МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТИПОВОГО СЕЛЬСКОГО ДОМА УДК 662.997.621
Аннотация
Системы теплоснабжения жилых зданий, в том числе типовых сельских домов, являются энергоемким потребителем тепловой и электрической энергии. Проведенные исследования показывают, что объем потребления энергоресурсов на обогрев 1,0 м2 жилого помещения типового сельского дома в отопительный сезон составляет 12÷18 кубометров природного газа, 300÷380 кВт‧час электроэнергии. В связи с этим обеспечение оптимального микроклимата в жилых зданиях с учетом изменчивости метеорологических параметров местности и рациональное использование ресурсов ВИЭ местности является актуальной.
В работе были использованы методы математического моделирования, теоретические основы теплотехники, теория подобия, экспериментальное исследование процессов теплообмена и обобщение результатов экспериментов.
Разработаны математические модели, основанные на уравнениях теплового баланса и теплового расчета типового сельского дома, позволяющие рассчитать температурный режим типовых сельских домов с гибридными системами теплоснабжения с учетом метеорологических характеристик местности, температуру внутреннего воздуха и изменение теплотехнических параметров конструкций стен здания.
Результаты моделирования температурного режима типового сельского дома показывают, что в зимний период (в условиях Каршинского района) при температуре внешнего воздуха -3 ℃, для обеспечения требуемого температурного режима (+20 ÷ +22 ℃) необходима солнечная радиация в пределах 500-600 Вт/м². При температурах внешнего воздуха -10 ℃, -13 ℃ и -26 ℃ требуется добавление дополнительных источников тепла. Системы теплоснабжения жилых зданий, в том числе типовых сельских домов, являются энергоемким потребителем тепловой и электрической энергии. Проведенные исследования показывают, что объем потребления энергоресурсов на обогрев 1,0 м2 жилого помещения типового сельского дома в отопительный сезон составляет 12÷18 кубометров природного газа, 300÷380 кВт‧час электроэнергии. В связи с этим обеспечение оптимального микроклимата в жилых зданиях с учетом изменчивости метеорологических параметров местности и рациональное использование ресурсов ВИЭ местности является актуальной.
В работе были использованы методы математического моделирования, теоретические основы теплотехники, теория подобия, экспериментальное исследование процессов теплообмена и обобщение результатов экспериментов.
Разработаны математические модели, основанные на уравнениях теплового баланса и теплового расчета типового сельского дома, позволяющие рассчитать температурный режим типовых сельских домов с гибридными системами теплоснабжения с учетом метеорологических характеристик местности, температуру внутреннего воздуха и изменение теплотехнических параметров конструкций стен здания.
Результаты моделирования температурного режима типового сельского дома показывают, что в зимний период (в условиях Каршинского района) при температуре внешнего воздуха -3 ℃, для обеспечения требуемого температурного режима (+20 ÷ +22 ℃) необходима солнечная радиация в пределах 500-600 Вт/м². При температурах внешнего воздуха -10 ℃, -13 ℃ и -26 ℃ требуется добавление дополнительных источников тепла.
Об авторах
Список литературы
Указ Президента Республики Узбекистан «О Стратегии развития нового Узбекистана на 2022 — 2026 годы» от 28.01.2022 г. № УП-60.
Узаков Г.Н., Давланов Х.А., Тошмаматов Б.М. Анализ гибридных систем отопления жилых зданий, использующих ВИЭ//Альтернативная энергетика. Научно-технический журнал. 2023. Т. 8. № 1. С. 9-15.
Узаков Г. Н., Базаров О. Ш., Давланов Х. А., Тошмаматов Б. Научно-инновационные разработки Каршинского инженерно-экономического института по использованию возобновляемых источников энергии Беларусь-Узбекистан: формирование рынка инновационной продукции. Сборник материалов научно практической конференции (Минск, 14–15 марта 2023 г.), стр. 353-356.
Узаков Г.Н., Давланов Х.А., Камoлов Б.И., Тошмаматов Б.М. Интегрированные автономные системы энергоснабжения объектов, расположенных в сельской местности//Алтернативная энергетика. Научно-технический журнал. №2, 03.07.2023-г. Стр. 9-14.
Kudratov J., Toshmamatov B. Justification of heat-technical parameters of hybrid heat and hot water supply system // European international journal of multidisciplinary research
and management studies Volume 03 Issue 2023 . p. 35-45.
Харченко В.В., Чемеков В., Тихонов П., Адомавичюс В. Теплоснабжение дома от теплонасосной системы, использующей возобновляемые источники энергии// Научные труды Литовской академии прикладных наук. Клайпеда, 2012, №7. – с. 45-52.
Овчаров С.В., Стребков А.А., Буряк А.В. Разработка комбинированной системы отопления жилых домов и коммунальных объектов в сельской местности//Энергетика, Энергосберегающие технологии и оборудование. № 1/1(21), 2015. – с. 46-51.
Каваленко Е.В., Тягунов М.Г. Гибридные энергетические комплексы с когенерацией в изолированных энергетических системах//Альтернативная энергетика и экология. №10-11, 2015, 167-177 с.
Путилов С.С. Метод расчета норматива удельного расхода топлива на отпущенную тепловую энергию от котельной//Univesum. Технический наук. №7 (112). 2023 г.
Кривошеин Ю.О., Цветков Н.А., Хуторной А.Н. Автоматизированная дуальная система горячего водоснабжения с использованием энергии солнца и газового котла// Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение. Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. c. 163-173.
Чемеков В.В. Обоснование параметров системы автономного теплоснабжения сельского дома с использованием возобновляемых источников энергии: автореф. дис. канд. тех. наук. – Москва.: ГНУ ВИЭСХ, 2012. – 27 с.
Uzakov G.N., Charvinski V.L., Ibragimov U.Kh., Khamraev S.I., Kamolov B. I. Mathematical modeling of the combined heat supply system of a solar house//Enеrgеtika. Proс. СIS Higher Educ. Inst. аnd Power Eng. Assoc. V. 65, No 5 (2022), pр. 412–421.
Как цитировать
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.