Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Эффективность парокомпрессионной трансформации энергетических потоков для теплоснабжения на основе морской воды

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-538-558

Полный текст:

Аннотация

В статье результатами аналитического исследования обоснованы режимные условия высокоэффективного использования температурного потенциала морской воды в теплонасосных системах теплоснабжения зданий с соответствующим улучшением экологических показателей окружающей среды. На основе анализа региональных условий Одесской акватории Черного моря определены исходные параметры и рациональные режимы работы усовершенствованной теплонасосной системы с центральным, децентрализованным либо локальным догревом абонентского энергоносителя. Показателями оценки эффективности теплонасосных систем в исследовании приняты коэффициент преобразования энергетических потоков, удельные затраты внешней энергии на привод компрессора и циркуляционного насоса охлаждаемой воды в работе теплонасосной установки. На протяжении всего отопительного периода в качестве исходных рассматривались следующие данные: температура воды на входе в испаритель (5–10) °С, на выходе 1 °С; расчетный перепад температур теплоносителя в системе отопления (50–40) °С, воздуха внутри помещения 20 °С; расчетная температура наружного воздуха (–18) °С. Учитывалось характерное соотношение расходов охлаждаемой морской воды и нагреваемого энергоносителя системы теплоснабжения. Обоснованы условия высокой эффективности работы теплонасосной системы теплоснабжения, при которых действительный коэффициент преобразования превышает сезонное нормированное расчетное и минимальное значения при температуре наружного воздуха (–10) °С в предельных условиях моноэнергетического режима как для новых, так и для реконструируемых зданий. В ходе исследования установлено, что общие удельные затраты внешней энергии на привод компрессора и циркуляцию охлаждаемой воды в работе теплонасосной установки с характерным соотношением водяных эквивалентов даже в предельных условиях моноэнергетического режима эксплуатации системы теплоснабжения при температуре наружного воздуха (–10) °С находятся в диапазоне общепринятых значений (w = 0,28–0,34).

Об авторах

В. Д. Петраш
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Украина

Адрес для переписки: Петраш Виталий Демьянович – Одесская государственная академия строительства и архитектуры, ул. Дидрихсона, 4, 65029, г. Одесcа, Украина. Тел.: +380 63 280-31-01
volmak.03@gmail.com



В. О. Макаров
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Украина

Одесса



А. А. Хоменко
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Украина

Одесса



Список литературы

1. Безродний, М. К. Про умови оптимальноï роботи теплового насоса в низькотемпературних системах опалення з використанням теплоти природноï води / М. К. Безродний, Н. О. Притула // Енергетика: економiка, технологiï, екологiя. 2011. № 2. С. 11–16.

2. Безродний, М. К. Оптимальна робота теплового насоса в низькотемпературних системах опалення з використанням теплоти грунта / М. К. Безродний, Н. О. Притула // Науковi вiстi НТУУ «КПI». 2012. № 1. С. 7–12.

3. Высоцкая, М. В. Холодная вода как низкотемпературный источник для теплонасосных систем теплохладоснабжения зданий / М. В. Высоцкая // Энергоэффективность в строительстве и архитектуре. Киев: КНУБА, 2015. Вып. 7. С. 41–46.

4. Петраш, В. Д. Система теплохолодопостачання на базі інтегрованої енергії холодної води та повітряних потоків з пневмогідравлічною стабілізацією термотрансформаторних процесів: пат. 109848 України, МПК (2015.01), F24F 5/00 / В. Д. Петраш, М. В. Висоцька, О. А. Поломанний. № а201407374. Опубл. 12.12.2015.

5. Johansson, P.-O. Buildings and District Heating – Contributions to Development and Assessments of Efficient Technology [Electronic Resource]. Lund University. 2011. Mode of access: https://www.ees.energy.lth.se/fileadmin/energivetenskaper/Avhandlingar/POJ_thesis_20110510_final_all.pdf. Date of access: 13.09.2020.

6. Strategy for a Fossil-Fuel Free Stockholm by 2040 [Electronic Resource]. Mode of access: https://international.stockholm.se/globalassets/rapporter/strategy-for-a-fossil-fuel-freestockholm-by-2040.pdf. Date of access: 13.09.2020.

7. Васильев, Г. П. Анализ перспектив использования тепловых насосов в Украине [Электронный ресурс] / Г. П. Васильев // ЭСКО. 2007. № 3. Режим доступа: https://insolar.ru/o-nas/publikatsii-i-otzyvy/nashi-stati-i-publikatsii-v-presse/analiz-perspektiv-ispolzovaniyatep-lovykh-nasosov-v-ukraine. Дата доступа: 13.09.2020.

8. Heating Systems in Buildings – Design of Heat Pump Heating Systems: ВS EN 15450:2007. Int. 01.12.2007. European Standart, 2007. 39 р.

9. Проектирование систем отопления зданий с тепловыми насосами: ДСТУ Б В.2.5-44:2010. Введ. 19.12.2011. Киев: Минрегионстрой Украины, 2010. 56 с.

10. Интегрированный учет коэффициентов преобразования и замещения мощности абонентского теплопотребления в разработке парокомпрессионных систем теплоснабжения / В. Д. Петраш [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2015. № 4. С. 76–79.

11. Зимаков, А. В. Опыт Швеции по экологизации системы городского центрального теплоснабжения на примере ТЭЦ «Вяртаверкет» / А. В. Зимаков // Жилищные стратегии. 2018. Т. 5, № 3. С. 383–398.

12. Степанов, О. А. Система централизованного теплоснабжения с применением тепловых насосов / О. А. Степанов, П. А. Третьякова // Вестник Тюменского гос. ун-та. Физ.-мат. моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2015. Т. 1, № 4. С. 43–51.

13. Large Heat Pumps in Swedish District Heating Systems / H. Averfalk [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 79. P. 1275–1284. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.135.

14. Репетин, Л. Н. Пространственная и временная изменчивость температурного режима прибрежной зоны Черного моря / Л. Н. Репетин // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. Вып. 26. С. 99–116.

15. Гершкович, В. Ф. Особенности проектирования систем теплоснабжения зданий с тепловыми насосами / В. Ф. Гершкович. Киев: Украинская академия архитектуры, 2009. 60 с.

16. Исследование знакопеременной структуры линейных трендов поверхностной температуры Черного моря / В. Н. Еремеев [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИГидрофизика, 2009. Вып. 18. С. 236–241.

17. Мартыновский, В. С. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов / В. С. Мартыновский. М.: Энергия, 1977. 280 с.

18. Способы улучшения обработки воды и повышения энергетических характеристик теплового насоса типа «вода – воздух» / Л. Р. Джунусова [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 4. С. 372–380. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-4-372-380.

19. Петраш, В. Д. Теплонасосные системы теплоснабжения / В. Д. Петраш. Одесса: ВМВ, 2014. 556 с.

20. Документация для планирования и проектирования тепловых насосов Buderus [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.adeptamasa.com/doc_proect/Logatherm%20WPS_draft.pdf. Дата доступа: 13.09.2020.

21. Документация для проектирования тепловых насосов Viessmann [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.viessmann.ru/ru/zilye-zdania/teplovye-nasosy/mosnye-teplovye-nasosy.html. Дата доступа: 13.09.2020.

22. Некрасова, О. А. Исследование теплонасосных систем отопления (модельный подход) / О. А. Некрасова, Ю. В. Синяк // Теплоэнергетика. 1986. № 11. С. 30–34.

23. Беленкий, Е. А. Рациональные системы водяного отопления / Е. А. Беленкий. Л.: Госстройиздат, 1963. 208 с.

24. Гречихин, Л. И. Воздушный тепловой насос в ветроэнергетике / Л. И. Гречихин, А. И. Гутковский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 3. С. 264–284. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-3-264-284.


Рецензия

Для цитирования:


Петраш В.Д., Макаров В.О., Хоменко А.А. Эффективность парокомпрессионной трансформации энергетических потоков для теплоснабжения на основе морской воды. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021;64(6):538-553. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-538-558

For citation:


Petrash V.D., Makarov V.O., Khomenko A.A. The Efficiency of Vapor Compression Transformation of Energy Flows for Heat Supply Based on the Sea Water. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2021;64(6):538-553. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-538-558

Просмотров: 124


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)