Розробка теплової установки на базі каскадного теплового насоса для забезпечення усіх теплових і холодильних потреб споживача
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133673Ключові слова:
тепловий насос, тепловий пункт, система кондиціонування, система опалення, поновлювані джерела енергії, сонячна енергіяАнотація
Представлено опис розробленого і виготовленого багатофункціонального теплового пункту, що дозволяє забезпечувати споживача тепловою та холодильною енергією. Для ефективної роботи тепловий пункт містить систему автоматизованого управління, що дозволяє направляти теплові потоки оптимальним чином. Розробка такого теплового пункту обумовлена тим, що в Росії в даний час немає комплексних досліджень по створенню систем електропостачання на базі теплових насосів. Існує ряд робіт, які фактично копіюють західні технології. При цьому не враховуються особливості кліматичних зон, що вкрай важливо для розвитку подібних електростанцій. Тобто, раніше ніхто не створював продукт, який однаково добре працює в умовах Південних регіонів і Крайньої Півночі. Тепловий та гідравлічний розрахунки теплового пункту, результатами яких були відповідно коефіцієнти перетворення і опору контурів теплонасосної установки, показали, що коефіцієнт перетворення по всіх контурах лежить в діапазоні від 3,352 до 4,884. В даний час проведені пускові випробування теплового пункту, які показали правильність обраних конструктивних рішень і працездатність установки.
Отримані результати будуть корисні при проектуванні аналогічних систем, так як основні характеристики каскадних теплових насосів обчислені розрахунковим шляхом.
Конкретні результати дослідження полягають у наступному:
– розроблена багатоцільова теплова точка, що дозволяє здійснювати опалення потужністю 25 кВт, гаряче водопостачання –5 кВт, кондиціювання – 16 кВт, вентиляція 25 кВт;
– визначені ключові показники теплової ефективності електростанції, такі як коефіцієнт трансформації, термічна оцінка і т.і.;
– визначена ємність компактних акумуляторів тепла. Для нагріву при температурі в 35 °C протягом 12 годин у нічний час потрібен резервуар для котла на 2500 л, а колектор для зміни фази – 300–500 л;
– на основі аналізу наявних відновлюваних і вторинних джерел енергії, розроблена структура теплових потоків стандартного споживача з джерелами надлишкового тепла і точками його споживання
Посилання
- Yang, S.-H., Son, J.-E., Lee, S.-D., Cho, S.-I., Ashtiani-Araghi, A., Rhee, J.-Y. (2016). Surplus thermal energy model of greenhouses and coefficient analysis for effective utilization. Spanish Journal of Agricultural Research, 14 (1), e0202. doi: 10.5424/sjar/2016141-7517
- Hossain, M. F. (2016). In situ geothermal energy technology: an approach for building cleaner and greener environment. Journal of Ecological Engineering, 17 (1), 49–55. doi: 10.12911/22998993/61189
- Fernández, F., Folgueras, M., Suárez, I. (2017). Study and Optimization of Design Parameters in Water Loop Heat Pump Systems for Office Buildings in the Iberian Peninsula. Energies, 10 (12), 1958. doi: 10.3390/en10121958
- Wang, F., Fan, X.-W., Chen, J., Lian, Z.-W. (2014). Energy and exergy analysis of heat pump using R744/R32 refrigerant mixture. Thermal Science, 18 (5), 1649–1654. doi: 10.2298/tsci1405649w
- Ovidiu, N., Marcel, R., Codruţa, B., Marius, C. (2013). Ground Source Heat Pump in Heating System with Electronics Monitoring. Journal of Electrical and Electronics Engineering, 6 (2), 21–24.
- Parshukov, V. I., Efimov, N. N., Papin, V. V., Bezuglov, R. V., Lagutin, A. Y., Kopitsa, V. V. (2018). Studying possibilities of seasonal cold for application in multifunctional heat supply units. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 13 (7), 2623–2631.
- Ahn, B.-L., Park, J.-W., Yoo, S., Kim, J., Leigh, S.-B., Jang, C.-Y. (2015). Savings in Cooling Energy with a Thermal Management System for LED Lighting in Office Buildings. Energies, 8 (7), 6658–6671. doi: 10.3390/en8076658
- Kovalev, O. P. (2007). Features of the use of heat pumps in heating systems. Proceedings of the Far Eastern State Technical Fisheries University, 35–42.
- Volkov, V. N., Kozina, L. N., Dzyuban, A. M. (2015). Current use of heat pumps for heating buildings. NGIEI Journal Bulletin, 6 (49).
- Efimov, N. N., Papin, V. V., Bezuglov, R. V. (2016). Micro Energy Complex Based on Wet-SteamTurbine. Procedia Engineering, 150, 324–329. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.022
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Vladimir Parshukov, Nikolay Efimov, Vladimir Papin, Roman Bezuglov, Aleksei Ovechkin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
