МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІНСТИТУТ ЕНЕРГЕТИКИ ТА СИСТЕМ КЕРУВАННЯ
Кафедра «Електричні системи та мережі»
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
На тему; “Електропостачання житлового будинку”
Виконав:
ст.гр.ЕТ-23Романчук
Л.А
Прийняв:
Сабат
М.Б.
Львів 2016
ЗМІСТ
1. Розрахунок навантаження житлового будинку 3
2. Розрахунок освітлення в кімнатах 6
3. Розподіл електропроводки на групи 7
4. Теоретичне запитання 16
5. Список
літератури
20 
1 РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕННЯ ЖИТЛОВОГО БУДИНКУ
Електроприймачі житлових будинків можна розділити на дві групи; електроприймачі житлових будинків і електроприймачі загального призначення.
До першої групи відносяться освітлювальні й побутові прилади. До цих електроприймачів відноситься також велика кількість електропобутових приладів періодичного використання: праски, електрофони, електрочайники, кавоварки тощо.
До другої групи відносяться освітлювальні прилади приміщень загального користування в будинках, освітлення прилеглої території, горищ, ліфтів, а також силові електроприймачі: двигуни ліфтів, помпових станцій, пожежної системи тощо. У цій групі кожна підгрупа електроприймачів має свою мережу живлення.
Таблиця 1. Потужність побутових електроприймачів
|
Прилад |
Pn кВт |
cos |
Кп |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Кухня |
|||
|
Холодильник |
0,4 |
0,65 |
0,3 |
|
Праска |
1,5 |
0,8 |
0,6 |
|
Електричний чайник |
1,5 |
1 |
0,5 |
|
Електро плита |
10,5 |
1 |
0,8 |
|
Ванна |
|||
|
Котел |
6 |
1 |
0,8 |
|
Душова |
1,5 |
0,8 |
0,6 |
|
Фен |
1,5 |
0,9 |
0,3 |
|
Кімната 1 |
|||
|
Комп’ютер |
0,4 |
0,65 |
0,6 |
|
Спальня |
|||
|
Телевізор |
1 |
0,7 |
0,6 |
|
Пилосос |
1 |
0,7 |
0,3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Праска |
1,5 |
1 |
0,3 |
|
Вітальня 1 |
|||
|
Телевізор |
1,5 |
0,8 |
0,6 |
|
Музичний центр |
0,5 |
0,8 |
0,7 |
|
Вітальня 2 |
|||
На ефективність роботи приймачів електричної енергії житла суттєво впливає якість електричної енергії. Норми якості електроенергії в електропостачальних системах загального призначення визначені Державним стандартом. Серед показників якості важливими є відхилення та коливання напруги. Зниження напруги зумовлює зменшення світлового потоку та скорочення терміну служби ламп. Збільшення напруги зумовлює збільшення споживання реактивної потужності люмінесцентними лампами. Несиметрія напруги характерна для трифазної мережі живлення та може вплинути на роботу приймачів, якщо фазна напруга суттєво зростає. Несинусоїдність напруги викликає протікання струмів вищих гармонік і зумовлює збільшення втрат потужності в електромережі, а також впливає на функціонування систем автоматики, комп’ютерної техніки й інших систем.
Для того щоб визначити розрахункову електричну потужність Pp ;
де - Pn - номінальна потужність електро приймача
cos 
– коефіціент потужності електропримачів
Дані розрахунків зпносим в таблицю № 2. Для розрахунку реактивної потужності окремого електроприймача Qp;
де – Pp – розрахункова електрична потужність
tan φ – коефіцієнт потужності електроприймачів
Дані розрахунків заносим в таблицю № 2
|
Прилад |
Pp кВт |
Qp кВар |
Sp кВа |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Кухня |
|||
|
Холодильник |
0,26 |
0,3 |
0,02 |
|
Праска |
1,2 |
0 |
1,2 |
|
Електричний чайник |
1,5 |
0 |
1,5 |
|
Електро плита |
10,5 |
0 |
10,5 |
|
Ванна |
|||
|
Котел |
6 |
6 |
8,4 |
|
Душова |
1,2 |
0,9 |
1,5 |
|
Фен |
1,35 |
1,19 |
1,7 |
|
Кімната 1 |
|||
|
Комп’ютер |
0,26 |
0,3 |
0,3 |
|
Спальня |
|||
|
Телевізор |
0,7 |
0,8 |
1 |
|
Пилосос |
0,8 |
0,7 |
1 |
|
Праска |
1,5 |
0 |
1,5 |
|
Вітальня 1 |
|||
|
Телевізор |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
|
Музичний центр |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
|
Вітальня 2 |
|||
Таблиця 2. Потужність електроприймачів та їх розрахунковий коефіцієнт
Для розрахунку повної потужності електроприймачів Sp:
де - Pp – розрахункова електрична потужність,
Qp - реактивної потужності окремого електроприймача.
2 РОЗРАЗУНОК ОСВІТЛЕННЯ В КІМНАТАХ
Визначаєм загальну потужність освітлення в кімнатах.
Pкухня = 5·8,5 = 42,05 Вт Ркухня = 42,5·0,7 = 29,75 Вт
Рванна = 5·4,2 = 21 Вт Рванна = 21·0,7 = 14,7 Вт
Ркоридор = 5·6,7 = 33,5 Вт Ркоридор = 33,5·0,7 = 23,45 Вт
Ркімната 1 = 5·13,4 = 67 Вт Ркімната 1 = 67·0,7 = 46,9 Вт
Рспальня = 5·19,3 = 88,5 Вт Рспальня = 88,5·0,7 = 61,95 Вт
Рвітальня = 5·19,3 = 96,5 Вт Рвітальня = 96,5·0,7 = 67,55 Вт
Рвітальня 2 = 5·22,4 = 112 Вт Рвітальня 2 = 112·0,7 = 78,4 Вт
де – 0,7 = cosφ
Отже для освітлення кухні вибираєм 1 світильник на 4 лампи потужність кожної становить 10 Вт, для освітлення ванної кімнати вибираєм 1 світильник на 1 лампу потужність якої становить 20 Вт, для освітлення коридору вибираєм 1 світьльник на 3 лампи по 10 Вт, для кінати 1 вибираєм 1 світильника по 6 лампи потужність кожної становить 10 Вт, для спальні вибираємо вибираємо 1 світильник на 4 лампи потужність кожної становить 20 Вт, для вітальні вибираєм 1 світильник на 5 ламп потужність кожної становить 20 Вт, для вітальні 2 вибираєм 1 світильника по 6 лампи потужність кожної становить 20 Вт.
Визначаєм загальну потужність освітлення в будинку по формулі:
Рсумарне = Р1 + Р2 + … Рn ;
Отже;
Рсумарен = 29,75 + 14,7 + 23,45 + 46,9 + 61,95 + 67,55 + 78,4 =322,7 Вт
3 РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРОПРОВОДКИ НА ГРУПИ
Під час проектування квартирної проводки складають її принципову схему. Зазвичай, квартирні електроприймачі поділяють на групи, кожна з яких живиться від квартирного щитка окремою лінією та захищається окремим комутаційним апаратом.
Для живлення освітлювальних і побутових електроприймачів у квартиру з газовими плитами прокладають дві однофазні групи. Одна з цих груп живить освітлювальну мережу, а друга – розетки. Допускається також змішане живлення розеток і освітлення.
У квартирах з електричними плитами прокладають окрему групову лінію для живлення електричної плити та розеток кухні.
У житлових кімнатах встановлюють не менше однієї розетки на 6м2 площі, а якщо відсутні стельові світильники, то кількість розеток збільшуються на 1 – 2 одиниці.
На схемі вказано установлені потужності електроприймачів, які живляться від кожної з лінії групи.
Розподіл будинку на групи;
1 Група;
Електро плита:
S1гр. = 10,5 кВ·А
2 Група;
Котел:
S2гр. = 8,4 кВ·А
3 Група;
Кухня, Вітальня, освітлення:
S3гр. = 2,72 + 2,2 + 0,13 = 5,05 кВ·А
4 Група
Спальня, Кімната 1, освітлення, освітлення Вітальні 2:
S4гр. = 3,5 + 0,3 + 0,14 + 0,11 = 4,05 кВ·А
5 Група
Ванна, освітлення, освітлення Коридор:
S5гр. = 3,2 + 0,02 + 0,03 = 3,25 кВ·А
Під час проектування розрахунок електричних навантажень здійснюється на підставі ієрархічної моделі ЕПС для усіх її рівнів.
Алгоритм визначення розрахункових електричних навантажень модифікованим статистичним методом розроблено на підставі настановних технічних матеріалів РТМ 36.18.32.4 – 92 «Настанови по розрахунку електричних загрузок».
Розрахунок електричних навантажень модифікованим статистичним методом виконується для (1…5) рівнів за такою формулою.
де m – кількість груп електроприймачів однакової номінальної потужності;
n – кількість одиничних електроприймачів у групі з однаковими номінальними параметрами.
Для визначення максимальної потужності Sp на групі, користуємся такою формулою;
Sр = Sсум · Кв
де Sсум – максимальна потужність на 1 групі
1 Група;
Sр = 10,5·1 = 10,5 кВ·А
2 Група;
Sр = 8,4·1 = 8,4 кВ·А
3 Група;
Sр = 5,05·0,88 = 4,44 кВ·А
4 Група;
Sр = 4,05·1 = 4,44 кВ·А
5 Група;
Sр = 3,25·0,9 = 3,61 кВ·А
Обчислюєм розрахункову активну потужність групових мереж і сумарної розрахункової потужності квартири. Обчислення розрахункових групових мереж і квартири обчислюють за формулою;
де Sn - потужність групи.
1 Група;
2 Група ;
3 Група;
4 Група;
5 Група;
I1гр. = 50 А
I2гр. = 40 А
I3гр. = 25 А
I4гр. = 25 А
I5гр. = 25 А
Електропроводка – це сукупність проводів і кабелів з кріпленями, деталями монтажу та захисту, які прокладено на поверхні чи всередині конструкційних елементів споруд.
Проводки бувають зовнішні і внутрішні. Вид електропроводки залежить від характеру призначення приміщень, його конструкційних особливостей тощо. Для монтажу електропроводок використовують проводи, шнури та кабелі таких марок, які відповідають довкіллю та способу прокладання. У житлових будинках застосовують проводи та кабелі з мідними жилами.
Проводи для захованої електропроводки затягують у труби. Для захисту відкритих електропроводок від механічного ушкодження застосовують стальні труби, шланги чи пластмасові коробки.
Для визначення типу проводки для групи виконується формула;
Iв1 = 0,01·l + 0,3·Iгрn
де l – довжина проводу
1 Група;
Iв1 = 0,01·6 + 0,3·47,72 = 14,376 А
2 Група;
Iв2 = 0,01·10 + 0,3·38,18 = 11,554 А
3 Група;
Iв3 = 0,01·43 + 0,3·20,18 = 6,484 А
4 Група;
Iв4 = 0,01·77 + 0,3·18,40 = 6,29 А
5 Група;
Iв5 = 0,01·32 + 0,3·16,40 = 5,24 А
Iв1 = 14,376 ( 16 мА )
Iв2 = 11,554 ( 16 мА )
Iв3 = 6,484 (10 мА )
Iв4 = 6,29 (10 мА)
Iв5 = 5,24 (10 мА)
За цими даними ми вибираєм ПЗВ для кожної з груп. Для першої групи в якої 50 А я вибрав ПЗВ типу «ВД1-63 2р 50А 30мА», для другої групи я вибрав ПЗВ типу «РЗВ-4-40-30 4р 40А 30мА» для наступних трьох груп я вибрав ПЗВ типу «РЗВ-2-25 100 2р 25А 30мА». Також виходячи з розрахунків переріз дроту для першої групи ми вибрали 4мм2 так як в цій групі найбільший струм, для решти груп ми вибирали переріз дроту 2,5мм2, а для освітлення ми вибрали переріз дроту 1,5мм2. По цим всім даним я вибрав лічильник СА4-5001-20 у якого кількість фаз 1, його номінальний струм 20А, максимальний струм 60А, номінальна напруга 220/380В. Для того щоб захистити весь будинок від аварійного режиму роботи, а також щитка керування, перед лічильником ми ставим ПЗВ, типу e.indystrial.rccp.2 63 30 2p 63A 100мА,
Таблиця 3 Кошторис
|
Вид |
Марка |
Кількість шт |
Ціна за шт. грн. |
Ціна загалом грн. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Розетка |
Wikol Carmen подвійна з заземленням |
15 шт. |
53,19 грн. |
797,85 грн |
|
Виключатель |
Schneider Elektric Asfora одноклавішна |
1 шт. |
42,47 грн. |
42,47 грн. |
|
Виключатель |
Schneider Elektric Asfora двоклавішна |
3 шт. |
51,96 грн. |
155,88 грн. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Лампа |
Світлодіодна R63 7W |
9 шт. |
123 грн. |
1107 грн. |
|
Лампа |
Енергозберігаюча Magnum T2 Mini Full Spiral 20W |
18 шт. |
46 грн. |
828 грн. |
|
Електропров-одка |
ПУГНП гнучкий переріз 1,5мм2 |
72 м. |
16 грн./1м. |
1152 грн. |
|
Електропров-одка |
ПУГНП гнучкий переріз 2,5мм2 |
90 м. |
26 грн./1м. |
1140 грн. |
|
Електропров-одка |
ВВГ плосковий 2 жили переріз 4мм2 |
10 м |
30 грн./1м. |
300 грн. |
|
Лічильник |
СА4-5001-20 |
1 шт. |
1000грн. |
1000грн. |
|
ПЗВ |
ВД1-63 2р 50А 30мА |
1шт. |
1176,28 грн. |
1176,28 грн. |
|
ПЗВ |
РЗВ-4-40-30 4з 40А 30мА |
1шт. |
963,18 грн. |
963,18 грн. |
|
ПЗВ |
РЗВ-2-25 1002р 25А 30мА |
3шт. |
665,23 грн. |
1995,69 грн. |
|
ПЗВ |
e.indystrial.rccp.2 63 30 2p 63A 100мА |
1шт. |
405,80 грн. |
405,80 грн |
|
11064,15 грн. |
||||
4 ТЕОРЕТИЧНЕ ЗАПИТАННЯ
Обігрів будинків з використанням теплових помп
Застосування теплових помп, яке набуває все більшої
популярності через постійне подорожчення традиційних джерел енергії, за підрахунками
фахівців, дасть змогу економити до 80% вартості теплової енергії.
Особливості
та принцип роботи
Теплова помпа – це холодильник навпаки.
Коли останній бере холод з теплого кімнатного
повітря, то теплова помпа отримує тепло із зовнішнього холодного середовища.
Теплова помпа (рис.1)
Рис. 1. Принцип роботи теплової помпи
Працює таким
чином: охолоджений рідкий теплоносій типу фреону надходить до випарника 3, де
нагрівається водою, повітрям або ж іншою субстанцією, закипає і переходить у
газоподібний стан. Далі він потрапляє у компресор 4, де стискається з
виділенням значної кількості тепла. Цей гарячий реагент надходить у
теплообмінник 1 (конденсор), де охолоджується під час нагрівання
теплоносія системи опалення і переходить у рідкий стан. За розширювальним
клапаном 2 тиск рідини знижується, а її температура суттєво зменшується.
Вищеописаний цикл повторюється. Такими тепловими імпульсами розігрівається
система опалення. Пояснимо схему роботи теплової помпи на конкретному прикладі.
У столиці Швеції Стокгольмі,
розташованій на березі моря, масово використовуються теплові помпи типу «вода –
вода». Температура морської води впродовж року становить +8ºС.
Охолоджений теплоносій надходить до моря, нагрівається до +8ºС,
закипає до газоподібного стану і потрапляє до компресора. Під час стискання
фреону його температура підвищується до 55ºС. У конденсорі теплоносій
передає тепло воді системи опалення, зріджується і знову охолоджується
при зменшенні тиску. Таким є один робочий цикл теплової помпи.
Зазначимо, що найбільш економічні режими роботи
теплової помпи досягаються за температури теплоносія у межах 45-50ºС.
Такому режиму роботи теплової помпи відповідає так звана тепла підлога, яка
функціонує в температурних межах 35 - 40ºС. Застосуванням теплих підлог
можна зменшити тепловтрати будинку до 30%.
Теплові помпи є різних типів і конструкцій.
Найпоширенішими є теплові помпи «повітря – вода», «вода-вода», «грунт -вода» і
«повітря – повітря». Конструктивно це надійні, але надзвичайно складні
пристрої, вартість яких досить висока. Виробники постійно вдосконалюють теплові
помпи. Досить зазначити, що у помпі Zubadan (Mitsubishi) реалізовано 14
запатентованих технічних рішень.
Основним критерієм ефективності теплової
помпи є коефіцієнт продуктивності (СОР), який визначається відношенням
кількості отриманих кВт·год тепла до витраченої електроенергії. У дуже
ефективних теплових помпах цей коефіцієнт може змінюватися від 1 до 7, залежно
від температури зовнішнього середовища (повітря, води, грунту чи іншої
субстанції тощо). На рис. 2 подана залежність СОР від температури
(від -19ºС до +15ºС) для теплових помп Nibe (Швеція).
Рис. 2. Залежність коефіцієнту корисної дії помпи від температур
Як бачимо, навіть
при -19ºС теплова помпа значно ефективніша від електрокотла, оскільки
споживає у 1,7 разів менше електроенергії. За вищих температур ця помпа ще
ефективніша.
Передові позиціїї з розробки теплових
помп утримують японські та шведські фірми. Згідно з даними 2000 року, у світі
працювали сотні мільйонів теплових помп. Лише у Японії їх налічується не менше
60 млн. Це зрозуміло, адже Японія є острівною державою, що омивається теплими
морями. На сьогодні в Європі віддають перевагу помпам «повітря-вода», оскільки
їх просто монтувати, а їхнє використання не
створює проблем, пов’язаних із промерзанням
ґрунту. Адже коли забрати із грунту критичну кількість тепла, то він просто
замерзне, і помпа не працюватиме. На наше переконання, для України з її
здебільшого вологим кліматом ефективними є шведські теплові помпи Octopus
(Восьминіг). Шведи реалізували оригінальну ідею засвоєння енергії вологого
повітря ребристими поверхнями, що справді нагадують восьминога (рис.3).
Рис. 3. Шведська теплова помпа Octopus (Восьминіг)
Сама зовнішня конструкція помпи вирізняється
надійністю і простотою. На нашу думку, її застосування є найдоцільнішим на
дахах багатоповерхівок, де робоча поверхня постійно обдувається потоками вітру.
Це суттєво підвищує ефективність її використання.
На рис. 4. показано теплову помпу, інтегровану в
систему опалення будинку. Вона забезпечує +55ºС на виході, чого вистачає
для нормальної роботи системи опалення і нагрівання води. Насамперед, потрібно
відзначити мінімальні витрати при встановленні цієї помпи (без буріння землі).
Результат є ощадним, а сама система практична і ефективна. Алюмінієві ребра
чудово конденсують вологу довкілля. Перевагою помпи «Octopus» є відсутність
рухомих частин, окрім компресора. Результатом є нескладне обслуговування і
продовжений час експлуатації абсорбера (до 50-ти років), а цілої помпи до 25-ти
років. Фірма виготовляє також комбіновані повітряно – водяні помпи, що
беруть енергію з грунту і повітря в умовах дуже холодного клімату. При застосуванні
помпи економія нафтопродуктів складає не менше 60%.
Рис. 4. Опалення і нагрівання води помпою Octopus
Значним недоліком помп Octopus є
намерзання льоду і перекривання доступу повітря до поверхні конденсора.
Намерзання починається від +10ºС і
нижче.
На рис.5 зображені зовнішні температури і
коефіцієнти трансформації помпи Octopus у Латвії, де в умовах морського клімату
спостерігається висока вологість повітря (до 80%). Як бачимо, від середини
вересня до середини грудня коефіцієнт трансформації помпи у середному становив
3.
Рис. 5. Коефіцієнт трансформації теплової помпи (вересень-грудень)
Окрім того, не виявилося явного зв’язку між
температурою зовнішнього повітря і продуктивністю помпи. Такі результати стали
можливими за рахунок заходів зі зменшення товщини намерзання льоду на робочу
поверхню. Тому доцільно встановлювати помпи Octopus на дахах багатоповерхових
житлових будинків з можливістю підігрівання робочої поверхні конденсора теплим
вентиляційним повітрям, яке викидається в атмосферу. Попередні розрахунки
показали високу окупність цих помп і можливість автономізації від міських
систем опалення і підігріву води.
5 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Монтаж і експлуатація електропроводки – В.И. Риженко, В.И. Назаров, 2006р.
2. Методичні вказівки Олійник М.Й., Гоголюк П.Ф., Федишин В.Г. 2010р.
3. Інтернет http://res.ua/komutaciyna-aparatura/pzv-diferenciyni-avtomati/
4. Інтернет https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%80%D1%96%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D1%85%D0%B8%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D1%96%D0%B4%D0%BA%D0%BB%D1%8E%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F
5. Інтернет http://elektrovoz.lviv.ua/products/category/1751912?gclid=CjwKEAjwjca5BRCAyaPGi6_h8m8SJADryPLhinx-ymj9e3L98LRgLAgVM6LxBcujATj7leQUBc8veBoCLyTw_wcB
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
