проанализировать виды возобновляемой энергии их доступность,

технологии ее преобразования в энергию, которую используют системы теплоснабжения.

- Определить энергетические характеристики возобновляемых источников и условия функционирования гелионергетических установок при использовании солнечной энергии.

- На основе технико-экономических показателей системы

электроснабжения обосновать оптимальные параметры гелиоэнергетических

установок и условия эффективного энергообеспечения потребителей от ВИЭ.

- Разработать рекомендации по выбору рационального сочетания

потребляемых энергоресурсов в системе энергоснабжения многоквартирных

жилых домов (на примере г. Оренбурга).

3. Изучаемые аспекты проблемы:

Источники поступления энергии, условия работы гелиоэнергетических установок, экономический эффект от работы гелиоэнергетических установок.

4.Объекты и объемы исследования:

Система горячего водоснабжения многоквартирных жилых домов с использованием гелиоэнергетических установок.

5.Методы исследования и используемые средства:

Методологической основой исследований является системный подход

к анализу комплексной схемы энергоснабжения. В работе использованы основные положения теоретической электротехники и теплотехники,

электро- и теплоснабжения потребителей, а также методы математического моделирования процессов в системе энергоснабжения, использующей

возобновляемые источники, и оптимизации параметров системы.

6.Новизна и этапы исследования: Научную новизну работы составляют:

показатели и методы оценки использования ВИЭ в системе энергоснабжения потребителей;

зависимости показателя энергообеспечения потребителей и замещения традиционных энергоресурсов от основных параметров гелиоэнергетических установок и энергетических характеристик ВИЭ;

7.Основные результаты исследований:

Проведен литературный обзор источников альтернативной энергии, установок по ее преобразованию, выбраны оптимальные источники для

Оренбургской области, теоретически обоснована эффективность сочетания традиционных и возобновляемых источников энергии в системах горячего водоснабжения.

8.Сфера приложения:

Материалы диссертации могут быть использованы для дальнейшего исследования с последующим внедрением в системах энергоснабжения жилых домов.

9.Форма, уровень и этапы внедрения:

На уровне технической документации, проектировочных методик и методик лабораторных экспериментов.

10.Экономический эффект:

Вусловиях Оренбургской области ГЭУ рекомендуется использовать

для горячего водоснабжения сезонных потребителей, когда за счет рационального сочетания возобновляемых (60%) и традиционных (40%)

энергоресурсов ожидается снижение затрат на энергоснабжение до 30%.

Магистрант__________________

А.М. Кинжибаев

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

8

1.

Общая характеристика систем электроснабжения городов

9

2.

Определение расчетных нагрузок проектируемого жилого дома

11

2.1

Расчет нагрузок жилого дома

11

2.2

Определение расчетной нагрузки освещения

15

2.3 Итоговые данные о потребляемой мощности в проектируемом жилом

 

доме

16

3.

Формирование и выбор схем и параметров распределительных сетей

 

380 В

19

3.1

Выбор сечений жил кабелей 380В

20

3.2

Выбор сечений КЛ по нагреву

20

3.3

Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения

22

4.

Качество напряжения на электроприемниках

23

4.1

Оценка и обеспечение качества напряжения по его отклонению

 

номинального

23

5.

Разработка системы горячего водоснабжения с применением энергии

 

солнца

29

5.1

Расчет теплового баланса помещений здания

29

5.2

Расчет системы отопления

37

5.3

Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения

42

5.4

Использование коллекторов солнечной энергии для горячего

64

водоснабжения

 

6.

Безопасность жизнедеятельности

70

6.1 Защитное заземление. Молниезащита

70

6.2

Инструкции по охране труда при эксплуатации солнечных

 

коллекторов

72

7.Технико-экономическая эффективность применения солнечных

коллекторов

75

Заключение

80

Список литературы

81

Введение

На сегодняшнем этапе развития современного общества,

электроэнергия и централизованное теплоснабжение стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Без них трудно представить жизнь,

современных городов и поселков, являющихся крупными потребителями электрической энергии в стране. От того, насколько рационально спроектирована система электроснабжения города, зависит эффективность функционирования большого числа городских и промышленных объектов,

расположенных на его территории.

Потребители электрической энергии, расположенные на селитебной территории города, условно разделяются на две основные группы: жилые дома и общественно-коммунальные учреждения.

Потребление электроэнергии в жилых домах определяется укладом жизни населения города. В современных жилых домах используется большое количество различных электроприемников, которые подразделяются на электроприемники квартир и на электроприемники общедомового назначения.

Целью данной магистерской диссертации является, в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими документами,

создать экономически целесообразную систему электроснабжения типового многоквартирного жилого дома, обеспечивающую необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей и приемников, а также разработать систему автоматизации горячего водоснабжения с использованием энергии Солнца.

1. Общая характеристика систем электроснабжения городов

Под системой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Основные показатели системы определяются местными условиями:

размерами города, наличием источников питания, характеристиками потребителей и т.д.

Питание городских потребителей осуществляется с помощью распределительных сетей напряжением 6-10 кВ и 0,38 кВ, которые опираются на данные источники питания.

Трансформаторные подстанции с трансформаторами различной мощности питают распределительную сеть 0,38 кВ, схема построения которой зависит от характера потребителей. Для питания промышленных предприятий и коммунально-бытовых потребителей могут применяться самостоятельные подстанции (ТП), не связанные с сетью общего пользования. В зависимости от ответственности потребителей ТП могут быть автоматизированы, т.е. снабжены устройствами для автоматического переключения питания потребителя на резервную линию при внезапном выходе из работы основной линии.

Из рассмотренного следует, что основные показатели системы электроснабжения жилого дома определяются его размерами, параметрами энергосистемы, характеристиками потребителей и другими местными особенностями.

Объектом электроснабжения является типовой многоквартирный жилой дом (26 квартир) с нежилыми помещениями на первом этаже и тех.

подпольем.

Таблица 1.1 Исходные данные

№ здания

Тип здания

 

Количественный показатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жилые здания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12, 13, 17

жилые дома типовой застройки

17 этажей; лифты: 2х7 кВт на 1 секцию

 

 

 

2, 5, 32, 8, 16, 19, 25, 27

жилые дома типовой застройки

12 этажей; лифты: 2х4,5 кВт на 1 секцию

 

 

 

7, 29

жилые дома типовой застройки

14 этажей; лифты: 2х7 кВт на 1 секцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коммунально–бытовые потребители

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сбербанк

Сбербанк

 

 

Ppacч

 

k у

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

= 25 кВт;

= 0,9;

= 0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поликлиника

поликлиника

 

800 пос/смену

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аптека

Аптека

 

 

Ppacч

 

k у

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

= 30 кВт,

= 0,9;

= 0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Детский сад

детский сад

 

По 150 чел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафе

2 зала

 

 

На 20+30 мест

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

школа

с

электрифицированной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Школа

 

 

 

1100 чел.

 

 

 

 

 

 

 

 

столовой и спортзалом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Торговый центр с кондициронированием

Торг. центр (2 этажа)

По площади

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магазин

Мебель

 

 

Поплощади

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физкультурно-оздоровительный комплекс

ФОК

 

 

Ppacч

 

k

у

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

= 0,9;

= 0,9

 

 

 

 

 

= 300 кВт,