Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В СИСТЕМЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Исайнов Б.К. 1 Тоимбаев А.Б. 1 Ермоленко М.В. 1
1 ГУ им. Шакарима
1. Жидович И.С., Трутаев В.И. Системный подход к оценке эффективности тепловых насосов. – URL: http://www.rosteplo.ru.
2. Дуванов Сергей Александрович «Исследование работы тепловых насосов на режимах, отличных от номинального, при сохранении выходных параметров» диссертация кандидата технических наук 01.04.14. – Астрахань, 2006. – 198 с.

Актуальностьработы. Техническая возможность и энергетическая эффективность применения тепловых насосов в качестве источников теплоснабжения и теплохладоснабжения доказана много лет назад. Однако практическое использование этой разработки в государствах СНГ получило широкое распространение только в последние годы (на территориях, дефицитных по топливу, и на тех объектах, где применению тепловых насосов оказывается государственная поддержка) [1].

Применение тепловых насосов (ТН), в том числе парокомпрессионного типа, позволяет повысить температурный потенциал возобновляемых и вторичных энергоресурсов до необходимого температурного уровня, в частности для систем теплоснабжения.

Свойства и энергетическая эффективность ТН значительно изменяются на режимах, отличных от номинального, т.е. при изменении условий использования, определяемых, в основном, температурами холодного и горячего теплоносителей. Вопрос эффективного использования тепловых насосов на этих режимах, несмотря на его очевидную важность, в литературных источниках освещен недостаточно, не разработан метод моделирования работы ТН на таких режимах [2].

Цель работы – исследовать возможности применения тепловых насосов в системе теплоснабжения в зависимости от температуры наружного воздуха.

Тепловой насос можно использовать практически в любых теплотехнологиях, но не всегда это дает необходимый экономический эффект, а в некоторых случаях и вовсе не рентабельно. Это зависит от ряда факторов, таких как температура низкопотенциального источника энергии, холодопроизводительности компрессора, коэффициента трансформации и цена на электроэнергию в регионе.

Для исследования эффективности теплового насоса при различных режимах работы была использована экспериментальная установка, позволяющая моделировать температуру низкопотенциального источника и мощность компрессоров. Схема установки показана на рис. 1.

На основании мониторинга температуры наружного воздуха и рекомендуемых комфортных параметров внутреннего воздуха с учетом теплопотерь через ограждающие конструкции здании была построена диаграмма целесообразности применения тепловых насосов (рис. 2).

teh17.tiff

Рис. 1. Принципиальная схема установки для исследования работы теплового насоса в системе теплоснабжении: 1 – бак низкопотенциальной энергии; 2 – фильтр осушитель; 3 – конденсатор; 4 – испаритель; 5 – компрессор 1 (ФГрВ-1,75); 6 – компрессор 2 (ФГрВ-2,8); 7 – ресивер; 8 – дроссельный вентиль; 9 – тен; 10 – бак генератор тепла; 11 – персональный компьютер; 12 – терморегулятор

Анализ диаграммы (рис. 2) показал, что тепловой насос можно использовании в системе теплоснабжения жилого здания для получения рекомендуемых комфортных параметров внутреннего воздуха при температуре наружного воздуха до минус 15 °С, а при температуре наружного воздуха ниже минус 1 °С требуется дополнительная мощность для отопления.

Основываясь на полученных результатах можно рекомендовать использование теплового насоса в системе теплоснабжения, использующего энергию обратного теплоносителя из системы отопления с температурой 40 °С. При этом, дополнительное тепло из системы центрального теплоснабжения, будет использоваться только при температурах наружного воздуха ниже минус 15 °С. Использование данного подхода позволит более рационально использовать тепловую энергию, когда строительство новых домов в уже существующих районах приводит к увеличению теплопотребления без увеличения тепловой способности предприятий теплоснабжения.

teh18.tiff

Рис. 2. Диаграмма эффективности применения теплового насоса

Заключение

Тепловой насос можно использовании в системе теплоснабжения жилого здания для получения рекомендуемых комфортных параметров внутреннего воздуха при температуре наружного воздуха до минус 15 °С, а при температуре наружного воздуха ниже минус 15°С требуется дополнительная мощность для отопления.


Библиографическая ссылка

Исайнов Б.К., Тоимбаев А.Б., Ермоленко М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В СИСТЕМЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12003 (дата обращения: 17.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252