Разработка системы автоматического обогрева жилого дома.

Введение

Во все времена человек хотел иметь уютный, теплый дом с удобствами. В период неолита, или каменного века, отопительная система представляла собой очаг с открытым пламенем. Он и отапливал жилище, и являлся плитой для приготовления пищи, и нагревал воду.
Много времени прошло с тех пор. Изменились люди, изменились условия жизни, изменились представления о комфорте. Теперь человеку мало того, чтобы в доме было просто тепло. Ему хочется принять ванну или душ, стирать в подходящих условиях, мыть посуду горячей водой и иметь прочие санитарно-гигиенические удобства. Люди хотят, чтобы отопительные приборы не собирали пыль, топливо для котлов было недорогим, температура в доме была комфортной.
Инженерное оборудование в области отопления и водоснабжения постоянно модернизируется, изобретаются новые агрегаты, возникают новые технологии. Даже прямой «потомок» первобытного очага – камин – тоже был
усовершенствован. Сейчас камины оснащаются дверцами из жаростойкого стекла, воздух в топку подается автоматически и т. д.
Модернизация отопительного и водопроводного оборудования дошла до того, что теперь можно для обогрева жилища использовать энергию Солнца. Во многих странах уже действуют гелиоэнергетические программы. Люди пытаются использовать солнечную энергию в различных областях. В настоящий момент ученые пытаются разработать проект так называемого солнечного дома. В этом проекте предусматривается, что на солнечной энергии будут работать не только отопительные системы, но и все электрооборудование, имеющееся в доме, – водонагреватели, кондиционеры, бытовая техника.
Пока же человечеству приходится согревать жилище, готовить пищу, греть воду с помощью каминов, печей, электрических и водяных радиаторов.
В большинстве систем отопления происходит несколько этапов преобразования энергии для обогрева. Так, например, газовый котел, сжигая газ, нагревает теплоноситель, который, распространяясь по трубам отопления, отдает энергию на обогрев воздуха. В этом плане наиболее эффективным является прямое электрическое отопление. При таком виде отопления воздух в помещении согревается без использования теплоносителя, а электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую. Такой вид отопления считается в настоящее время самым перспективным. Помимо этого электрическое отопление имеет гибкие возможности к плавному управлению температурой воздуха в помещении, путем использования дополнительных электронных средств – терморегуляторов. Терморегуляторы позволяют в узких пределах поддерживать температуру в помещении, что обеспечивает дополнительный комфорт.
В работе будет осуществлена разработка терморегулятора системы электрического отопления, управляющего ТЭНом, который должен будет поддерживать в помещении температуру в пределах 20…22 °С.

Содержание 2
Введение 3
1 Системы отопления жилых помещений 5
1.1 Системы отопления. Общие сведения 5
1.2 Прямое электрическое отопление 9
1.3 Регулирование температуры в зданиях 19
2 Разработка структурной схемы системы отопления 22
2.1 Тепловой расчет здания 22
2.2 Обзор различных схем терморегуляторов 26
2.3 Разработка структурной схемы управления нагревателем 31
3 Разработка принципиальной схемы управления 34
3.1 Разработка узла микропроцессорного управления 35
3.2 Разработка схемы управления 43
3.3 Алгоритм работы микропроцессора 52
3.4 Конструкция терморегулятора 57
4 Безопасность жизнедеятельности 58
4.1 Качественная характеристика опасности при изготовлении терморегулятора 58
4.2 Противопожарные мероприятия 67
5 Технико-экономические расходы 70
5.1 Расчёт себестоимости изготовления и оптовой цены устройства 70
5.2 Расчёт эксплуатационных расходов 76
5.3 Расчёт годового экономического эффекта 78
Заключение 80
Список литературы 81
Приложение А 83
Приложение Б 84
Приложение В 85
Приложение Г 87
Приложение Д 88

1. Лещинская Л.В., Малышев А.А. Отопление загородного дома. / ООО «Аделант», 2005 г.
2. Смирнова Л.Н. Отопление и водоснабжение загородного дома / Рипол Классик, 2006.
3. Каменев П.Н., Сканави А.Н., Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Отопление. Изд 3-е. перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975. 483 с.
4. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование. Справочник / Г.В. Русанов, М.Я. Розкин, Э.Л. Ямпольский. – Киев; Будивельник, 1983. – 272 с.
5. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.: ил.
6. СНиП 2.04.05-91 «ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ».
7. Отопление гражданского здания: Методические указания к курсовому проекту / Сост. А.А. Кудинов. Ульяновск: УлГТУ, 2001. 48 с.
8. Агуров П.В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-496 с.: ил.
9. Jan Axelson Serial port complete. Programming and circuit for RS-232 and RS-485. Links and networks. / Lakeview Research. 2002.
10. Shahin Farahani – ZigBee Wireless Networks and Transceivers / Newnes. 2008.
11. Texas Instrument. MSP430F2274 Official datasheet.
12. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ.-М.: Мир, 1985.-572 с, ил.
13. Кублановский Я.С. Тиристорные устройства.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1987.-112 с.: ил. – (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1104).
14. Евсеев Ю.А. Крылов С.С. Симисторы и их применение в бытовой электроаппаратуре. – М.: Энергоатомиздат, 1990.-120 с.: ил.
15. Черепанов В.П., Хрулев А.К. Тиристоры и их зарубежные аналоги. Справочник. В 2 т. Т. 2. – М.: ИП РадиоСофт. 2002 – 512 с.: ил.
16. Тиристоры: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин,
Б.В. Кондратьев, С.Л. Пожидаев. – М.: Радио и связь, 1990.-272 с.: ил.-(Массовая радиобиблиотека; Вып. 1155).
17. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. – 2-е изд., перераб.-М.: Энергия, 1980.-312 с.; ил.
18. Дональд Э. Кнут Искусство программирования. Том 2. Получисленные алгоритмы / Изд. Вильямс, 2001 г.
19. Методические указания по дипломному проектированию. Безопасность жизнедеятельности. – СПб. : СЗПИ. 1995.
20. Б.Г. Поздеев, Д.Н. Златогурский. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. Л., 1970.