<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energy</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1029-7448</issn><issn pub-type="epub">2414-0341</issn><publisher><publisher-name>BNTU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/1029-7448-2023-66-5-451-460</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energy-2310</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>НEAT POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Система теплоснабжения «умного дома» на базе централизованного теплоснабжения с утилизацией вторичных энергетических ресурсов при помощи теплового насоса</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The “Smart Home” Heat Supply System Based on District Heating with the Utilization of Secondary Energy Resources Using a heat Pump</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иокова</surname><given-names>И. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Iokova</surname><given-names>I. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Адрес для переписки: Иокова Ирина Леонидовна –Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 293-92-16     pte@bntu.by</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondence: Iokova Irina L. – Belarusian National Technical University, 65/2 Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 293-92-16     pte@bntu.by</p></bio><email xlink:type="simple">pte@bntu.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Перехвал</surname><given-names>М. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Perekhval</surname><given-names>M. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мигуцкий</surname><given-names>И. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Migutskii</surname><given-names>I. E.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский национальный технический университет</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian National Technical University</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>10</month><year>2023</year></pub-date><volume>66</volume><issue>5</issue><fpage>451</fpage><lpage>460</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Иокова И.Л., Перехвал М.Б., Мигуцкий И.Е., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Иокова И.Л., Перехвал М.Б., Мигуцкий И.Е.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Iokova I.L., Perekhval M.B., Migutskii I.E.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://energy.bntu.by/jour/article/view/2310">https://energy.bntu.by/jour/article/view/2310</self-uri><abstract><p>Одним из важнейших аспектов «умного дома» является его теплоснабжение, которое должно обеспечивать комфортные условия проживания для жильцов и при этом быть эффективным с точки зрения энергопотребления. В настоящей статье рассматривается инновационный подход к системе теплоснабжения в «умных домах», который основан на использовании централизованного теплоснабжения с утилизацией вторичных энергетических ресурсов с использованием теплового насоса. Предлагаемая система теплоснабжения сочетает преимущества классического централизованного теплоснабжения и эффективность тепловых насосов. Предложена расчетная схема, для которой построен температурный график, а также методика расчета тепловых нагрузок для классической схемы теплоснабжения и для ТЭЦ с применением тепловых насосов, согласно которой произведены необходимые расчеты. Для наглядности полученных данных построен график зависимости суммарной паровой нагрузки, необходимой для теплоснабжения, от температуры окружающей среды, а также график зависимости паровой нагрузки от продолжительности стояния температуры окружающей среды. В результате анализа полученных данных определено, что использование тепловых насосов в схемах ТЭЦ снижает генерацию электроэнергии за счет исключения ее выработки на потоке пара в конденсатор, что облегчает покрытие графика электропотребления в части прохождения минимумов нагрузок объединенной энергосистемы. Также интеграция теплового насоса в тепловую схему системы централизованного теплоснабжения позволяет подавлять диссипацию энергии, снижает выбросы парниковых газов в атмосферу, таким образом делая теплоснабжение более устойчивым и экологически безопасным. При этом предложенная система теплоснабжения «умного дома» имеет высокие технико-экономические показатели, обеспечивающие инвестиционную привлекательность такого проекта.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>One of the most important aspects of a “smart home” is its heating system, which should provide comfortable living conditions for residents while also being energy-efficient. This article discusses an innovative approach to heating systems in “smart homes” based on centralized heating with the utilization of secondary energy resources using a heat pump. The proposed heating system combines the advantages of traditional centralized heating and the efficiency of heat pumps. The article presents a calculated scheme, for which a temperature chart was developed. A methodology for calculating heat loads for both the traditional heating scheme and combined heat and power (CHP) with heat pumps is also proposed, and the necessary calculations were carried out. For clarity of the obtained data, a graph depicting the total steam load required for heating as a function of ambient temperature is constructed, as well as a graph showing the steam load as a function of the duration of the ambient temperature. The analysis of the data revealed that the use of heat pumps in CHP schemes reduces electricity generation by eliminating its production in the steam flow in the condenser. This facilitates the coverage of the electricity consumption schedule during periods of low demand for the integrated energy system. Additionally, integrating a heat pump into the heating system of the centralized heating system helps reduce energy dissipation and greenhouse gas emissions into the atmosphere, making heating more sustainable and environmentally friendly. Moreover, the proposed heating system for a “smart home” demonstrates high technical and economic performance, ensuring the investment attractiveness of such a project.</p><p> </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>«умный дом»</kwd><kwd>система теплоснабжения</kwd><kwd>«умный город»</kwd><kwd>тепловой насос</kwd><kwd>ТЭЦ</kwd><kwd>энергоэффективность</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>“smart home”</kwd><kwd>heating system</kwd><kwd>“smart city”</kwd><kwd>heat pump</kwd><kwd>combined heat and power (CHP)</kwd><kwd>energy efficiency</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ковалев, М. М. Будущее белорусской энергетики на фоне глобальных трендов: моногр. / М. М. Ковалев, А. С. Кузнецов. Минск: Изд. центр БГУ, 2018. 223 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kovalev M. M., Kuznetsov A. S. (2018) The Future of Belarusian Energy Against the Background of Global Trends. Minsk: BSU Publishing Center. 223 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Китиков, В. О. Электрическое отопление: проблемы и пути решения в Беларуси / В. О. Китиков, Ю. А. Башко // Энергоэффективность: сб. ст. Минск, 2022. С. 12–18.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kitikov V. O., Bozhko Yu. A. (2022) Electric Heating: Problems and Solutions in Belarus. Energoeffektivnost': Sb. St. [Energy Efficiency: Collected Papers]. Minsk, 12–18 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Янчук, В. В. Повышение эффективности действующих тепловых электрических станций в современных условиях / В. В. Янчук, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 6. С. 511–523. https://doi.org/10. 21122/1029-7448-2022-65-6-511-523.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yanchuk V. V., Romaniuk V. N. (2022) Operating Thermal Power Plants Efficiency Improvement under Current Conditions. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 65 (6), 511–523. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-5-511-523 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оценка термодинамической эффективности Объединенной энергетической системы Беларуси. Ч. 1 / В. Н. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 1. С. 44–56. https://doi.org/10.21122/1029-7448-202366-1-44-56.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Romaniuk V. N., Bobich A. A., Ryzhova T. V., Bubyr T. V., Yanchuk V. V., Yatsukhna Y. S. (2023) Assessment of Thermodynamic Efficiency of the Belarusian Energy System. Part 1. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 66 (1), 44–56. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-44-56 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кох, А. Варианты электрификации теплоснабжения в секторе зданий в Германии / А. Кох, А. Лоренц // Энергоэффективность: сб. ст. Минск, 2022. С. 18–22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koch A., Lorenz A. (2022) Options for Electrification of Heat Supply in the Building Sector in Germany. Energoeffektivnost': Sb. St. [Energy Efficiency: Collected Papers]. Minsk, 18–22 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кудинов, В. А. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. для академического бакалавриата / В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, Е. В. Стефанюк. 3-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2015. 566 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kudinov V. A., Kartashov E. M., Stefanyuk E. V. (2015) Technical Thermodynamics and Heat Transfer. 3rd еd., Moscow, Yurait Publ. 566 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Янчук, В. В. Регенеративное использование низкопотенциальных сбросных потоков теплоты ТЭЦ на примере цикла ПТ-60 [Электронный ресурс] / В. В. Янчук, В. Н. Романюк // Актуальные проблемы физики, электроники и энергетики: электронный сб. статей I Междунар. науч.-практ. конф., Новополоцк, 27–28 окт. 2022 г. Новополоцк: Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой, 2023. С. 247–250. Режим доступа: https://elib.psu.by/handle/123456789/38104.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yanchuk V. V., Romaniuk V. N. (2023) Regenerative Use of Low-Potential Waste Heat Flows of Thermal Power Plants on the Example of the “PT-60” Cycle. Aktual'nye Problemy Fiziki, Elektroniki i Energetiki: Elektronnyi Sbornik Statei I Mezhdunarodnoi Nauch.-Prakt. Konf., Novopolotsk, 27–28 Okt. 2022 g. [Actual Problems of Physics, Electronics and Energy. Electronic Collection of the Articles of the I International Scientific and Practical Conference, Novopolotsk, October 27–28, 2022]. Novopolotsk, Euphrosyne Polotskaya State University of Polotsk, 247–250 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перехвал, М. Б. Применение абсорбционных тепловых насосов и холодильных машин в различных секторах промышленности и жилищно-коммунального хозяйства / М. Б. Перехвал, П. А. Перехвал, И. Л. Иокова // Global Science and Innovations 2022: Central Asia. 2021. № 4 (18). С. 35–38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perekhval M. B., Perekhval P. A., Iokova I. L. (2021) Application of Absorption Heat Pumps and Refrigerating Machines in Various Sectors of Industry and Housing and Communal Services. Global Science and Innovations 2022: Central Asia, (4), 35–38 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перехвал, М. Б. Сравнение эксергетической эффективности абсорбционного и парокомпрессионного тепловых насосов / М. Б. Перехвал, П. А. Перехвал; науч. рук. И. Л. Иокова // Бутаковские чтения: сб. ст. II Всерос. с междунар. участием молодежной конф. / под ред. А. С. Заворина; Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2022. С. 563–565.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pereval M. B., Perekhval P. A. (2022) Comparison of the Exergetic Efficiency of Absorption and Vapor Compression Heat Pumps. Butakovskie Chteniya: Sbornik Statei II Vserossiiskoi s Mezhdunarodnym Uchastiem Molodezhnoi Konferentsii [Butakov Readings: Collection of the Articles of the II All-Russian Youth Conference with International Participation]. Tomsk, Publishing House of Tomsk Polytechnic University, 563–565 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абсорбционные тепловые насосы в тепловой схеме ТЭЦ для повышения ее энергетической эффективности / В. Н. Романюк [и др.] // Энергохозяйство предприятий: сб. ст. / сост.: В. Н. Романюк [и др.]. Минск, 2013. С. 14–19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Romanyuk V. N., Muslina D. B., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A. (2013) Absorption Heat Pumps in the Thermal Scheme of a CHP Plant to Increase its Energy Efficiency. Energokhozyaistvo Predpriyatii: Sb. St. [Energy Management of Enterprises. Collected Papers]. Minsk, 14–19 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
