Энергообеспечение индивидуального дома с усадьбой в п. Томинском Сосновского района с разработкой систем отопления и вентиляции

В выбранном котле отвод продуктов сгорания производится в дымоход с диаметром 200 мм, минимальная требуемая тяга дымохода 2 Па, температура дымовых газов ? 100 ⁰С. Высота дымохода составляет 7,0 метров. Таким образом, обеспечим хорошую тягу и исключим задувание.

7. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛОГО ДОМА

7.1 Определение расчетной электрической нагрузки на вводе

Потребителями электроэнергии в проектируемом жилом доме являются: электрическое освещение, бытовые электроприборы, компрессор, автоматика котла, погружной насос системы водоснабжения, насос системы отопления.

Нагрузка дома на электрическое освещение и бытовые электроприборы (Р_б) согласно заданию на проектирование составляет 12,5 кВт. Мощность погружного насоса 0,87 кВт, мощность потребляемая котлом и автоматикой котла 7,54 кВт, мощность венткамеры 4,8 кВт, мощность компрессора 0,06 кВт, мощность духового шкафа 1,5 кВт.

Мощность дневная максимальная Р_д =16,4 кВт, вечерняя максимальная Р_в = 20,5 кВт. Для остальных домов примем Р_д =9,7 кВт, Р_в =12,5 кВт.

7.2 Выбор сечения проводов наружной сети 0,38 кВ

Схема электроснабжения поселка

Рисунок 7.1 - Схема электроснабжения поселка

7.2.1 Определение расчетных нагрузок на участках ВЛ 0,38 кВ и 0,22 кВ

Так как все потребители однородны и соизмеряемой мощности, расчетные нагрузки Р_д и Р_в, кВт, определяем используя коэффициент одновременности

, (7.1)

, (7.2)

где К_о - коэффициент одновременности [11].

Определяем реактивные мощности и , квар, по формулам

, (7.3)

, (7.4)

где tg ц - коэффициент реактивной мощности сельскохозяйственных потребителей, =0,48, =0,4.

Полная мощность сети , кВА, определяется по формуле:

, (7.5)

, (7.6)

Определим активную нагрузку на участке 0-1 по формулам (7.1) и (7.2).

кВт,

кВт.

Определим реактивную мощность на участке 0-1 по формулам (7.3) и (7.4).

квар,

квар.

Определим полную мощность на участке 0-1 по формулам (7.5) и (7.6).

кВА,

кВА.

Расчет остальных участков производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.1.

Расчет линии 0,22 кВ производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.2.

Таблица 7.1 - Расчетная нагрузка на участках линии 0,38 кВ

№ уч.	Ко	Активная нагрузка	Реактивная нагрузка	Полная нагрузка
		Рд	Рв	Qд	Qв	Sд	Sв
0-1	0,75	41,4	53	19,8	21,2	45,9	57
1-2	0,75	34	43,5	16,3	17,4	37,7	46,8
2-3	0,75	26,8	34	12,8	13,6	29,7	36,6
3-4	0,75	19,6	24,75	9,4	9,9	21,7	26,6
4-5	0,75	12,3	15,4	5,9	6,2	13,6	16,6

Таблица 7.2 - Расчетная нагрузка на участках линии 0,22 кВ

№ Уч.	Ко	Активная нагрузка	Реактивная нагрузка	Полная нагрузка
		Рд	Рв	Qд	Qв	Sд	Sв
0-1	0,75	14,5	18,7	6,96	7,48	16,08	20,14
1-2	1	9,7	12,5	4,65	5	10,75	13,46
0-3	0,75	14,5	18,7	6,96	7,48	16,08	20,14
3-4	1	9,7	12,5	4,65	5	10,75	13,46
0-5	1	16,4	20,5	7,87	7,56	18,2	21,8

7.2.2 Определение рабочего тока в линиях , А, определим по формуле

, (7.7)

Определим рабочий ток на участке 0-1 по формуле (7.7)

А,

А.

Расчет остальных участков производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.3.

Расчет линии 0,22 кВ производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.4.

7.2.3 Выбор сечения провода

Выбираем сечение провода по экономическим интервалам нагрузок. При этом минимальное сечение проводов принимается исходя из их механической прочности. Согласно нормам технологического проектирования принимаем в линии 0,38 кВ - СИП 2А - 3х50+1х50, а для линии 0,22 - СИП 2А - 3х35+1х50 [9].

По экономическим интервалам нагрузок выбираем провод СИП 2А - 3 Ч 50 + 1 Ч 50, а для линии 0,22 - СИП 2А - 3 Ч 35 + 1 Ч 50 [9].

Проверяем предлагаемое сечение по условию нагрева.

I_{р. max} ? I_доп , (7.8)

142 А < 155 А.

Условие по нагреву удовлетворяется.

Проверим выбранное сечение проводов по потере напряжения при ДU_доп%= %

Фактическая потеря напряжения , определяется в процентах от номинального значения.

, (7.9)

где r_о - удельное активное сопротивление провода, Ом/км, r_о = 0,6 Ом/км [9];

x_о - удельное индуктивное сопротивление провода, x_о = 0,08 Ом/км [9];

L - длина участка, м.

Фактическая потеря напряжения на участке 0-1 определяется по формуле (7.9)

.

Расчет остальных участков производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.3.

Расчет линии 0,22 кВ производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.4.

Таблица 7.3 - Сечения проводов и допустимые потери напряжения на участках линии 0,38 кВ

№ участка	длина участка, км	марка провода	сечение провода	Iр. мах, А	Iдоп, А	фактическая потеря U%
0-1	0,04	СИП	50	142	155	0,92
1-2	0,04	СИП	50	117	155	0,76
2-3	0,04	СИП	50	91,5	155	0,59
3-4	0,04	СИП	50	66,5	155	0,43
4-5	0,04	СИП	50	41,5	155	0,27

Таблица 7.4 - Сечения проводов и допустимые потери напряжения на участках линии 0,22 кВ

№ участка	длина участка, км	марка провода	сечение провода	Iр. мах, А	Iдоп, А	фактическая потеря U%
0-1	0,04	СИП	35	91,5	125	1,4
1-2	0,08	СИП	35	61,2	125	0,93
0-3	0,12	СИП	35	91,5	125	1,4
3-4	0,04	СИП	35	61,2	125	0,93
0-5	0,2	СИП	35	99	125	1,5

Сравним фактическую потерю напряжения с допустимой потерей.

ДU_факт%? ДU_доп% , (7.10)

Выбранное сечение проводов проходит по допустимой потере напряжения 3% ? 8 %

7.3 Расчет токов короткого замыкания

7.3.1 Исходная схема для расчета токов КЗ

Расчет токов КЗ начинается с выбора расчетной схемы (рисунок 7.2), на которой указываются марки проводов и их сечение, длины участков линий электропередач. На расчетную схему наносят точки КЗ - у каждого потребителя.

7.3.2 Схема замещения для расчета токов КЗ

По исходной схеме составляется схема замещения (рисунок 7.3), на которой показаны индуктивные и активные сопротивления основных элементов электропередачи. На схеме расставляются точки КЗ, наносятся обозначения сопротивлений и их числовое значение приведенные к базисным условиям.

Рисунок 7.2 - Расчетная схема электропередачи для расчета токов короткого замыкания для линии 0,38 кВ

Для приведения сопротивлений к базисным условиям в простых распределительных сетях, чаще всего применяется система именованных единиц, в которой все сопротивления приводятся к базисному напряжению. За базисное напряжение принимается средненоминальное напряжение одной из ступеней, 10,5 или 0,4 кВ. Примем ДU_б =10,5 кВ.



Рисунок 7.3 - Схема замещения для расчетов токов КЗ

Сопротивление трансформатора R_тб , Z_тб , Хтб Ом, определяем по формулам

, (7.11)

, (7.12)

. (7.13)

Сопротивление линии R_б и X_б , Ом, определяем по формулам:

, (7.14)

, (7.15)

Определим базисные сопротивления трансформатора по формулам (7.11), (7.12), (7.13)

Ом,

Ом,

Ом.

Определим базисные сопротивления линии по формулам (7.14) и (7.15)

Ом,

Ом.

7.3.3 Результирующие сопротивления до точек КЗ

Для каждой точки КЗ суммируются все сопротивления от начала электропередачи и находятся полные сопротивления, Z_б , Ом.

, (7.16)

Определим полно базисное сопротивление до точки К6 по формуле (7.16):

Ом.

7.3.4 Расчет токов КЗ

Ток трехфазного КЗ , А, определяется по формуле

, (7.17)

Ток однофазного КЗ , А, определяется по формуле

, (7.18)

где - минимальное фазное напряжение на шинах 0,4 кВ ТП;

- полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус, определяется по [9];

- полное сопротивление петли «фаза-нуль» от шин 0,4 кВ ТП до конца линии 0,38 кВ.

Определим минимальное фазное напряжение на шинах 0,4 кВ ТП,

, (7.19)

Полное сопротивление петли «фаза-нуль» , Ом, определяется

, (7.20)

где , - активные сопротивления фазного и нулевого проводов;

- длина линии, км;

- индуктивное сопротивление току нулевой последовательности, = 0,6 Ом/км.

Ударные токи , А, определяется по формуле

, (7.21)

где - ударный коэффициент.

, (7.22)

Определим ударный коэффициент для точки К1 по формуле (7.21)

Определим минимальное фазное напряжение на шинах 0,4 кВ ТП, по формуле (7.19)

В

Определим полное сопротивление петли «фаза-нуль» для точки К1по формуле (7.20).

Ом

Определим токи КЗ и ударный ток для точки К1 по формулам (7.16), (7.17) и (7.21)

кА,

кА,

кА.

7.3.5 Определение мощности КЗ , ВА, определяем по формуле

, (7.23)

Определим мощность КЗ в точке К6 по формуле (7.23).

МВА.

Расчет остальных точек КЗ производится аналогично. Результаты сводим в таблицу 7.5.

Таблица 7.5 - Токи короткого замыкания и базисные сопротивления линии 0,38 кВ

Точки КЗ	Напряжение, кВ	Сопротивление, Ом		Токи КЗ, кА	, МВА
К1	0,4	60,6	108,2	124	1,17	1,28	0,6	2,11	0,88
К2	0,4	77,1	110,4	135	1,13	1,2	0,56	1,9	0,83
К3	0,4	93,6	112,6	146	1,07	1,09	0,52	1,6	0,75
К4	0,4	110,1	114,8	159	1,05	1	0,48	1,5	0,69
К5	0,4	126,6	117	172	1,03	0,93	0,45	1,35	0,53
К6	0,4	143,1	119,2	186,2	1,02	0,85	0,43	1,2	0,5

Расчет линии 0,22 кВ производим аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.6.

Таблица 7.6 - Токи короткого замыкания и базисные сопротивления линии 0,22 кВ

Точки КЗ	Напряжение, кВ	Сопротивление, Ом		Токи КЗ, кА
К1	0,23	60,6	108,2	124	1,17	0,26
К2	0,23	139,5	117,3	182	1,02	0,24
К3	0,23	218	126,4	252	1	0,23
К4	0,23	297	135,5	326	1	0,22
К5	0,23	376	144,6	403	1	0,2
К6	0,23	455	153,7	480	1	0,19

7.4 Выбор оборудования подстанции ТП1

Оборудование электроустановок выбирается исходя из условий нормального режима и проверяется на термическую и динамическую стойкость в режиме КЗ.

При выборе разъединителя должны удовлетворятся требования:

, (7.24)

10 кВ=10 кВ

, (7.25)

200 А > 142 А,

где - номинальное напряжение и ток разъединителя.

Выбираем разъединитель РЛНД-10/200 В с приводом типа ПРН-10м. Проверяется разъединитель на термическую и динамическую стойкость

, (7.26)

250 кАс > 3,27 кАс

где - ток и время термической стойкости разъединителя, , ;

- эквивалентное время примерно равное времени протекания тока , =2с.

, (7.27)

20 кА > 2,11 кА

где - ток динамической стойкости разъединителя, .

7.5 Защита линии 0,38 кВ

Выбираем автоматический выключатель ВА 57 - 31 - 35003020УХЛЗ с I_н = 160 А, U = 380 В при этом должны выполнятся условия

, (7.28)

380 В ? 380 В

, (7.29)

160 А > 142 А

Определяем номинальный ток теплового расцепителя.

, (7.30)

где к_нт = 1,13.

По неравенству (7.30)

160 А > А,

160 А > 160,5 А

По условию не проходит, поэтому отказываемся от теплового расцепителя. Ставим независимый расцепитель с приставкой ЗТ-0,4.

Проверяем выключатель по току срабатывания электромагнитного расцепителя

, (7.31)

где =1,25…1,5.

По неравенству (6.31)

,

500 А > 123,75 А

Чувствительность защиты линии 0,38 оценивается по выражению

, (7.32)

где - минимальный ток однофазного короткого замыкания;

- ток срабатывания теплового расцепителя

Условие не выполняется. Поэтому устанавливаем ЗТ-0,4.

Чувствительность защиты с электромагнитным расцепителем

, (7.32)

где - ток трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции;

I_ЭЛ.Р. - ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

Условие выполняется.

Расчет защиты на ЗТ-0,4

Приставка ЗТ-0,4 действует на независимый расцепитель и имеет защиту от междуфазного тока КЗ и защиту от однофазного тока КЗ.

Защита от междуфазного тока КЗ отстраивается от тока нагрузки линии, т.е. ток срабатывания защиты I_ср⁽²⁾ находится

А, (7.33)

где К_н - коэффициент надежности, равный 1,2;

К_з - коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение нагрузочного тока от пусковых токов, после отключения тока КЗ другими защитами. Для производственных нагрузок равен 1,25.

Уставка тока срабатывания I_уст⁽²⁾ устройства ЗТ-0,4 имеет три значения: 100, 160, 250 А.



Оценка чувствительности защиты определяется по минимальному двухфазному току КЗ

(7.34)

Защита чувствительна к междуфазным токам КЗ

Расчет защиты от однофазного тока КЗ начинается с тока несимметрии

A, (7.35)

где К_нес - коэффициент несимметрии, который колеблется в пределах от 0,1 до 0,5. Принимаем Кнес=0,3.

Определяем ток срабатывания защиты от однофазного тока КЗ

A (7.36)

Выбираем уставку тока срабатывания от однофазного тока КЗ Iср⁽¹⁾= 40А

Определяем чувствительность этой защиты

(7.37)

Защиты чувствительны к любым видам токов КЗ и принимаются к исполнению.

Окончательно для защиты линии устанавливаем ВА 57-31-35003020УХЛЗ с I_ном = 160 А, I_эл.р = 500 А снабженного приставкой ЗТ-0,4, имеющей I_уст⁽²⁾ = 250 А, I_уст⁽¹⁾ = 40 А

8. Безопасность труда

8.1 Общая характеристика

Проектируемый индивидуальный дом находится в поселке Смолино Челябинской области и представляет собой здание площадью 128 м² и высотой 7,5 метров. Район по ветру ІІ, это означает, что скорость ветра один раз в 5 лет может достигать 24 м/с, один раз в 10 лет - 25 м/ с и один раз в 15 лет - 30 м/с.

Район по гололёду ІІ это означает, что толщина стенки гололёда может достигать 5 мм один раз в 5 лет и 10 мм один раз в 10 лет [2].

Электроснабжение жилого дома осуществляется от ТП 10/0,4 кВ. ТП расположена в двухстах метрах от дома. Теплоснабжение и горячее водоснабжение осуществляется от газового котла PROTHERM Тигр 12 КТЗ. По обеспечению надёжности электроснабжения проектируемый дом относится к потребителям ІІI категории. Ввод в дом выполнен проводом СИП2А 3х50+1х50. От распределительного щита РЩ запитаны шестнадцать групп: котел с автоматикой; вентиляционная камера; компрессор; погружной насос; розетки подвал; розетки гостиная и спальня, коридор; розетки ванна; розетки кухня; розетки 2 этаж; освещение подвал; освещение ванна, сан. узел, кухня, две спальни; освещение коридор; освещение подвал; освещение 2 этаж; гараж; баня и хозяйственная постройка. Проводка выполнена проводом ВВГ. Провод прокладываем в кабель - каналах (внутри), снаружи в гофрированной трубе из поливинилхлорида. Все линии защищены автоматическими выключателями ВА 47-29 1Р, а на вводе защиту обеспечивает автоматический выключатель ВА 47-29 3Р 40АВ и УЗО ВД-63 2Р 16А 30мА.

8.2 Защитные мероприятия

Защита электрических сетей напряжением до 1000 В в жилых зданиях должна выполнятся в соответствии с [19].

Номинальные токи комбинированных расцепителей автоматических выключателей для защиты групповых линий выбираются в соответствии с расчетными нагрузками. Сечения проводов выбраются в соответствии с [19] по условию нагрева длительным расчетным током и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

Для защиты от поражения электрическим током применяем УЗО. Для защиты от ударов молнии установим молниеотвод. Для предотвращения усиления возгораний предусматриваем наличие пенных огнетушителей ОП1, которые подходят для тушения электрооборудования напряжением до 1000 В.

8.3 Расчёт заземляющего устройства

Проектом предусмотрено защитное заземление для сети TN-C-S в соответствии с [19]. Металлические корпуса светильников, стационарных и переносных электроприемников и розетки должны быть заземлены. Для этого используется дополнительный защитный нулевой провод РЕ. При этом нулевой рабочий и защитный проводники на щитах не следует подключать под один контактный зажим[15].

Для защиты цепей выполним наружный контур повторного заземления. Данные для расчета защитного заземления заносим в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 - Данные для расчета защитного заземления

Наименование	Величина	Ед. измерения
1	2	3
Удельное сопротивление верхнего слоя грунта, с1	620	Ом •м
Удельное сопротивление нижнего слоя грунта, с2	400	Ом •м
Толщина верхнего слоя грунта, Н	1,7	м
Сезонный климатический коэффициент, Кс	1,64	-
Заглубление вертикального заземлителя, Тверт	1,25	м
Длина вертикального заземлителя, Lверт	1,5	м
Наружный диаметр электрода, D	0,03	м
Ширина полосы, Впол	0,05	м
Заглубление полосы, Тпол	0,5	м
Расстояние между электродами, Р	2	м

Расчетное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности, R_{о расч}, Ом •м, определяем по формуле:

. (8.1)

Вычислим расчетное удельное сопротивление грунта по формуле (8.1)

Уточним максимально допустимое расчетное сопротивление группового заземлителя R_доп.ут, Ом

, (8.2)

где R_доп - нормируемое ПУЭ сопротивление, R_доп = 30 Ом.

Определим максимально допустимое расчетное сопротивление группового заземлителя по формуле (8.2)

Ом.

Сопротивление одного вертикального заземлителя R_верт, Ом, определяем по формуле

, (8.3)

Найдем сопротивление одного вертикального заземлителя по формуле (8.3)

.

Приблизительное количество вертикальных заземлителей без учета соединительной полосы и коэффициента использования N, шт, определим по формуле

, (8.4)

Найдем приблизительное количество вертикальных заземлителей без учета соединительной полосы по формуле (8.4)

 шт.

Сопротивление соединительной полосы Rпол, Ом, по формуле

, (8.5)

где L_пол - длина полосы; так как заземлителей два, то L_пол=2 м.

Вычислим сопротивление соединительной полосы по формуле (8.5)

Ом.

Сопротивление вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой R_полн, Ом, определяем по формуле

. (8.6)

Определим сопротивление вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой по формуле (8.6)

Ом.

Количество вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой и учетом коэффициента использования N_уточ, шт

 , (8.7)

где К_исп - коэффициент использования электродов, К_исп=0,72.

Уточняем количество вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой по формуле (8.7)

шт.

Схематическое изображение заземлителя показано на рисунке 8.1, а всего защитного заземления на рисунке 8.2.

Рисунок 8.1 - Заземлитель в двухслойном грунте



Рисунок 8.2 - Контур защитного заземления

8.4 Безопасность труда при монтаже и эксплуатации газового котла

К работам по монтажу, вводу в эксплуатацию и техобслуживанию отопительного котла допускается только квалифицированный персонал. К работам над электрической частью отопительного котла допускаются только квалифицированный электротехнический персонал.

Котел и необходимое вспомогательное оборудование устанавливаются и используются согласно проекта, который отвечает законным требованиям и техническим нормативам, а также рекомендациям Производителя. Необходимо проконтролировать соответствие типа котла требованиям потребителя.

При проведении электромонтажных работ следует руководствоваться местными нормами и предписаниями. Эксплуатация отопительного котла разрешается только в диапазоне мощности, заданном в технической документации. Применение отопительного котла в соответствии с назначением подразумевает его исключительное использование в водяных системах отопления.

Работы по подключению котла должен проводить электромонтер имеющий III группу по электробезопасности. Перед началом работ необходимо отсоединить котел от сетевого напряжения.

Металлические корпуса газовых котлов подлежат обязательному заземлению и занулению. Все металлические части здания, которые могут оказаться под напряжением, соединяются в единый заземляющий контур.

Запрещается снимать, перемыкать или каким-либо другим образом выводить из работы предохранительные и контрольные устройства. Эксплуатация котла разрешается только в технически исправном состоянии. Все повреждения и неисправности, которые отрицательным образом сказываются или могут сказаться на безопасности работы, должны быть незамедлительно устранены специалистами.

При замене поврежденных частей и компонентов разрешается использовать только оригинальные запасные части.

Расстояние до стен или горючих материалов должно соответствовать предписаниям местных органов пожарной безопасности. Минимальное допустимое расстояние составляет 200 мм.

Работы по монтажу и обслуживанию котла должны производиться с применением необходимых средств электрозащиты.

Котел устанавливается на строительную основу, т.е. на пол или основание. Пол имеет достаточную несущую способность и некользкий. Уборка помещения проводится только сухим способом (например, пылесосом). Котел размещается на несгораемой подставке. В случае, если пол изготовлен из сгораемого материала, необходимо оснастить котел несгораемой, изоляционной подкладкой, которая превышает горизонтальную плоскость проекции котла по крайней мере на 100 мм.

Монтаж и эксплуатация отопительных котлов разрешается только в помещениях и котельных, удовлетворяющих требованиям местных органов пожарной безопасности.

Помещение котельной по степени опасности поражения электрическим током относится к особо опасным помещениям. В качестве основных защитных мероприятий применяется защитное заземление и защитное зануление металлических частей и корпусов электрооборудования и рабочих машин.

Для обеспечения электробезопасности в котельной приняты следующие меры: прокладка силовых кабелей осуществляется в водо-газопроводных трубах; все электродвигатели и металлические корпуса электрооборудования заземлены и занулены.

При работе на газообразном топливе котельная оборудуется светильниками во взрывобезопасном исполнении, с выключателями, установленными снаружи у входа в рабочее помещение котельной.

8.5 Устройство защитного отключения

Устройство защитного отключения (УЗО) - это быстродействующий автоматический выключатель, реагирующий на дифференциальный ток (ток утечки), в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. Применение УЗО является единственным способом обеспечения защиты при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям. Обязательное применение УЗО в электрощитах вновь строящихся и реконструируемых домов, мобильных (инвентарных) зданий из металла или с металлическим каркасом (торговые павильоны, АЗС, складские сооружения и т.п.), коттеджей, гаражей и др. предписывается требованиями ПУЭ и ряда стандартов и норм (ГОСТ Р 50669-94, комплекс стандартов ГОСТ Р 50571, НПБ 243-97, МГСН 3.01-96 и др.).

УЗО предназначено для:

а) защиты людей от поражения электрическим током при неисправностях электрооборудования, повреждения изоляции проводников или при случайном непреднамеренном контакте человека с открытыми проводящими частями электроустановки;

б) предотвращения возгораний и пожаров, возникающих вследствие протекания токов утечки и развивающихся из них коротких замыканий, замыканий на корпус и замыканий на землю.

Сущность защитного отключения заключается в немедленном разрыве электрической цепи, как только появляется опасность поражения. Согласно ПУЭ полное время срабатывания защитного отключения не должно превышать 0,2 с. Зануление обеспечивает отключение поврежденного участка сети или электроприемника лишь через период времени, измеряемый единицами или десятками секунд.

УЗО, применяемые в электроустановках зданий на объектах Российской Федерации, должны отвечать требованиям действующих стандартов и в обязательном порядке пройти сертификационные испытания по утвержденной Госэнергонадзором и Госстандартом программе в аккредитованном по УЗО сертификационном центре.

Это означает, что все УЗО, применяемые в электроустановке здания, должны иметь российский сертификат соответствия с указанием его срока действия. Сертификат выдается на определенный срок, обычно 3 года, однако предприятие-изготовитель обязано ежегодно проходить регламентированный инспекционный контроль в сертификационном центре, выдавшем сертификат на изделие, с оформлением соответствующего протокола. В случае невыполнения условий, лежащих в основе выдачи сертификата, он отменяется (приостанавливается) органом по сертификации или центральным органом по сертификации.

При проверке технической документации на УЗО необходимо обратить внимание на достоверность сертификата и его содержание -- соответствие требованиям нормативных документов (обязательно ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99, ГОСТ Р 51326.1-99), основание выдачи (протокол испытаний, отчет об инспекционном контроле), перечень модификаций, на которые распространяется его действие, адреса изготовителя и продавца, номер контракта и объем партии (для импортных устройств).

УЗО должны отвечать требованиям НПБ 243-97, пройти сертификационные испытания во Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной обороны МЧС России (ВНИИПО), иметь сертификат пожарной безопасности.

Испытания УЗО должен проводить только квалифицированный персонал, прошедший обучение и аттестацию с присвоением группы по электробезопасности не ниже третьей при работе в электроустановках до 1000 В с соблюдением требований ПТЭ и ПТБ.

Принимаем УЗО ВД-63 2Р 16А 30мА:

Рисунок 8.3 - Дифференциальный выключатель (УЗО)

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

9.1 Составление сметы капитальных вложений

В данном проекте приведен расчет системы отопления индивидуального жилого дома с применением конденсационного газового котла. В ходе расчета был выбран конденсационный газовый котёл PROTHERM Тигр 12 KTЗ.

Смету капитальных вложений [20] на установку конденсационного газового котла сведем в таблицу 9.1

Таблица 9.1 - смета капитальных вложений на установку газового котла

наименование	количество	цена за единицу, руб.	сумма, руб.
Котел газовый PROTHERM Тигр 12 KTЗ с P=3,5-11,5 кВт , шт.	1	52150	52150
Провод ВВГ 3Ч1,5	5	13,08	65,4
Наборные элементы газохода:	-	-	-
патрубок 1000 мм, шт.	9	2490,44	22413,96
вертикальный конечный элемент, шт.	1	553,07	553
колено 87є - 90є, шт.	1	2015,2	2015,2
Конденсатоотводчик, шт.	1	4033,17	4033,17
регулирующий колпак для кровли, шт.	1	1169,67	1169,67
хомут крепежом, шт.	10	125,4	1254
Монтаж котла газового, шт.	1	7035	7035
Итого			90689,4

Смету капитальных вложений на установку электрического котла сведем в таблицу 9.2

Таблица 9.2 - смета капитальных вложений на установку электрического котла

наименование	количество	цена за единицу, руб.	сумма, руб.
Котел DAKON PTE-12, шт.	1	28910	28910
Автоматический выключатель ВА51-25-14, шт.	1	444,4	444,4
Кабель ВВГ 5Ч6, метр	5	95,9	478,5
Бойлер емкостью 60 литров, шт.	1	14350	14350
монтаж электрокотла , шт.	1	6335	6335
Итого			50517,9

Накладные расходы составляют 50%...100% от капиталовложений

, (9.1)

Определим накладные расходы по формуле (9.1)

тыс.руб.,

тыс.руб.

Плановые накопления составляют до 40% от суммы капиталовложений и накладных расходов

, (9.2)

Определим плановые накопления по формуле (9.2)

тыс.руб.,

тыс.руб.

Общие капиталовложения , тыс.руб., определяются как сумма капиталовложений на оборудования, накладных расходов и плановых накоплений.

, (9.3)

Определим общие капиталовложения по формуле (9.3)

тыс.руб.,

тыс.руб.

9.2 Технико-экономическое сравнение

Выбор лучшего варианта произведем по минимуму приведенных затрат З_пр , тыс.руб.

, (9.4)

где с - годовые эксплуатационные расходы, тыс.руб.;

Е_н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, Е_н = 0,14;

- капитальные вложения, тыс.руб.

Годовые эксплуатационные расходы, с, тыс. руб., определяем по формуле

, (9.5)

где А_i - затраты на амортизацию оборудования, А = 16,3% от К_i капитальных вложений, тыс.руб.;

З_ТР.i - затраты на текущий ремонт, составляют 80% от затрат на амортизацию оборудования, З_ТР = 0,8·А тыс.руб.;

З_проч.i - прочие затраты, составляют 10% от суммы затрат на амортизацию и затрат на текущий ремонт, З_проч.i = (12…15)% от У(А+З_ТР), тыс.руб.;

Е_н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, Е_н = 0,14;

К_i - капитальные удельные вложения (сметная стоимость), в тыс. руб

Определим годовые эксплуатационные расходы на установку газового котла по формуле (9.5).

А₁ = 0,163? 90,689 = 14,78 тыс. руб./год;

З_ТР1 = 0,8? 14,78 = 11,82 тыс. руб./год;

Аналогично проводим расчет годовых эксплуатационных расходов на установку электрокотла:

А₂ = 0,163? 50,518 = 8,234 тыс. руб./год;

З_ТР2 = 0,8? 8,234 = 6,587 тыс. руб./год

Тогда приведенные затраты на установку котлов З_пр, тыс.руб., будут равны

= 30,59 + 0,14•90,68 = 43,29 тыс.руб.,

= 17,04 + 0,14•50,52 = 24,11 тыс.руб.

Годовые затраты на электроэнергию:

, (9.6)

где _i - мощность электрокотла в кВт, Р_i = 12 кВт;

24 - количество часов в сутках;

218 - число дней отопительного периода;

И_э - тариф электроэнергии, И_э = 1,253 руб/кВт·ч.[25]

Годовые затраты на газоснабжение:

(9.7)

где Q_г - номинальный расход газа, котел расходует 2,8 м³/ч;

И_г - стоимость одного м³ газа, И_г = 2,09 руб/м³.[25]

Расчет дополнительного дохода

Дополнительный доход получается за счет разницы затрат на электроэнергию и газ.

. (9.8)

Годовая экономия

, (9.9)

/год.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

,.

Коэффициент экономической эффективности показывает, какова доходность с каждого вложенного рубля.

Результаты расчетов сведем в таблицу 9.3

Таблица 9.3 - Сравнительный расчет вариантов

параметры	электрический котел	газовый котел
Капитальные вложения, тыс.руб.	53,423	90,689
Годовые эксплуатационные расходы с, тыс.руб.	17,044	30,595
Приведенные затраты на установку котлов Зпр, тыс.руб.	24,116	43,291
Годовой расход: электроэнергии(МВт?ч)/газа(м3/ч)	62,784	14649,6
Годовые затраты на топливо Зi, тыс.руб. /год	78,668	30,617
Дополнительный доход ДДОП, тыс.руб. /год	48,051
Годовая экономия Эг тыс, руб. /год	61,602
Срок окупаемости Т, год	1,5
Коэффициент экономической эффективности Епр	0,66

10. ЭКОЛОГИЯ

В настоящее время во всем мире возникли серьезные проблемы в связи с всевозрастающими потребностями человеческого общества - с одной стороны и наличием природных ресурсов - с другой стороны. Наиболее важные научные исследования последних десятилетий были направлены на разработку устройств и систем для утилизации энергии и выбросов, также большое значение в настоящее время занимают разработки экологически чистых материалов ограждающих конструкций. Хорошо известно, что одним из наибольших потребителей, например, тепловой энергии в большинстве развитых стран являются системы обеспечения требуемого микроклимата. Поэтому в этих системах все большее распространение находят установки с рекуперативными и регенеративными утилизаторами тепла, позволяющими существенно снизить расход энергии на обработку воздуха. Одновременно с этим все чаще стали применять топлива с наименьшими выбросами отходов.

Одновременно с этим происходит совершенствование и самих генераторов тепла. Это относится не только к котлам на газе и продуктам нефтепереработки, но и к печам на древесном топливе. Здесь следует упомянуть усовершенствование газовых и жидкотопливных горелок, применение конденсационных технологий в «хвостовых» поверхностях котельных агрегатов, от которых наименьшее экологическое загрязнение. Следует, в связи с этим, упомянуть также и использование «голубого» сжигания древесного топлива, в качестве которого все чаще применяют не только обычные дрова или отходы деревообрабатывающей промышленности, но и гранулированные растительные отходы.

Выбранный в дипломном проекте котел, PROTHERM Тигр 12 KTЗ, обеспечивает достаточно полное сжигание газа с минимальным выбросом загрязняющих веществ в атмосферу. Для удаления продуктов сгорания от котла не требуется установки дополнительных утилизационных установок.

Также в настоящее время большое внимание уделяется чистоте воздуха в помещениях дома, равномерности поступления воздуха в помещения, обеспечиваемыми системой вентиляции, а также к параметрам микроклимата помещения. В поселке Томино Сосновского района воздух незначительно загрязнен, но в дипломном проекте использована вентиляция с принудительным побуждением, так как стоят стеклопакеты. Воздухообмен в доме должен быть организован таким образом, чтобы не допускать распространения вредных веществ и неприятных запахов из одного помещения в другое, для этого предусмотрены вытяжные отверстия.

Заключение

В настоящем дипломном проекте разработана система отопления и вентиляции индивидуального жилого дома. В ходе проекта произведен теплотехнический расчет и определено требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций здания. Составлен тепловой баланс здания в холодный период года. Произведен выбор генератора теплоты (котла), установили газовый котёл PROTHERM Тигр 12 KTЗ, а также схемы теплоснабжения. Выбираем биметаллические секционные радиаторы фирмы Sira RS 300 (Италия) с рабочим давлением 40 атм и приведена схема их размещения. Проведен расчет воздухообмена в помещениях. Разработана схема системы вентиляции, в которой устанавливаем приточную камеру Бризарт с электрическим калорифером и выбрали размеры воздуховодов. Составлена схема электроснабжения поселка, проверено качество напряжения питающего проектируемый дом. Выбрана защитная аппаратура внутренней сети 0,38 кВ автоматический выключатель ВА 57-31 -35003020УХЛЗ с I_н = 160 А, U = 380 В. В проекте также отражены вопросы безопасности труда, в котором выбрали УЗО ВД-63 2Р 16А 30мА. Входе технико - экономического расчета произведено сравнение газового и электрического котла. Сравнение показало, что наиболее выгодным является применение газового котла. Несмотря на большие капитальные затраты на установку газового котла 90689 тыс. руб., низкая стоимость энергоносителя обеспечивает значительную годовую экономию и небольшой срок окупаемости 1,5 года.

Задачи, поставленные в данном дипломном проекте, выполнены. Спроектированные системы отопления и вентиляции, а также выбранное оборудование отвечает правилам техники безопасности, обеспечивает комфортный микроклимат помещений и является экономически оправданным.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.И. Еремин и др. Отопление и вентиляция жилого здания: Учебное пособие. - 2-е издание. - М.: Издательство АСВ, 2003 - 129 с.

2. СН и П 23-01-99. Строительная климатология. - М.: ГОССТРОЙ России, 2000. - 114 с.

3. СН и П 23 - 02 - 2003. Тепловая защита здания. - М.: Госстрой России, 2003. - 27 с.

4. СН и П 2.08.01 - 89. Жилые здания. - М.: Стройиздат, 1989. - 28 с.

5. СН и П 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование. -- М.: Госстрой России, 2004. - 56 с.

6. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. I. Отопление / В. Н. Богословский, Б. А. Крупнов, А. Н. Сканави и др.; под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990. - 344с.

7. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 2. Водопровод и канализация / Ю. Н. Саргин, Л. И. Друскин, И. Б. Покровская и др.; под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990. - 247 с.

8. К.Ю. Варягин. Справочное руководство по вентиляции газифицированных зданий. - М.: Стройиздат, 1986. - 235с.

9. Ю.П. Ильин, С.К. Шерьязов , Ю.И. Банников. Электроснабжение сельского хозяйства (сетевая часть): Учебное пособие. - Челябинск: ЧГАУ, 2006.

10. Л.Е. Лымбина, Н.Т. Магнитова. Отопление и вентиляция гражданского здания: Учебное пособие к курсовому проекту. Часть 1. Теплотехнический расчет конструкций. Теплоэнергетический баланс здания. - 2-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: ЮУрГУ, 1998. - 49с.

11. Л.Е. Лымбина, Н.Т. Магнитова, И.С. Буяльская. Отопление и вентиляция гражданского здания: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧГТУ, 1994. - 32с.

12. Ю.П. Соснин, Е.Н. Бухаркин. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома: Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1993. - 384с.

13. Отопление и вентиляция жилых зданий/Центр. науч. - исслед. и проект.-эксперим. ин-т инж. оборуд. - М.: Стройиздат, 1990. - 24 с.

14. Проектирование тепловой защиты зданий СП 23-101-2004. - М.: Стройиздат, 2004. - 140с.

15. Методические указания к разделу «Безопасность труда» в дипломных проектах. - Челябинск: ЧГАУ, 1994. - 23 с.

16. Стандарт предприятия проекты курсовые и дипломные общие требования к оформлению СТП ЧГАУ 2-2003. - Челябинск: ЧГАУ, 2003.

17. Г.А. Круглов, Р.И. Булгакова, Н.Т. Магнитова. Оформление текстовой и графической документации: Учебное пособие. - Челябинск, 2004. - 156 с.

18. Электротехническая компания «PROTHERM»/ Каталог котлов, 2009. - 31 с.

19. Правило устройства электроустановок. - изд. 7-е, перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2003.

20. В.Т. Водяников. Экономическая оценка энергетики АПК: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: ИКФ «ЭКМОС», 2002. - 304 с.

21. Компания «Астротек»/ Каталог телоизоляции «ПЕНОПЛЭКС 45» и пароизоляции, 2009. - 20 с.

22. Группа компаний «Thyssen-Фаворит»/ Каталог окон, 2009. - 35 с.

23. Компания «Global»/ Каталог отопительных приборов - радиаторов, 2009. - 40 с.

24. Р.В Щекин. Справочник теплоснабжения вентиляции: Справочное пособие, (книга 2 - вентиляция). - Киев.: Стройиздат, 1976. - 352с.

25. А.В. Бастрон, Т.Н. Бастрон, Я.А. Кунгс и др. Проектирование инженерных систем сельских жилых домов: Учебное пособие. - Красноярск: Красноярский Государственный Аграрный Университет, 2004. - 132 с.

26. Г.В. Нимич, В.А. Михайлов, Е.С. Бондарь. Современные системы вентиляции и кондинционирования воздуха. Справочное пособие - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 528 с.

Размещено на Allbest.ru

...