СП РК 3.02-140-2013 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ЖИЛЫХ КОТТЕДЖНЫХ ЗДАНИЙ (ҚР ЕЖ 3.02-140-2013) - 7

 

  Главная      Книги - Разные     СП РК 3.02-140-2013 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ЖИЛЫХ КОТТЕДЖНЫХ ЗДАНИЙ (ҚР ЕЖ 3.02-140-2013)

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

   

 

   

 

содержание      ..     5      6      7      8     ..

 

 

 

СП РК 3.02-140-2013 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ЖИЛЫХ КОТТЕДЖНЫХ ЗДАНИЙ (ҚР ЕЖ 3.02-140-2013) - 7

 

 

СП РК 3.02-140-2013

 

11 

-  для  летних  сезонных  систем,  равным  географической  широте  данной  местности 

минус 15°. 

5.1.10

 

Схема  использования  солнечных  коллекторов  в  системе    горячего 

водоснабжения коттеджных зданий определяется потребностью в горячей воде и режимом 
эксплуатации системы. 

5.1.11

 

Схема  подключения  солнечного  коллектора  для  горячего  водоснабжения  в 

летнее время приведена на рисунке 3. 
 

 

а)  осушаемого  типа,  б)  без  промежуточного  теплоносителя,  в)  с  промежуточным  
теплоносителем, 

г) 

СК 

и 

дублирующий 

источник 

работают  

на один бак-аккумулятор, д) СК для предварительного подогрева 

 

Рисунок 2 - Схемы водонагревательного СК с циркуляционным насосом 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

воздухоотводч
ик 

Горячая вода 

Холодная  вода 

Улиц
а  

Дом   

С
К  

СП РК 3.02-140-2013

 

12 

Рисунок 3 – Схема подключения солнечного коллектора для горячего 

водоснабжения  в летнее время 

5.1.12

 

 Для обеспечения автоциркуляции теплоносителя накопительный бак следует 

располагать выше солнечного коллектора. Для обеспечения интенсивной автоциркуляции 
теплоносителя рекомендуется проходное сечение труб не менее 20мм (3/4") при толщине 
утеплительной рубашки не менее 10мм. 

5.1.13

 

Схема  подключения  солнечного  коллектора  для  горячего  водоснабжения  в 

зимнее  время приведена на рисунке 4. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Рисунок 4 – Схема подключения солнечного коллектора для горячего  

водоснабжения в зимнее время 

 

5.1.14

 

Проходное  сечение  соединительных  труб  между  солнечным  коллектором  и 

бойлером, а также толщину утеплительной рубашки для зимнего времени рекомендуется 
выбирать такими же, как и для летнего времени. 

5.1.15

 

Для обеспечения подготовки горячей воды в случае недостаточной солнечной 

активности следует использовать бивалентные баки-аккумуляторы. 

5.1.16

 

Подключение  ССТ  к  системе  горячего  водоснабжения  коттеджного  здания 

следует  предусматривать  в  разделе  ВК  проекта,  при  этом  во  избежание  тепловых  и 
гидравлических потерь система трубопроводов должна быть как можно короче. 

5.1.17

 

При проектировании систем горячего водоснабжения зданий с  

использованием солнечных коллекторов следует руководствоваться СН РК 4.01-06. 

воздухоотводчик 

Горячая вода 

Заливной кран 

Улица  

Дом   

СК   

манометр 

Расширительный 
бак 

Антифриз  

Холодная вода 

СП РК 3.02-140-2013

 

13 

5.1.18

 

Проектирование  систем  горячего  водоснабжения  с  использованием 

солнечных  коллекторов  следует  выполнять  на  основании    технической  документации  и 
рекомендаций производителей оборудования. 

 

5.2

 

Применение солнечных батарей  

 

5.2.1

 

Для  электроснабжения  коттеджных  зданий  целесообразно  применять 

солнечные  батареи  (СБ)  для  прямого  преобразования  солнечной  энергии  с  помощью 
инвертора  в  постоянный  и/или  переменный  электрический  ток,  которую  можно 
использовать непосредственно или путем накопления в аккумуляторной системе. 

5.2.2

 

Подключение  СБ  к  системе  электроснабжения  коттеджного  здания  следует 

предусмотреть в проекте, в разделе «Электроснабжение». 

5.2.3

 

Для установки СБ-массивов на крыше коттеджного здания при проектировании 

следует предусмотреть места для элементов крепежа под размеры выбранной СБ-системы. 

5.2.4

 

Основную  или  дополнительную  СБ-систему  можно  смонтировать  на 

освещаемом солнцем приусадебном участке коттеджного здания.  

5.2.5

 

Для получения требуемого количества мощности требуются солнечные панели,  

соединенные параллельно или последовательно для получения необходимых параметров 
по току и напряжению.  

5.2.6

 

Площадь  таких  панелей  варьируется  в  диапазоне  от  нескольких  квадратных 

метров  до  десятков  квадратных  метров.

 

Производимая  мощность  возрастает  с 

увеличением  числа  панелей,  которые  образуют  массивы  СБ.  Структурные  элементы 
солнечной фотогальванической системы приведены на рисунке 5. 

5.2.7

 

Существует три основных типа фотоэлектрических систем: 

-

 

полностью автономные; 

-

 

соединенные с сетью; 

-

 

резервные системы. 

 

 

Рисунок 5

 - 

Структурные элементы солнечной фотогальванической системы 

(СФС) 

 

СП РК 3.02-140-2013

 

14 

5.2.8

 

Солнечную 

фотоэлектрическую 

систему 

можно 

использовать 

для 

централизованной или распределенной выработки электроэнергии. 

5.2.9

 

Накопление  и  сохранение  выработанной  СБ  энергии  осуществляется 

аккумуляторными  батареями,  соединенными  с  СБ  через  соответствующее  зарядовое 
устройство.

 

 

5.2.10

 

Аккумуляторные батареи для фотоэлектрических станций могут состоять как 

из  отдельных  аккумуляторов,  так  и  из  моноблоков  (сборок  из  аккумуляторов)  с 
номинальным выходным напряжением 6 или 12 В. 

5.2.11

 

В  случае  применения  системы  солнечных  батарей  для  обеспечения 

качественного электроснабжения нужно выбирать стабилизаторы, безотказно работающие 
в условиях низких входных напряжений. 

5.2.12

 

Для преобразования энергии постоянного тока, вырабатываемой солнечными 

батареями, в переменный однофазный 220 В/50 Гц или трехфазный 380 В/50 Гц ток  

5.2.13

 

следует 

использовать 

инвертор, 

подходящий 

по 

параметрам 

и 

функциональным возможностям 

 

5.2.14

 

Кабели для фотоэлектрических систем должны иметь следующие свойства: 

-

 

огнестойкость; 

-

 

стойкость к термическим воздействиям (диапазон рабочих температур от -30 

о

С до 

+120 

о

С).  Причем  длительность  такого  температурного  воздействия  при  испытаниях  на 

термическую стойкость должна быть не менее 20 000 часов при 120 

о

С; 

-

 

устойчивость  к  негативному  влиянию  атмосферных  факторов  на  протяжении 

длительного времени, эквивалентного на практике сроку службы всей фотоэлектрической 
системы; 

-

 

достаточная гибкость, необходимая для облегчения монтажных работ; 

-

 

оптимальные электрические свойства. 

5.2.15

 

Кабель в фотоэлектрических системах должен иметь минимальную длину. 

5.2.16

 

Чтобы правильно рассчитать требуемое для конкретной солнечной установки 

сечение кабеля, необходимы следующие исходные данные: 

-

 

мощность инвертора или зарядного устройства либо значение максимального тока, 

протекающего через данный участок; 

-

 

расстояние от аккумуляторной батареи до инвертора; 

-

 

напряжение постоянного тока в фотоэлектрической системе. 

5.2.17

 

Для 

фотоэлектрической 

гелиосистемы, 

соединенной 

со 

штатной 

электрической  сетью,  аккумулирование  электричества  не  требуется.  При  этом 
выработанная  СБ  электроэнергия  поступает  в  электросеть  коттеджного  здания.  Схема 
сетевой солнечной электростанции показана на рисунке 7. 
 

СП РК 3.02-140-2013

 

15 

 

1 – солнечные панели, 2 - инвертор 

Рисунок 7 – Основные элементы сетевой солнечной электростанции   

 

5.2.18

 

Технически  грамотно  спроектированные  и  правильно  установленные 

фотоэлектрические  системы  требуют  техобслуживания  в  минимальном  объеме,  имеют 
длительный срок службы и очень надёжны в эксплуатации. 

5.2.19

 

Проектирование  СБ-систем  электроснабжения  с  использованием  солнечных 

фотоэлектрических панелей следует выполнять на основании  технической документации 
и рекомендаций производителей оборудования. 
 

5.3

 

 Применение ветрогенераторов  

 

5.3.1

 

Для  энергоснабжения  коттеджных  зданий  ветрогенераторы  целесообразно 

применять  при  скорости  ветра  не  менее  3  м/с,  номинальная  мощность  ветровых 
генераторов достигается при скоростях ветра 7 - 11м / с. 

5.3.2

 

Ветрогенератор

 

  работает  достаточно  эффективно,  если  относительная 

продолжительность во времени диапазона рабочих скоростей 9-25 м/с составляет не менее 
0,4 в течение сезона. 

5.3.3

 

Основные  типы  ветрогенераторов  –  ветрогенераторы  с

 

горизонтальной  осью 

вращения и ветрогенераторы

 с 

вертикальной осью вращения. 

5.3.4

 

Применение ветрогенераторов   для обеспечения электричеством коттеджных 

зданий малоцелесообразно по следующим причинам: 

- высокой стоимости инвертора ~ 50 % стоимости всей установки (применяется для 

преобразования  переменного  или  постоянного  тока  получаемого  от  ветрогенератора  в 
переменный  ток  напряжением  220В  и  частотой  50Гц  и  синхронизации  его  по  фазе  с 
внешней сетью при работе генератора в параллель); 

-  высокой  стоимости  аккумуляторных  батарей  —  около  25  %  стоимости  установки 

(используются  в  качестве  источника  бесперебойного  питания  при  отсутствии  или 
пропадании внешней сети). 

5.3.5

 

Наиболее 

экономически 

целесообразно 

получение 

с 

помощью 

ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или 

СП РК 3.02-140-2013

 

16 

переменного  тока  с  последующим  преобразованием  его  в  тепло,  для  обогрева  жилья  и 
получения горячей воды. 

5.3.6

 

На  выбор  типа  и  мощности  ветрогенератора  влияет  ряд  факторов  и  прежде 

всего  характеристики  объекта,  требования,  предъявляемые  потребителями  энергии,  и 
ветровые условия зоны использования ветрогенератора. 

5.3.7

 

Расчетную мощность W, кВт, ветрогенератора следует определять по формуле: 

 

   

 

 

       (1) 

где 

D

ВК

 - диаметром ветроколеса,  

V

расч.

 - расчетная скорость ветра,  

,  

 

 

                 (2) 

 

 

 – среднегодовая скорость ветра, м/с, 

 

ξ          -    коэффициент  использования  энергии  ветра,    ξ  =  0,2  –  0,45  (должен 

указываться в техническом паспорте установки) 

5.3.8

 

При  определении  оптимальной  мощности  ветрогенератора  должны 

проводиться  вариантные  технико-экономические  расчеты,  учитывающие  стоимость 
агрегата и установки, эксплуатационные затраты и выработку энергии. 

5.3.9

 

Частоту вращения генератора следует определять из соотношения: 

.   

 

    

                 (3) 

5.3.10

 

Мощность воздушного потока, W, Вт следует рассчитывать по формуле: 

   

 

 

 

                          (4) 

где  v – скорость воздушного потока, м/с; 

ρ  –  плотность  воздуха,  кг/м

3

;  ρ  =1,23  кг/м

3

  –  плотность  воздуха  для  нормальных 

условий (t = 15

о

С, р = 101,3 кПа). 

       

F  -  поперечное  сечение  воздушного  потока,  м

2

;  для  установки  с  горизонтальной 

осью пропеллерного типа 

где 

R

 – радиус ветроколеса, м. 

5.3.11

 

Теоретически  рассчитанные  показатели  мощности  ветрового  потока  и 

ветрогенератора при удельной мощности потока, имеющего поперечное сечение 1 м

2

, при 

t =+15

 о

С; Р =101,3 кПа приведены в таблице 4. 

 

Таблица 4 - Показатели мощности ветрового потока и ветрогенератора 

 

Скорость ветра, м/с 

10 

14 

18 

22 

Мощность потока, кВт/м

2

 

0,04 

0,13  0,31  0,61  1,67  3,6  6,25 

Теоретическая мощность ветродвигателя, 
кВт/м

2

, (по Жуковскому) 

0,024  0,08  0,19  0,37  1,0 

2,2  3,8 

 

5.3.12

 

При  использовании  ветрогенератора  в  качестве  единственного  источника 

электричества  следует  просчитать  выбор  мощности  генератора,  инвертора  и  емкость 

4

3

.

2

.

10

81

,

4

расч

ВК

ВК

расч

V

D

W

Г

расч

V

V

)

6

,

1

...

4

,

1

(

.

Г

V

ВК

расч

р

D

V

W

n

.

2

3

F

v

W

2

R

F

СП РК 3.02-140-2013

 

17 

аккумуляторов,  принимая  в  расчет  режим  предполагаемого  потребления,  возможные 
пиковые и средние нагрузки, среднюю скорость ветра. 

Автономная ветрогенераторная установка с элементами показана на Рисунке 9.  
 

 

 

Рисунок 9 - Автономная ветрогенераторная установка и ее элементы 

 

5.3.13

 

Возможно  применение  ветровых  энергетических  установок  в  комбинации  с 

другими  источниками  энергии  (солнечные  модули,  мини-ГЭС,  дизельный,  бензиновый 
или газовый генератор, штатная электрическая сеть и т.п.). На Рисунках 10 и 11 показаны 
ветро-солнечная гибридная установка и сетевая ветроустановка. 

5.3.14

 

Ветрогенераторы  следует  располагать  в  наиболее  выгодных  по  ветровым 

условиям местах местности на открытых равнинных участках. 

5.3.15

 

Проектирование 

систем 

энергоснабжения 

с 

использованием 

ветрогенераторов  следует  выполнять  на  основании    технической  документации  и 
рекомендаций производителей оборудования. 

5.3.16

 

Расчетные  данные  для  выбора  ветрогенератора  от  величины  мощности  W 

ветровой  турбины  в  зависимости  от  скорости  ветра  v,  диаметра  D  колеса  турбины  и 
коэффициента эффективности турбины приведены в Приложении А. 

 

СП РК 3.02-140-2013

 

18 

 

Рисунок 10 - Ветро-Солнечная (гибридная) установка и ее элементы 

 

 

 

Рисунок 11 - Сетевая ветроустановка и ее элементы 

 

5.4

 

Применение тепловых насосов  

 

5.4.1

 

Системы  теплоснабжения  коттеджного  здания  с  использованием  тепловых 

насосов  -  теплонасосные  системы  теплоснабжения  -  могут  быть  применены  для 
отопления,  подогрева  вентиляционного  воздуха,  нагрева  воды  для  горячего 
водоснабжения и т.п. 

5.4.2

 

Тепловой  насос  обеспечивает  энергией  систему  отопления,  горячего 

водоснабжения и кондиционирования посредством отбора тепла из окружающей среды и 
является экологически чистым источником. 

5.4.3

 

Для  функционирования  теплового  насоса  необходимо  наличие  электрической 

сети (штатной или генерируемой другими источниками). 

5.4.4

 

В  качестве  низкопотенциальных  (низкотемпературных)  источников  теплоты 

могут использоваться: 

а) вторичные энергетические ресурсы: 
- теплота вентиляционных выбросов; 
- теплота серых канализационных стоков; 
- сбросная теплота технологических процессов и т.п. 
б) нетрадиционные возобновляемые источники энергии: 
- теплота окружающего воздуха; 
- теплота грунтовых и геотермальных вод; 
- теплота водоемов и природных водных потоков; 
- теплота солнечной энергии и т.п.; 
- теплота поверхностных и более глубоких слоев грунта. 

СП РК 3.02-140-2013

 

19 

5.4.5

 

В  зависимости  от  сочетания  вида  источника  низкопотенциальной  теплоты  и 

нагреваемой среды тепловые насосы делятся на следующие типы: 

- воздух - воздух; 
- воздух - вода; 
- грунт - воздух; 
- грунт - вода; 
- вода - воздух; 
- вода - вода. 

Эти  типы  тепловых  насосов  отличаются  конструктивным  исполнением  теплообменной 
части  (испарителя  и  конденсатора)  и  температурными  режимами  реализуемых 
термодинамических циклов. 

5.4.6

 

Коэффициент 

преобразования 

теплового 

насоса 

отношение 

теплопроизводительности  к  электропотреблению  -  зависит  от  уровня  температур  в 
испарителе и конденсаторе и колеблется в различных системах в диапазоне от 2,5 до 5, т.е. 
на 1 кВт затраченной электрической энергии тепловой насос производит от 2,5 до 5 кВт 
тепловой  энергии.  Температурный  уровень  теплоснабжения  от  тепловых  насосов  35-55 
°С. Экономия энергетических ресурсов достигает 70%. 

5.4.7

 

Оценку  целесообразности  применения  теплового  насоса    следует  выполнять 

исходя из требуемой мощности   источника теплоснабжения коттеджного здания. 

5.4.8

 

Для  сравнения  характеристик  теплового  насоса  с  обычным  отопительным 

котлом  возможно  использовать      отношение  тепловой  мощности  P

q

  к  электрической 

мощности компрессора P

e

, определяемое по формуле (5): 

            

   ε = P

q

/P

e

 

 

 

 

 

 

      (5) 

 

где ε – коэффициент эффективности теплового насоса. 

5.4.9

 

Вследствие  наличия    дополнительных  затрат    электрической  энергии, 

связанные  с  необходимостью  работы  дополнительных  механизмов  теплового  насоса, 
таких  как  вентилятор  или  циркуляционный  насос,  в зависимости от  типа  используемого 
теплоносителя,      следует  пользоваться    более  точной  характеристикой  эффективности 
работы теплового насоса:   величиной отношения тепловой мощности P

q

 к электрической 

мощности компрессора плюс мощность вспомогательных механизмов P

s

, определяемая по 

формуле (6): 

                      ε

х

 = P

q

/P

s

 

 

 

 

(6) 

 

где ε

х 

– коэффициент эффективности теплового насоса. 

5.4.10

 

Эффективность  работы теплового  насоса  зависит  от  температуры  источника 

тепла. На   рисунке 12 представлены графики зависимости величины ε

х 

от температуры, до 

которой  нагревается  теплоноситель  для  различных  значений  температуры  источника 
тепла Т

ист

, [1]. 

СП РК 3.02-140-2013

 

20 

 

Рисунок 12 - График зависимости эффективности работы теплового насоса 

 

от 

температуры теплоносителя 

 

5.4.11

 

Из  графиков  на  рисунке  12  видно,  что  чем  ниже  температура,  до  которой 

необходимо  нагревать  теплоноситель  и  чем  выше  температура  источника  тепла,  тем 
эффективнее становится использование теплового насоса. Это делает целесообразным при 
использовании  теплового  насоса  в  системе  отопления  здания  проектировать 
отопительную  систему  с  минимальной  температурой  теплоносителя,  например, 
напольную систему отопления. 

5.4.12

 

Для  годовой  оценки  эффективности  теплового  насоса  следует  оценить  

отношение  тепловой  энергии  Q

t

,  полученной  в  течение  года  к  затраченной  при  этом 

электрической энергии (на работу компрессора и вспомогательного оборудования, Q

s

), так 

как  условия  работы  теплового  насоса  в  течение  года,  а,  следовательно,  и  значение  ε

х

изменяются согласно формуле (7):  

ε

х

 = Q

t

/ Q

s

.     

 

 

 

 

(7) 

5.4.13

 

Коэффициент  энергетической  эффективности  теплового  насоса  следует 

определять по формуле (8) – это отношение коэффициента выхода электрической энергии 
из тепловой, f

p

, который в [1] принят равным 3, к величине ε

х

β = f

p

х

 

   

 

 

 

 

(8) 

где β – коэффициент энергетической эффективности теплового насоса. 

5.4.14

 

При  проектировании  следует  выбирать      тепловой  насос    с    как  можно 

большим значением ε

х

 и как можно меньшим значением β. 

5.4.15

 

Тепловой насос следует применять в том случае, когда коэффициент выхода 

электрической энергии равен 3, тепловой насос позволяет более эффективно использовать 
первичную энергию в виде жидкого или газообразного топлива, чем простое сжигание в 
котле.  

5.4.16

 

В  таблице  5  из  [1]  приведены  значения  отношения  мощности  теплового 

насоса  к  максимальной  тепловой  нагрузке  здания  и  доля  энергии  теплового  насоса  в 
отоплении  здания.  При  проектировании  системы  отопления  достаточно  использовать 
тепловой насос с мощностью, покрывающий 0,6 максимальной тепловой нагрузки здания.  
 

СП РК 3.02-140-2013

 

21 

Таблица 5- значения отношения мощности теплового насоса к максимальной 

тепловой нагрузке здания и доля энергии теплового насоса в отоплении здания 

Отношения  мощности  теплового  насоса  к  максимальной 
тепловой нагрузке здания

 

0,2 

0,4 

0,6 

0,8 

1,0 

Доля энергии теплового насоса в отоплении здания, %

 

41 

76 

93 

99 

100 

 

5.4.17

 

При  проектировании  систем  с  тепловыми  насосами  следует  выбирать 

источник  тепла,  который наиболее  доступен,  энергоемок  и  с  температурой,  подходящей 
для эффективной работы системы. 
 

5.5

 

 Применение грунтовых тепловых насосов  

 
5.5.1

 

Грунтовые  теплообменники  систем  сбора  низкопотенциальной  тепловой 

энергии  грунта,  или  систем  теплосбора,  могут  укладываться  в  земле  горизонтально,  в 
траншеи,  и  вертикально,  в  буровые  скважины.  Поскольку  их  функциональные 
характеристики  одинаковы,  то  различаются  они  только  по  стоимости  монтажа  и 
занимаемой площади. 

5.5.2

 

При горизонтальной системе трубы грунтового теплообменника укладывают в 

земляные  траншеи  глубиной  1,5-2  м  (ниже  нормативной  глубины  промерзания  грунта), 
соединяя  ветви,  последовательно  или  параллельно.  На  Рисунке  13  показана 
горизонтальная система сбора низкопотенциального тепла грунта.  

5.5.3

 

Монтаж  горизонтальных  грунтовых  теплообменников  производят  в 

предварительно  прорытые  траншеи.  Выбор  механизмов  при  этом  зависит  от  почвенных 
условий. 

5.5.4

 

После  полной  укладки  проводится  испытание  трубопровода  под  давлением  и 

засыпка траншеи. Причем первые 15 см засыпаются вручную, остающийся объем грунта  
можно обратно засыпать механизированным способом. 

СП РК 3.02-140-2013

 

22 

 

1 - отопительный аппарат; 2 - тепловой насос; 3 - пластиковый трубопровод  

Рисунок 13 - Горизонтальная система сбора низкопотенциального тепла грунта 

 

5.5.5

 

При  проектировании  следует  рассматривать  и  возможность  отбора  тепла  из 

водоемов,  при  этом  земляные  работы  исключаются.    Принцип  работы  тот  же,  что  и  в 
случае  с  грунтовым  коллектором.  Горизонтальная  система  сбора  низкопотенциального 
тепла воды водоема показана на рисунке 14. 

5.5.6

 

Основные  характеристики  теплового  насоса,  где  основным  источником 

энергии используется грунт с плоским коллектором: 

- тепловая мощность от 0,01 до 0,04 кВт/м

2

- рабочий температурный диапазон от минус 5°C до плюс 10°C; 
- коэффициент энергетической эффективности β, от 1,1 до 1,3. 
5.5.7

 

Основные  характеристики  теплового  насоса,  где  основным  источником 

энергии используется открытая вода: 

- тепловая мощность от 3 до 4 кВт/м

3

 в 1 ч; 

- рабочий температурный диапазон от плюс 2°C до плюс 15°C; 
- коэффициент энергетической эффективности β, от 1,1 до 1,2. 
5.5.8

 

Существуют множество конфигураций вертикальной укладки теплообменника 

на  глубине  от  50  до  150  м,  в  этом  случае  большая  доля  затрат  приходится  на  буровые 
работы (см. Рисунок 15). 
 
 
 

СП РК 3.02-140-2013

 

23 

 

1 - отопительный аппарат; 2 - тепловой насос; 3 – трубопровод; 4 - водоем  

Рисунок 14 - Горизонтальная система сбора тепла водоема 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1  -  отопительный  аппарат;  2  -  тепловой  насос;  3  -  вертикальные  термоскважины 
системы сбора низкопотенциального тепла грунта; 4 - скважины  

Рисунок 15 -  Вертикальная система сбора низкопотенциального тепла грунта 

СП РК 3.02-140-2013

 

24 

5.5.9

 

На  практике  применяются  следующие  две  конструктивные  схемы 

вертикальных грунтовых теплообменников: 

-  "труба  в  трубе"  -  внутри  обсадной  трубы  коаксиально  располагается  подающая 

теплоноситель  труба,  а  поток  теплоносителя,  возвращающийся  по  межтрубному  зазору, 
отбирает тепло грунта через стенку обсадной трубы; 

-  U-образная  труба  -  по  одной  ветви  теплоноситель  подается  вниз,  а  по  другой 

возвращается обратно, при этом теплообмен с грунтом происходит по всей длине трубы, 
однако  из-за  меньших  диаметров  труб  (при  том  же  диаметре  скважины)  поверхность 
теплообмена получается существенно меньше, чем в предыдущем варианте. 

5.5.10

 

Для  большей  гарантии  все  стыки  труб,  укладываемых  в  землю,  должны 

соединяться  термической  сваркой  -  встык  или  с  соединительными  муфтами,  а  не 
соединяться чисто механическими способами. 

5.5.11

 

Для  обратной  засыпки  скважин  можно  использовать  промытый  песок  или 

песчано-гравийную смесь. При опасности заражения водоносного горизонта грунтовыми 
водами,  перетекающими  вдоль  стенки  грунтового  теплообменника,  применяются 
герметики  или  цементные  растворы.  Примеры  укладки  труб-теплоносителей  в  траншею 
показаны на Рисунке 16. 

 

 

Рисунок 16 – Способы укладки труб на небольших глубинах 

 

5.5.12

 

Основные  характеристики  теплового  насоса,  где  основным  источником 

энергии используется система скважинного типа: 

- тепловая мощность от 0,02 до 0,08 кВт/м; 
- рабочий температурный диапазон от минус 5°C до плюс 5°C; 
- коэффициент энергетической эффективности β, от 1,01 до 1,25 
5.5.13

 

Размеры  грунтового  теплообменника  определяются  исходя  из  расчетных 

тепловых и холодильных нагрузок на теплонасосные системы теплоснабжения (ТСТ). Все 
тепловые  насосы  рассчитаны  на  максимальную  и  минимальную  температуру  жидкости, 
являющейся источником энергии. 

5.5.14

 

При  проектировании  коттеджного  здания  с  применением  тепловых  насосов, 

использующих  теплоту  вторичных  энергетических  ресурсов  и  нетрадиционных 
источников энергии, необходимо рассматривать объект как единое целое. 

СП РК 3.02-140-2013

 

25 

5.5.15

 

На ранних стадиях проектирования необходимо добиваться согласованности 

технических  решений  по  архитектуре,  конструкции  и  инженерным  системам  с  целью 
выбора  оптимальных  схем  внедрения  энергосберегающих  технологий,  обеспечивающих 
минимальные сроки окупаемости дополнительных капитальных затрат. 

5.5.16

 

Теплонасосные  системы  теплоснабжения  проектируются  для  каждого 

конкретного  коттеджного  здания  в  зависимости  от  энергетических  нагрузок,  почвенно-
климатических условий района строительства и стоимости энергоносителей. 

5.5.17

 

Стоимость  оборудования  тепловых  насосов  высокая,  поэтому  их  следует 

подбирать  по  мощности  на  величину  базовых  нагрузок,  на  основе  тепловых  и  технико-
экономических  расчетов.  Это  обеспечивает  максимальное  использование  тепловых 
насосов и более стабильный режим их работы. 

5.5.18

 

Производство  работ  по  устройству  термоскважин  (бурение,  установка 

обсадных  колонн,  корпусов  термоскважин  и  пр.)  должны  выполняться  только  в 
соответствии  с  конструкторской  и  проектной  документацией,  с  привлечением 
квалифицированных специалистов. 

5.5.19

 

Тепловые  насосы  заводского  производства  должны  быть  установлены  с 

соблюдением требований безопасности и мер предосторожности, указанных в заводских 
инструкциях предприятия-изготовителя. 

5.5.20

 

Пример  расчета  коэффициента  теплоотбора  теплоносителя  от  грунта  для 

вертикальной системы теплового насосного устройства приведен в приложении Б.  
 

5.6

 

 Применение тепловых насосов с отбором тепла из воздуха  

 

5.6.1

 

Использование  воздушного  теплового  насоса  не  требует  укладки 

трубопроводной системы в землю для отбора тепла.

 

5.6.2

 

Тепловые  насосы  с  воздушным  источником  подразделяются  на  системы  типа 

воздух/воздух  и  воздух/вода,  в  зависимости  от  того,  какая  среда  используется  для 
распространения тепла в здании – воздух или вода.

 

5.6.3

 

Тепловые  насосы  воздух/воздух  предназначены  для  прямого  нагрева  воздуха 

внутри  помещения.  Теплота  извлекается  из  окружающего  воздуха  посредством 
испарительного  блока  наружного  размещения  и  направляется  в  помещение,  где 
внутренний воздух нагревается при помощи конденсатора системы (см. Рис. 17).

 

5.6.4

 

В случае необходимости отопления нескольких помещений или сравнительно 

большого внутреннего объема, используются различные системы подачи и распределения 
воздуха,  а  для  нагрева  отдельных  областей,  следует  применить  несколько  внутренних 
блоков.

 

5.6.5

 

Преимущество  теплового  насоса  типа  воздух/воздух  над  системами  типа 

воздух/вода  заключается  в  более  низкой  температуре  стока  (температуре  воздуха, 
проходимого  через  теплообменник  конденсатора),  что  обеспечивает  повышенное 
значение коэффициента производительности и более высокий уровень теплоотдачи.

 

5.6.6

 

При  проектировании  следует  учесть,  что  в  течение  отопительного  сезона 

температура  наружного  воздуха  зачастую  ниже  температуры  грунта,  что  приводит  к  
снижению производительности теплового насоса.

 

 

СП РК 3.02-140-2013

 

26 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 - отопительный аппарат; 2 - тепловой насос; 3 –система сбора тепла воздуха (4) 

Рисунок 17 -  Система сбора тепла воздуха 

 

5.6.7

 

Основные  характеристики  теплового  насоса,  где  основным  источником 

энергии используется наружный воздух:

 

- тепловая мощность от 0,003 до 0,004 кВт/м

3

- рабочий температурный диапазон от минус 15°C до плюс 35°C; 
- коэффициент энергетической эффективности β, от 1,3 до 1,4;

 

5.6.8

 

Тепловой  насос  типа  воздух/вода  использует  воду  как  теплопоглотительную 

среду.  Нагретая  вода  предназначена  для отопления  помещений  или  подготовки  бытовой 
горячей воды.

 

5.6.9

 

Все  ключевые  компоненты  данного  теплового  насоса  располагаются  внутри 

коттеджного здания, что предотвращает их от внешнего воздействия и повреждения.

 

 

5.7

 

Применение биогазовых установок  

 

5.7.1

 

Биогаз  производится  в  биогазовой  установке  из  отходов  сельского  хозяйства, 

пищевой промышленности, органических отходов, 

биомассы различных видов растений

 и 

специально  выращенных  энергетических  культур  и  состоит  из  герметичного  реактора, 
оснащенного  комплексом  систем  загрузки  первичного  сырья,  его  подогрева, 
перемешивания и канализации для сброса обработанного сырья (см. рис. 18).

 

5.7.2

 

Биогазовые установки производят биогаз путем контролируемого сбраживания 

биомассы в анаэробных условиях, путем разложения органики бактериями. 

 

5.7.3

 

Перед  подачей  в  сеть  газоснабжения  коттеджного  здания  или  перед 

использованием  в  качестве  топлива  биогаз  должен  пройти  процесс  переработки,  где 
удаляются  все  загрязняющие  вещества,  а  также  углекислый  газ,  а  содержание  метана 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     5      6      7      8     ..