отчет по практике умный дом

Проектирование «умного» (автономного) жилого частного дома

Основные задачи архитектурного проектирования «умного дома» в соответствии с потребностями и пожеланиями семьи. Размещение здания в существующей застройке, его ориентация. Планировочное, конструктивное и архитектурно-образное решение жилого дома.

Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Разработка архитектурного и конструктивного решения двухэтажного индивидуального жилого дома, рассчитанного для проживания семьи из 4-5 человек. Объемно-планировочное решение здания. Стены малоэтажного жилого дома. Материал элементов перекрытия.

курсовая работа [623,7 K], добавлен 20.11.2013

Территориальное расположение проектируемого жилого дома. Объемно-планировочное решение. Архитектурно-конструктивное решение здания. Инженерные коммуникации. Расчет ленточного фундамента. Технологическая карта на устройство кровли. Ландшафтный дизайн.

дипломная работа [419,8 K], добавлен 09.12.2016

Объемно-планировочное решение запроектированного здания. Архитектурно-конструктивное решение и перекрестно-стеновая конструктивная схема здания. Оценка инженерно-технического оснащения жилого дома. Теплотехнический расчёт ограждающей конструкции.

курсовая работа [204,1 K], добавлен 16.01.2015

Выбор местонахождения дома, определение планировочной структуры участка и последующего удобства его эксплуатации. Объемно-планировочное и конструктивное решение. Основные конструктивные элементы жилого здания: фундамент, крыша, лестницы, окна, двери.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 24.07.2010

Проектирование жилого дома для проживания одной семьи из четырех человек. Технико-экономическое обоснование проекта, варианты архитектурно-строительного решения здания. Выбор метода механизации строительно-монтажных работ. Расчет стоимости материалов.

контрольная работа [87,7 K], добавлен 06.08.2013

Архитектурно-планировочное решение многоэтажного жилого дома. Технико-экономические показатели по объекту. Отделка здания. Противопожарные мероприятия. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Расчет естественного освещения. Условия строительства.

дипломная работа [1,3 M], добавлен 29.07.2013

Объемно-планировочное решение малоэтажного жилого дома. Конструктивная система и схема здания. Конструирование ограждающих конструкций и расчет тепловой защиты дома. Зонирование территории, планирование дорожек, благоустройство и озеленение участка.

курсовая работа [72,8 K], добавлен 24.07.2011

Источник

Проект по технологии «Умный дом»

Изучение системы «умный дом». Пример схемы дома, особенности его кондиционирования. Виды кондиционеров: мобильные, моноблочные, оконные, сплит-системы, мульти-сплит системы. Экологическая оценка проекта «умного дома», его экспертная оценка, эффективность.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОБУ гимназия №9 им. Островского

Проект по технологии

Выполнила ученица 7 «в» класса

1.1 Обоснование выбора темы проекта

1.2 Цель, задачи проекта

1.3 Исследование. Выбор наилучшего варианта

2. Технологический этап

2.1 Технология приготовления блюд

2.2 Расчет расхода продуктов

3. Заключительный этап

3.1 Экономическая оценка проекта

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Список источников информации

1.1 Обоснование выбора темы проекта

1.2 Цель, задачи проекта

Задачи, которые надо решить:

1.Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета, посвящённым комплексной системе управление «Умный дом».

2.Проанализировать потребности в управлении нашим домом с помощью различных датчиков.

3.Создать список наших проблем.

4.Найти технологии, подходящие для нашего дома.

5.Определить,какими средствами для их реализации располагает наша семья.

Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же входит в понятие «умный дом». Поскольку это очень сложный, но интересный для меня вопрос, я обратилась за разъяснениями к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

3)управление жалюзи и роль ставнями;

4)управление вентиляцией и кондиционированием;

5)управление климатом и отоплением;

6)управление интернета по всему дому (wi-fi).

умный дом кондиционирование сплит

2. Технологический этап

Мобильные— кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера.

3.1 Экологическая оценка проекта

Кондиционер не вредит здоровью. Он очищает воздух от бактерий.

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История создания кондиционеров. Физиологическое воздействие окружающего воздуха. Тепловые комфортные условия. Классификация систем кондиционирования. Работа сплит-системы в условиях низких температур. Расчеты предполагаемой мощности кондиционера.

реферат [4,9 M], добавлен 06.12.2010

Особенности «умного дома», представляющего собой интеллектуальную систему, которая объединяет электрические приборы посредством линии управления. Интеграция систем управления: отопления, вентиляции и кондиционирования, сигнализации, контроля доступа.

презентация [500,1 K], добавлен 21.05.2012

Основные задачи архитектурного проектирования «умного дома» в соответствии с потребностями и пожеланиями семьи. Размещение здания в существующей застройке, его ориентация. Планировочное, конструктивное и архитектурно-образное решение жилого дома.

отчет по практике [3,5 M], добавлен 19.05.2015

История распространения и внедрения в производство технологии управления бытовыми приборами по проводам бытовой электросети. Примеры построения системы «умный дом», особенности строительства. Домашняя управляющая система «Master’s Control System».

реферат [5,1 M], добавлен 05.12.2014

Характеристики и особенности VRV и VRF систем Daikin. Схемы мультизональной системы кондиционирования воздуха. Системы вентиляции и фильтрации воздуха. Схема вентиляции кухни и санузлов жилого дома. Система кондиционирования Daikin Super Multi Plus.

отчет по практике [774,8 K], добавлен 11.11.2012

Идея целесообразного «разумного» использования природных ресурсов и минимизации отрицательных воздействий урбанизации на окружающую среду. Автоматизированная «начинка» «умного дома» Разработка и архитектурных форм, повышающих энергоэффективность здания.

реферат [24,3 K], добавлен 02.07.2013

Разработка интерьера двухэтажного дома в стиле футуризм и внешней архитектуры загородного строения. Современные тенденции в интерьерном и архитектурном футуризме, технологии дизайн-проектирования умного дома. Учет психологического портрета заказчика.

курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.08.2019

Источник

Умный дом

Информация о работе

Помогла работа? Поделись ссылкой

Есть ненужная работа?

Добавь её на сайт, помоги студентам и школьникам выполнять работы самостоятельно

Информация о документе

Документ предоставляется как есть, мы не несем ответственности, за правильность представленной в нём информации. Используя информацию для подготовки своей работы необходимо помнить, что текст работы может быть устаревшим, работа может не пройти проверку на заимствования.

Если Вы являетесь автором текста представленного на данной странице и не хотите чтобы он был размешён на нашем сайте напишите об этом перейдя по ссылке: «Правообладателям»

Можно ли скачать документ с работой

Да, скачать документ можно бесплатно, без регистрации перейдя по ссылке:

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики

Распределенные информационно-управляющие системы.
Отчёт
«Умный дом»

Санкт-Петербург
2014
Содержание
1. Техническое задание 3
1.1 Общие сведения 3
1.2 Назначение и цели создания системы 3
1.3 Характеристика объекта автоматизации 3
1.4 Требования к системе 4
2. Архитектура 6
2.1 Структура систем 6
2.2 Протокол взаимодействия 7
3. Руководство пользователя 9

1. Техническое задание

Наименование: система автоматизированного контроля «Умный дом». Желаемая стоимость работ по созданию и наладке системы: не более 20 тысяч рублей.

1.2 Назначение и цели создания системы
1.2.1 Назначение системы
Система предназначена для автоматизации контроля за внутренней средой помещения, а также для обеспечения контроля несанкционированного доступа в помещение. Объект, подвергаемый автоматизации – трехкомнатная квартира в многоэтажном доме.

Система предназначена для решения перечисленных ниже задач:
1. Контроль освещения
2. Контроль параметров окружающей среды (температура, освещение)
3. Управление бытовыми электроприборами по расписанию
4. Управление бытовыми электроприборами по запросу от пользователя
5. Контроль доступа на объект автоматизации
1.2.2 Цели создания системы
1. Уменьшение количества рутинных бытовых операций, производимых человеком
2. Увеличение безопасности объекта автоматизации
3. Улучшение качества жизни человека на объекте автоматизации

1.3 Характеристика объекта автоматизации

Общая площадь объекта автоматизации 60-70 м2. Температура: от 0 до 55 градусов Цельсия. Уровни загрязненности, влажности, освещенности соответствуют санитарно-эпидемиологическим требованиям к жилым зданиям и помещениям (САНПИН 2.1.2.1002-00).
На объекте присутствует электромагнитное излучение, индуцируемое бытовыми приборами, а также средствами электронно-вычислительной техники (Bluetooth и Wi-Fi). Также возможно наличие кирпичных или бетонных перекрытий, частично блокирующих сигнал беспроводной связи.

1.4 Требования к системе

1.4.1 Требования к системе в целом

Требования к структуре и функционированию системы.

Система «Умный дом» должна быть централизованной – в ней должен иметься главный управляющий модуль, он же консоль оператора, и набор различных датчиков и управляющих устройств, подключенных к главному управляющему модулю с помощью протокола беспроводной связи.
Система «Умный дом» должна иметь следующие подсистемы:
1. подсистема управления электрооборудованием
2. подсистема осуществления интерактивного взаимодействия с пользователем
3. подсистема контроля за наличием людей на объекте автоматизации
4. подсистема контроля за параметрами окружающей среды (управление освещением, температурой)

Подсистема управления электрооборудованием предназначена для управления бытовыми электроприборами и лампами накаливания. Для обеспечения безопасности необходимо обеспечить разделение высоковольтной исполнительной составляющей и низковольтных управляющих элементов. Для этого необходимо применять полупроводниковые силовые ключи, реле и гальваническую развязку.
Подсистема осуществления интерактивного взаимодействия с пользователем должна использовать звуковые системы оповещения пользователя о событиях, требующих его внимания. Допустимо использование графического интерфейса пользователя на дисплее, подключенном к главному компьютеру.
Подсистема контроля за наличием людей на объекте автоматизации должна обеспечивать выявление наличия людей на контролируемой территории. Рекомендуется использование принудительного учета, осуществляемого при помощи датчиков движения. Подсистема также должна включать в себя систему управления электронным замком на входной двери. Должна быть предусмотрена возможность открытия замка механическим ключом в случае отказа системы управления.
Подсистема контроля за параметрами окружающей среды должна контролировать температуру воздуха на объекте автоматизации, температуру воды в приборах для подогрева воды (бойлер), а также уровень освещенности в различных помещениях контролируемой территории.
В системе «Умный дом» должно быть три уровня иерархии:
1. Уровень взаимодействия с пользователем. Сюда входят системы звукового оповещения, системы управления графическим интерфейсом.
2. Управляющий уровень. Сюда входят ядро системы, принимающее решения независимо от пользователя, система для обеспечения связи между исполнительным уровнем и ядром системы, а также между ядром и уровнем взаимодействия с пользователем (ретрансляторы, протоколы беспроводной связи).
3. Исполнительный уровень. Сюда входят различные датчики и исполнительные механизмы.

Ограничения, накладываемые на проектируемую систему
1. Максимальное расстояние между узлами беспроводной связи: 10 м.
2. Температура функционирования: 0 – 55 градусов Цельсия.
3. Скорость отклика: не более 3 сек.
4. Напряжение питания: 220+-10% Вольт.
5. Отдельные модули имеют батарейное питание. Целевое время работы батареи – 1 год.

Требования к надежности системы
Необходимо предусмотреть механизмы по обеспечению отказоустойчивости системы. Сюда входят:
1. Помехоустойчивость среды передачи данных между узлами связи
2. Защита от несанкционированного доступа к управлению системой
3. Возможность перехода на полное ручное управление системой (с помощью графического
интерфейса или ручного управления отдельными электроприборами)
4. Обеспечение автоматического обнаружения неисправностей в системе.
5. Оповещение пользователя о необходимости замены элементов питания посредством сообщения на графическом интерфейсе.

Требования к безопасности системы
1. Оповещение пользователя о событиях и неисправностях, требующих его внимания посредством звукового сигнала, сообщения на графическом интерфейсе и смс-сообщения.

2. Наличие датчиков и механизмов безопасности на элементах, являющихся потенциально опасными для пользователя.

Требования к установке и отладке системы
1. Должен быть предусмотрен набор программных инструментов для отладки системы.

2. Главный управляющий модуль должен быть реализован в виде устанавливаемой на компьютер программы.

3. Необходимо периодически проводить диагностику узлов системы не реже чем раз в 2 месяца. Полная диагностика системы должна проводиться не реже чем раз в полгода.

2.1 Структура систем

Система представляет собой самоидентифицирующуюся беспрводную сеть древовидного типа. Модули различного типа, входящие в состав системы:

• Главный контроллер. Один на всю систему, осуществляет обработку информации, поступающей от датчиков и управление операционными модулями.

• Маршрутизаторы. Осуществляют усиление сигнала пересылку данных.

• Операционные модули. Модули, осуществляющие выполнение функций умного дома (открытие дверей, перекрытие клапанов, изменение режима работы кондиционера и т. п.)

• Датчики. Осуществляют сбор информации о различных параметрах среды и передают их по расписанию.

2.2 Протокол взаимодействия
2.2.1 Формат пакета
Пакет в данном примере реализации беспроводной сенсорной сети имеет вид строки, в которой поля – это слова, а разделитель полей – пробел. Пакет имеет следующие поля:
1. Адрес отправителя
2. Адрес получателя
3. Адрес окончательного получателя (отличается от адреса получателя в случае передачи пакета через несколько модулей)
4. Тип пакета.
a. DATA_PACKAGE – пакет данных
b. CONFIRM_PACKAGE – пакет подтверждения доставки
c. UPDATE_PACKAGE – пакет, содержащий информацию о добавленном в сеть устройстве
d. SEARCH_PACKAGE – широковещательный пакет для поиска устройства, подключенного к сети, чтобы подключиться к сети через него. Содержит имя ищущего устройства, его тип и функцию
e. ACCEPT_PACKAGE – пакет, который говорит о том, что модуль готов принять то устройство, которое ищет точку подключения к сети
2. Данные. Это поле включает в себя все слова до конца пакета. Если в этом поле ничего слать не предполагается, то пишется 0.
2.2.2 Взаимодействие узлов:
1. Подключение к сети.

Так как сеть имеет древовидную структуру, то считается, что устройство подключено к сети, если пакет может дойти от него до главного модуля, который является «корнем». Сценарий подключения к сети датчиков, роутеров и операционных модулей одинаков, поэтому рассмотрим этот алгоритм на примере подключения роутера к главному модулю:

3. Передача данных.
Может производиться как от датчика или операционного устройства к главному модулю, так и обратно. Передачу данных можно рассмотреть на примере следующей диаграммы:

Данные идут по цепочке от отравителя, до устройства, которое указано в поле конечного получателя пакета. Предусмотрена возможность обмена пакетами внутри одной ветви без участия главного модуля.
Каждый пакет, кроме пакета подтверждения, будет передаваться определенное количество раз, со случайной временной задержкой, пока не получит подтверждение о доставке. В данный момент число повторов – 3. Если на N-ный раз подтверждения доставки не последовало, то модуль переходит в режим поиска точки подключения к сети. Пакет подтверждения в любом случае передается несколько раз со случайной задержкой, но уже без ожидания подтверждения. Данный механизм повторных отправлений пакетов сделан для обеспечения определенного уровня вероятности доставки пакета по назначению.

3. Руководство пользователя

3.1 Порядок установки

Необходимо установить главный контроллер, включить его; установить все операционные элементы, маршрутизаторы и датчики, подключить их к элементам питания.

Необходимо следить за разрядкой элементов и реагировать на диагностические сообщения от головного модуля.

Источник

Отчёт по практике на тему «Проектирование ‘умного’ (автономного) жилого частного дома»

Еще в Древнем Египте за три с половиной тысячи лет до нашей эры применялись ветровые двигатели для подъема воды и размола зерна. За пятьдесят с лишним веков ветряные мельницы почти не изменили свой облик. Например, в Англии имеется мельница, построенная в середине XVII в.

архитектурный умный дом застройка

Приступая к проектированию жилища необходимо подробно изучить несколько важных аспектов:

. задачи архитектурного проектирования данного жилища в соответствии с потребностями и пожеланиями семьи;

. размещение здания в существующей застройке, его ориентация;

. планировочное решение жилого дома;

Нужна помощь в написании отчета?

. требования к благоустройству дома;

. конструктивное решение дома;

. графическое исполнение проекта.

И первой задачей является организация пространственной среды для проживания семьи, соответствующей современному образу жизни в условиях оснащения дома комплексом современных материально-технических средств на основе учета функциональных требований по организации социально-бытового процесса жизнедеятельности членов семьи.

Модель семьи: мать — специалист по виноградарству (нужен отдельный выход во двор, т.к. есть личный сад); отец — музыкант и звукорежиссер (для работы требуется хорошо изолированная студия); ребенок — девочка дошкольного возраста; предполагается, что в семье будет еще, по меньшей мере, два ребенка. Семья ведет активный образ жизни и любит проводить много времени на природе, поэтому приобрела участок загородом. Ей не требуется больших пространств в самом доме, нет потребности в таких помещениях, как столовая, отдельная от ванной душевая и уборная, гардеробная, переходы, шлюзы и холлы. Семья изъявила желание построить полностью автономный и экологичный дом, техническую комнату и студию звукозаписи разместить на цокольном этаже. Есть потребность в одноместном гараже.

Нужна помощь в написании отчета?

Семье было предложено четыре плана различных по площади и количеству помещений. Все они показаны в приложениях.

Заказчик хочет, чтобы дом был автономен. Для этого потребуется установка альтернативных источников энергии, водоснабжения и системы отопления. От автоматической системы полива растений отказался.

В качестве альтернативных источников энергии было решено применить ветрогенератор и солнечные батареи. Для водоснабжения жилища будут использованы подземные контейнеры, система сбора ливневки и грунтовых вод. Также, необходимо установить системы очистки и нагревания воды. Для отопления жилого сооружения будут применена система водного отопления.

Заказчик остановился на первом варианте планировки дома (приложение 1) из соображений экономии энергии, добываемой из альтернативных источников.

Нужна помощь в написании отчета?

Еще в Древнем Египте за три с половиной тысячи лет до нашей эры применялись ветровые двигатели для подъема воды и размола зерна. За пятьдесят с лишним веков ветряные мельницы почти не изменили свой облик. Например, в Англии имеется мельница, построенная в середине XVII в. Несмотря на свой преклонный возраст, она исправно трудится и по сей день. В России до революции насчитывалось приблизительно 250 тыс. ветряных мельниц, общая мощность которых составляла около 1,5 млн. кВт. На них размалывалось до 3 млрд. пудов зерна в год.

Разработано большое количество ветрогенераторов. В зависимости от ориентации оси вращения по отношению к направлению потока ветрогенераторы могут быть классифицированы следующим образом:

• с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветрового потока;

• с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной направлению ветра (подобные водяному колесу);

• с вертикальной осью вращения, перпендикулярной направлению ветрового потока.

Нужна помощь в написании отчета?

Разработаны также устройства для преобразования энергии ветра в электроэнергию без применения движущихся частей. К ним относится, например, устройство, в котором для выработки электрической энергии на основе термоэлектрического эффекта Томсона применяется процесс охлаждения в ветровом потоке.

Для ограничения частоты вращения ветроколеса при большой скорости ветра используется ряд методов, в том числе установка лопастей во флюгерное положение, использование клапанов, установленных на лопастях или вращающихся вместе с ними, а также устройства для вывода ветроколеса из-под ветра с помощью бокового плана, расположенного параллельно плоскости вращения колеса.

Лопасти могут быть непосредственно закреплены на валу генератора, или же вращающий момент может передаваться от его обода через вторичный вал к генератору, или другой рабочей машине.

Установленная мощность Р_уст, развиваемая ветроколесом с горизонтальной осью вращения, зависит от его размеров.

Мощности ветрогенераторов различных размеров при скорости ветра 7,6 м/с

Нужна помощь в написании отчета?

Элементы солнечной батареи

Модули солнечной батареи наземного применения как правило конструируются для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 12В. При этом последовательно соединяются 36 солнечных элементов, и далее собираются в модуль. Полученный пакет как правило обрамляют в алюминиевую раму, облегчающую крепление к несущей (опорной) конструкции. Мощность модулей солнечной батареи может достигать 10-300Вт.

Вольтамперная характеристика солнечной батареи

С целью получения требуемой мощности и рабочего напряжения модули соединяют последовательно или параллельно. Так получают солнечную батарею. Мощность солнечной батареи всегда ниже, чем сумма мощностей модулей — из-за потерь, обусловленных различием в характеристиках однотипных модулей (потерь на рассогласование). Чем тщательнее подобраны модули в батарее (то есть, чем меньше различие в характеристиках модулей), тем ниже потери на рассогласование. К примеру, при последовательном соединении десяти модулей с разбросом характеристик 10% потери составляют примерно 6%, а при разбросе 5% — снижаются до 2%.

В случаи затенения одного модуля, или части элементов в модуле, в солнечной батарее при последовательном соединении появляется «эффект горячего пятна» — затененный модуль (или элемент) начинает рассеивать всю производимую освещенными модулями (или элементами) мощность, стремительно нагревается и выходит из строя. Для устранения этого эффекта параллельно с каждым модулем (или его частью) устанавливают шунтирующий диод. Диод нужен при последовательном соединении более двух модулей. К каждой линейке (последовательно соединенных модулей) также подключается блокирующий диод для выравнивания напряжений линеек. Все эти диоды как правило размещаются в соединительной коробке самого модуля. Схема батареи приведена на рисунок 6.

Нужна помощь в написании отчета?

Схема диодов в солнечной батареи

Регуляторы отбора мощности батареи

Обычно, в этих регуляторах реализуется принцип поиска максимума мощности путем коротких периодических изменений положения рабочей точки. Если при этом мощность на выходе прибора возрастает, то положение рабочей точки меняется в этом направлении при последующем шаге. Таким образом непрерывно оптимизируется нагрузочная характеристика для отбора максимальной мощности, а также обеспечивается возможность регулировки в широком динамическом диапазоне и формирования импульсов тока, способных зарядить аккумуляторную батарею даже в условиях слабой освещенности. Этот достаточно простой алгоритм может быть улучшен запоминанием часто повторяющихся направлений смещения рабочей точки (для устранения шагов смещения в ложных направлениях), что бывает важно в условиях быстро меняющейся освещенности. На выходе регулятора формируются импульсы постоянного тока, ширина и частота следования которых зависят от мощности, производимой солнечной батареей в данный момент. При этом, если рабочее напряжение нагрузки ниже, чем рабочее напряжение модуля, то можно получать большие значения токов в нагрузке, чем ток короткого замыкания батареи. Нужно учитывать, что регуляторы имеют КПД 0,85-0,95.

Аккумуляторы в системе солнечной батареи

Выработанную солнечной батареей энергию можно сохранять в разных формах:

Нужна помощь в написании отчета?

• химическая энергия в электрохимических аккумуляторах;

• потенциальная энергия воды в резервуарах;

• тепловая энергия в тепловых аккумуляторах;

• кинетическая энергия вращающихся масс или сжатого воздуха.

Для солнечных батарей больше подходят электро-аккумуляторы, так как солнечные батареи производят, а потребитель потребляет электроэнергию, которая непосредственно и запасается в аккумуляторе. Исключение — солнечные станции для водоснабжения, где потребляется вода, а энергия запасается в потенциальной энергии воды в водонапорной башне.

В большинстве фотоэлектрических систем применяют свинцово-кислотные аккумуляторы. Нужно сразу подчеркнуть, что аккумуляторы специально предназначенные для солнечных батарей (и других подобных систем), существенно отличаются от стартерных автомобильных аккумуляторов, пусть даже имеющих в основе туже технологию.

Нужна помощь в написании отчета?

Главными условиями по выбору аккумуляторов являются:

• стойкость к циклическому режиму работы;

• способность переносить без последствий глубокий разряд;

• низкий саморазряд аккумулятора;

• некритичность к нарушению условий зарядки и разрядки;

Нужна помощь в написании отчета?

• простота в обслуживании;

• компактность и герметичность (важный критерий для переносных или периодически демонтируемых солнечных батарей).

Этим требованиям в полной мере удовлетворяют аккумуляторы, изготовленные по технологиям «dryfit» и AGM (адсорбированный электролит) или рекомбинационной технологии. Они характеризуются отсутствием эксплуатационных затрат и перекрывают диапазон емкостей 1-12000 А•ч, что позволяет удовлетворять требованиям всех потребителей. Эти аккумуляторы отличаются пониженным газовыделением и рекомбинацией кислорода. Вследствие этого вода электролита не электролизуется и не испаряется, и такие аккумуляторы не требуют доливки электролита. К примеру, аккумуляторы одной из фирм с трубчатыми положительными пластинами, имеют следующие характеристики:

• стойкость к циклическому режиму — более 1200 циклов;

• отсутствие необходимости обслуживания в течение всего срока службы;

• минимальное газовыделение (благодаря применению сплава без сурьмы и использованию технологии внутренней рекомбинации газа);

Нужна помощь в написании отчета?

• саморазряд — примерно 3% в месяц.

Вследствие высокой стоимости таких аккумуляторов, появляется желание использовать обычные стартерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (автомобильный аккумулятор). Срок службы таких аккумуляторов в составе солнечной батареи — не более 3-5 лет. Вследствие этого за срок использования солнечной батареи (15-20 лет и более) необходимо будет менять аккумуляторы (к этому добавятся затраты на обслуживание аккумуляторов и оборудование помещений).

С целью получения требуемого рабочего напряжения аккумуляторы или аккумуляторные батареи соединяют последовательно. При этом следуют определенным правилам:

• используют аккумуляторы только одного типа, произведенные одним изготовителем;

• эксплуатируют все аккумуляторы одновременно, не делая отводов от отдельных аккумуляторов составляющих аккумуляторную батарею;

• не объединяют аккумуляторы с разницей в дате выпуска более чем на месяц в одну аккумуляторную батарею;

Нужна помощь в написании отчета?

• обеспечивают разницу температур отдельных аккумуляторов не более 3°С.

Ради продления срока службы аккумуляторов при циклическом режиме работы в солнечных батареях важно не допускать глубокого разряда. Уровень разряда характеризуется глубиной разряда, которая выражается в процентах от номинальной емкости аккумулятора. На рисунке 5 изображена зависимость емкости аккумулятора (в процентах от номинальной) от количества отработанных циклов при различной глубине разряда (аккумуляторы FIAMM GS). Таким образом, эксплуатация аккумуляторов при глубоком разряде ведет к их более частой замене и, соответственно, к удорожанию системы. Глубину разряда аккумуляторов солнечных батарей стараются ограничить на уровне 30-40%, что достигается отключением нагрузки (или снижением мощности) либо использованием аккумуляторов большей емкости.

Зависимость емкости аккумулятора от количества отработанных циклов при различной глубине разряда

Вследствие этого, для управления процессом зарядки и выбора оптимального режима, в состав солнечной электростанции обязательно включают контроллеры зарядки-разрядки аккумуляторной батареи.

Регуляторы зарядки и разрядки аккумуляторов

Стоимость регулятора заряда составляет не выше 5% от стоимости всей системы (однако от качества зарядных регуляторов зависит то, как часто придется менять аккумулятор). Чтобы предохранить батарею от избыточной разрядки, нагрузка должна быть отключена, когда напряжение батареи опускается ниже напряжения отключения. Нагрузка не должна подключаться до момента, когда напряжение не возрастет до определенного значения (напряжения подключения). Имеются довольно противоречивые стандарты этих значений. Они зависят от конструкции определенных батарей, производственного процесса и срока службы аккумуляторных батарей. В некоторых моделях регуляторов применяется звуковой сигнал, который сообщает пользователю о скором отключении питания.

Нужна помощь в написании отчета?

Чтобы защитить батарею от перезарядки надо ограничить зарядный ток при достижении напряжения завершения зарядки. Напряжение начнет снижаться, пока не достигнет другого порога, называемого напряжением возобновления заряда. Небольшие солнечные электростанции имеют склонность к перепотреблению энергии (а не к перезарядке) вследствие этого допускается перезарядка, и при этом нужно применять более высокое напряжение завершения заряда.

Выше изложенное относится к регуляторам для автономных солнечных электростанций небольшой мощности (до 1кВт). У более мощных системах солнечных батарей функции контроля зарядки и разрядки берет на себя системный контроллер (управляющий также всей системой). Как правило это устройство сопряжено с компьютером (осуществляющим к тому же постоянный мониторинг за работой элементов с записью значений освещенности, температуры, тока и напряжения для дальнейшего анализа).

Солнечный генератор (каким бы сложным и большим он не был) может вырабатывать лишь постоянный ток. К счастью, имеется много потребителей, использующих именно постоянный ток (зарядка аккумуляторов, освещение, радиоаппаратура и т.д.), но потребителей переменного напряжения 220В ни меньше. Для преобразования постоянного тока аккумуляторной батареи в переменный синусоидальной формы, нужен инвертор.

Инверторы — полупроводниковые приборы. Они могут быть поделены на два типа в соответствии с типом фотоэлектрических систем:

• инверторы для автономных систем солнечных батарей;

Нужна помощь в написании отчета?

• инверторы для сетевого использования.

Выходной каскад у обоих типов во многом похож, а основное отличие в схеме управления. Первый тип имеет генератор частоты, а второй должен работать синхронно с промышленной сетью (и в качестве генератора частоты использует саму сеть).

Для всех типов ключевой параметр — КПД (который должен быть более 90%). Выходное напряжение автономных инверторов как правило составляет 220В (50/60 Гц), а в инверторах мощностью 10-100кВт можно получать трехфазное напряжение 380В. Все автономные инверторы трансформируют постоянный ток аккумуляторных батарей. Вследствие этого входное напряжение выбирается из ряда 12, 24, 48 и 120В. Чем больше входное напряжение, тем проще инвертор и тем выше его КПД. При больших напряжениях существенно меньше потери на передачу энергии от солнечного генератора к аккумуляторной батарее, регулятору зарядки и инвертору, однако при этом усложняется конструкция солнечной электростанции и ее эксплуатация при опасных напряжениях (выше 40 В). К форме выходного сигнала автономных инверторов предъявляются менее жесткие требования. В ряде случаев (если позволяет нагрузка) возможно использование инверторов с трапециевидным выходным сигналом. Такие инверторы стоят в 2-3 раза дешевле инверторов с синусоидальным выходным сигналом. Важный параметр автономных инверторов — зависимость КПД от мощности подключенной нагрузки. КПД не должен значительно снижаться при подключении нагрузки в десять раз меньшей (по потребляемой мощности), чем номинальная мощность инвертора. Вместе с тем инвертор должен выдерживать перегрузки в выходных цепях (при подключении электродвигателей и прочих динамичных нагрузок). Таким образом, к автономному инвертору предъявляются следующие требования:

• способность переносить без последствий перегрузки (как кратковременные, так и длительные);

• маленькие потери при малых нагрузках и на холостом ходу;

• стабилизация выходного напряжения;

Нужна помощь в написании отчета?

• низкий коэффициент гармоник;

• отсутствие помех на радиочастотах.

Иностранные фирмы предлагают широкий ассортимент инверторов, специально разработанных для солнечных батарей. Такие инверторы уже имеют блок регулятора отбора максимальной мощности, блок регулятора заряда, а также дополнительный вход подключения дизель-генератора (для экстренной подзарядки аккумуляторной батареи).

К выходному сигналу сетевых инверторов предъявляются наиболее жесткие требования. Для понижения потерь на преобразование такие инверторы работают при высоких входных напряжениях. Поскольку их входные цепи запитываются напрямую от солнечной батареи, инверторы имеют регулятор отбора максимальной мощности (встроенный в инвертор). Сетевые инверторы имеют также блок контроля мощности солнечной батареи (и включаются автоматически, как только мощность солнечной батареи становится достаточной для формирования переменного сигнала).

Нужна помощь в написании отчета?

Как создать собственный водопровод

К счастью, опыт организации подачи воды в частные строения сегодня достаточно богат. Типичная схема водоснабжения частного дома включает такие элементы, как:

· источник воды (колодец или скважина);

· устройство для подачи воды в систему (насос или насосная станция);

· система водопроводных труб, наружных и внутренних;

Нужна помощь в написании отчета?

· необходимые сантехнические приборы.

Если в доме запланирована организация подогрева воды для бытовых нужд, частью схемы водоснабжения загородного дома станет еще и котел. Чаще всего это двухконтурные модели, в которых разделены функции отопления дома и подогрева водопроводной воды. Альтернативным вариантом может стать электрический накопительный водонагреватель.

Откуда лучше брать воду

Организация автономного водоснабжение в загородном доме начинается с поиска подходящего источника воды. Обычно у владельцев усадьбы есть три варианта решения проблемы:

Нужна помощь в написании отчета?

Колодец — самая простая и наименее затратная конструкция, однако воды в нем не так уж много, да и ее чистота находится под вопросом. Загрязнение талыми водами, проникшими в грунт стоками, различным мусором и даже трупами мелких животных — эти проблемы хорошо известны владельцам колодцев. Следует отметить, что очистить колодец все же проще, чем скважину, которая также может подвергнуться загрязнению.

Скважина «на песок» позволяет получать воду из водоносного слоя, который пролегает относительно неглубоко — в 10-30 метрах от поверхности. Воду из такой скважины добывают с помощью погружного насоса. Вода из скважины «на песок» поступает обычно достаточно хорошего качества, но за источником нужно правильно ухаживать, чтобы предотвратить заиливание. Вода из «песчаной» скважины обычно нуждается в дополнительной фильтрации.

Максимум отличной чистой воды можно получить из артезианской скважины. Это самый дорогостоящий и трудоемкий способ создания источника воды, поскольку артезианская вода пролегает очень глубоко. Однако насос для такой скважины не требуется, а обеспечить водой можно сразу несколько домов, а то и целое поселение.

Обратите внимание: Обязательно необходимо сделать анализ воды из артезианской скважины. Хотя обычно она очень чистая, в ней может обнаружиться повышенное содержание железа или других минералов. Стоит также помнить, что артезианская вода отличается довольно высокой жесткостью.

Счастливым обладателям артезианского источника придется иметь дело с государственными органами. Воды с глубинных горизонтов относят к стратегическим запасам государства, поэтому источник нужно в обязательном порядке зарегистрировать в соответствующих учреждениях.

Нужна помощь в написании отчета?

Интересным решением для системы водоснабжения загородного дома может стать абиссинский колодец. Устройство абиссинской скважины стоит относительно недорого, работы проводятся буквально в течение нескольких часов, а установить компактный абиссинский колодец можно даже в подвале частного дома.

Как доставить воду в дом из колодца или скважины

Для владельца собственного колодца наиболее приемлемым вариантом устройства водоснабжения в частном доме станет использование насосной станции. Эта система состоит из центробежного насоса, гидроаккумулятора, электромотора, реле давления и т. д. С помощью насосной станции можно наладить автоматическое включение и отключение насоса, чтобы в гидробаке всегда было достаточно воды и при этом, он не переполнялся. Правильно отрегулированная насосная станция позволяет получать достаточно высокий напор воды в системе, чтобы можно было использовать, к примеру, гидромассажный душ или другие блага цивилизации, доступные горожанам.

Для насоса или насосной станции подготавливают место в доме или строят отдельное помещение. Трубу, по которой будет поступать вода, опускают в колодец. Край трубы, закрытый сетчатым фильтром, размещают примерно в 30-40 см от дна. В бетонное дно колодца монтируют специальный штырь, к которому прикрепляют водопроводную трубу, чтобы зафиксировать ее положение. Насосная станция в подвале дома.

Перед насосом нужно поставить обратный клапан и фильтр грубой очистки. Фильтр тонкой очистки размещают после насосной станции. Затем устанавливают манометр и реле давления. Насосную станцию подключают к щитку управления и к водопроводной системе дома.

Вместо насосной станции можно использовать погружной насос, работа которого управляется поплавковым датчиком, установленным в накопительном баке для воды.

Нужна помощь в написании отчета?

Подобным же образом монтируется система водоснабжения частного дома с использованием воды из скважины. Если насосная станция будет установлена в отдельном теплом помещении над скважиной, то порядок ее монтажа примерно таков же, как и при организации доставки воды из колодца. Устройство кессона над скважиной.

Однако можно установить насосную станцию и прямо над скважиной, в специальной емкости, которую называют кессоном. Для этого необходимо:

. Обкопать трубу на глубину около 2,5 метров. Диаметр ямы должен в два раза превышать диаметр кессона.

. На дно уложить слой бетона не менее 20 см толщиной.

. Установить в подготовленную яму кессон.

. Обрезать трубу, чтобы она возвышалась над краем кессона на 50 см.

Нужна помощь в написании отчета?

. Выкопать траншею для водопроводной трубы. Глубина пролегания труб — 1,8-2 м.

. Установить в кессоне насос и подключить его к трубе скважины.

. Залить кессон по контуру слоем бетона примерно 40 см.

. Оставшееся пространство засыпать грунтом.

. Установить в жилом помещении гидроаккумулятор с реле давления, манометром и прочими приборами.

. Соединить все элементы системы, подключить их к электропитанию и к внутренней системе водопровода.

Нужна помощь в написании отчета?

После этого остается только проверить работоспособность всех элементов системы водопровода, убедиться в том, что в местах соединения нет протечек, устранить выявленные недочеты и наслаждаться своим новым водопроводом, характеристики которого могут оказаться даже лучше, чем в централизованных городских системах.

Система водяного отопления

Данная автономная система отопления дома пользуется широкой популярностью в домах частного типа. Это можно объяснить тем, что подобная система является одной из наиболее экономичных. Водяное автономное отопление дома еще хорошо тем, что его можно регулировать в зависимости от того, какие на улице наблюдаются температурные показатели. Такая система, обеспечивающая автономное отопление загородного дома, может быть автоматизирована, а это позволит в автоматическом режиме поддерживать именно те температурные показатели, которые наиболее комфортны для владельцев дома.

Минусом такой отопительной системы является ее высокая стоимость установки. Однако установка водяного отопления полностью себя оправдывает. В такую отопительную систему включена не одна структура. Каждая из этих структур выполняет свою функциональную роль, а в совокупности они составляют целостную систему.

Подобная схема автономного отопления частного дома окупит все затраты в максимально короткий период. В автономное отопление коттеджей включены такие элементы, как: бойлер или котел, блок управления, комнатные отопительные радиаторы, трубы, по которым проходит теплоноситель. Вентиляционная система отопления также требует к себе особого внимания. Если все компоненты вентиляционной системы установлены верно, то это может поспособствовать более маленькому расходу топлива. Также вентиляция позволит выводить ненужную влагу и продукты сгорания из дома.

Нужна помощь в написании отчета?

Наиболее главный компонент отопительной системы — это котел. Котлы можно разделить на разные виды, в зависимости от критерия их применения. Котлы могут быть:

· Работающими на твердом типе топлива, например на дровах, или на угле;

· Жидкотопливными, работающими на керосине, солярке или на дизеле.

Нужна помощь в написании отчета?

Наиболее эффективными считаются котлы, которые работают от электрической сети. Коэффициент их полезного действия может превысить даже 98%.

Минусом таких котлов является то, что с финансовой точки зрения они не совсем выгодны, и автономное отопление частного дома электричеством — недешевое удовольствие. Из всех типов источников тепла электричество можно отнести к разряду наиболее дорогостоящих.

Наиболее популярными для владельцев частных или загородных домов являются котлы газового типа. Установка таких котлов обойдется несколько дешевле, также они более надежны в работе и безопасны в эксплуатации.

Газовые котлы лучше электрических еще тем, что в случае перебоев в сети или аварийных ситуаций последние могут стать причиной если не полного отключения отопления, то, по крайней мере, сделать отопление более слабым. Подобные перебои могут оказать негативное влияние не только на микроклимат в доме, но и на работу некоторых приборов, которые входят в автономные системы отопления загородного дома.

Газовые котлы отопления Газовые трубы сейчас проходят практически возле любого жилого комплекса. Любой хозяин нового частного или загородного дома, конечно же, захочет подключиться к этой системе. Однако прежде чем принимать решение, необходимо убедиться в том, магистральная труба может быть использована для отопительной системы, или же ее предназначение — это приготовление пищи. Для того чтобы получить ответы на все интересующие вопросы, лучше всего обратиться в местную газовую контору. Самый главный показатель того, что магистральная труба может быть использована для отопления — это ее диаметр. От данного показателя во многом зависит то, возможно ли будет подключение отопительной системы частного дома к магистрали. В случае если понятно, что одним газовым котлом не обойтись, то стоит задуматься об установке комбинированного теплового ресурса. Владельцы больших загородных домов и коттеджей нередко применяют газовое автономное отопление коттеджа вместе с отоплением на угле или торфе. Газовое отопление еще можно эффективно комбинировать с электрической отопительной системой. Такой вариант лучше всего подойдет для двухконтурного вида отопительной системы. В таком случае тепловой ресурс применяется не только для отопления помещения, но и для горячего водоснабжения. Трубы отопительной системы

Трубы являются главным элементом, который связывает потребителя тепла и источник его распространения. На сегодняшний день отопительные трубы, входящие в автономное отопление для дачи, производят из самых различных материалов. Металлические трубы считаются более надежными и прочными, однако, они более тяжелые. Большей популярностью в последнее время пользуются трубы из пластика. Показатель долговечности подобных труб зачастую превышает даже показатель металлических труб.

Нужна помощь в написании отчета?

Еще одним преимуществом пластиковых труб является то, что они очень просты в установке. Помимо этого, они не подвергаются влиянию многих внешних факторов, также не ржавеют и не подвергаются коррозии.

Более дорогой категорией являются трубы из различных цветных металлов или сплавов, таких как бронза или медь. Разнообразие труб и материалов позволяет каждому владельцу частного дома подобрать именно то, что ему больше по нраву.

Система управления отоплением Инновационные автономные системы отопления дома оснащены и дополнительными устройствами и приборами. Благодаря этим приборам можно вести постоянный контроль над работой и техническим состоянием всех компонентов отопительной системы. Благодаря блоку управления можно установить все необходимые параметры. Кроме того, автономная система отопления частного дома будет поддерживать необходимый режим в автономном режиме, и владельцы дома не должны будут принимать в этом никакого участия. Новые отопительные системы включают в себя все необходимые устройства и компоненты, которые могут обеспечить для жильцов самые комфортные условия проживания. Планировка системы также является важным моментом, так как от этого во многом будет зависеть надежность всей системы и бесперебойность работы.

• Арзуманян Н., Микаэлян А., Данелян А. //Альтернативная энергетика и экология. — 2005. — №10. — с.65-68

• Афанасьев К. Топливные элементы — батарейки будущего. // Радиолюбитель. — 2005. — №2. — с.26-29

Нужна помощь в написании отчета?

• Бурков А.Ф История электротехники до конца 19 века. — Владивосток: Морской Гос. Ун-т, 2006. — 153с.

• Ветровая энергия: Учеб. пособие. — Волгоград : Книга, 1995. — 30с.

• Ветроэнергетика / под редакцией Д. Рензо, Я.И. Шефтера. — М.: Энергоатомиздат, 1982. — 271с.

• Карабанов С. Кухмистров Ю. Фотоэлектрические системы. // Электронные компоненты. — 2000. — №5. — с.52-58.

• Колтун М.М. Солнечные элементы. — М.: Наука, 1987. — 192с.

• Курзуков Н.И. Ягнятинсий В.М. Аккумуляторные батареи. Краткий справочник. — М.: За рулем, 2006. — 88с.

Нужна помощь в написании отчета?

• Орлов В.А. Малогабаритные источники тока. — М.: Воениздат, 1970. — 224с

• Солнечная энергия : Учеб. пособие. — Волгоград: Книга, 1995. — 30с.

• Томилин А.Н. Мир электричества. — М.: Дрофа, 2004. — 304с.

• Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 208с.

Источник