Импульсный (цикличный) режим подключения аккумуляторов теплоты в системах теплоснабжения

F. I. Lukhtura; V. I. Tsiganov

doi:10.31498/2225-6733.38.2019.181293

Автор(и)

F. I. Lukhtura ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна
V. I. Tsiganov ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.38.2019.181293

Ключові слова:

джерело тепла, акумулятор, теплоносій, система теплопостачання, імпульсний режим підключення

Анотація

Використання акумуляторів в автономних системах теплопостачання є широко відомим прийомом вирівнювання теплових навантажень, економії сировинних і енергетичних ресурсів. В якості первинного джерела енергії в таких системах успішно застосовують теплоту пара, видобуту з утилізаційних установок, що періодично працюють, в основному, охолоджувачами конвертерних газів (ОКГ) під час продувки конвертерної ванни для акумуляції пара за допомогою акумуляторів Рутса. При існуючих темпах і діапазонах зміни температури в кінці зарядки і розрядки при експлуатації цих систем можливі втомні явища в металевому корпусі акумулятора від існуючих глибоких «стрибків» температур з утворенням температурних напружень (переохолодження) його корпусу, що викликає ряд технічних проблем. Для запобігання цьому явищу пропонується витягувати теплову енергію з декількох таких масо-і теплообмінників при їх почерговому підключенні до випарного контуру споживача. Такий метод відбору теплоти дозволяє не тільки уникнути переохолодження корпусу акумулятора, але також підвищити продуктивність процесу. На основі аналізу формалізованого рівняння динаміки відпустки тепла споживачеві при нагріванні відповідного теплоносія зроблено висновок про ефективність імпульсного режиму підключення акумуляторів. При цьому температура теплоносія змінюється за експоненціальним законом. При реалізації запропонованого методу нагрівання чергової порції теплоносія здійснюється в умовах найбільшої різниці температур, що дозволяє помітно інтенсифікувати процес. Доведено, що ефективність імпульсного режиму можлива при наявності вже двох або більше акумуляторів. Встановлено, що тривалість підключення кожного акумулятора в імпульсному режимі не повинна досягати тривалості перехідного процесу нагріву теплоносія при традиційному способі відбору теплоти

Біографії авторів

F. I. Lukhtura, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Старший викладач

V. I. Tsiganov, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Старший викладач

Посилання

Список использованных источников (ГОСТ):

Лухтура Ф.И. Об импульсном нагреве теплоносителя в системах теплоснабжения / Ф.И. Лухтура, К.Е. Плахотник, В.И. Цыганов // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2018. – Вип. 36. – С.101-112. – (Серія : Технічні науки). – Режим доступу: DOI: 10.31498/2225-6733.36.2018.142530.

Лухтура Ф.И. О применении импульсного подвода тепла в системах теплоснабжения / Ф.И. Лухтура, В.И. Цыганов // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків : НТУ «ХПІ». – 2018. – № 45 (1321). – С. 32-40. – (Серія : Нові рішення в сучасних технологіях). – Режим доступу: DOI: 10.20998/2413-4295.2018.45.05.

Лухтура Ф.И. Об импульсном нагреве теплоносителя в системах отопления / Ф.И. Лухтура // Университетская наука-2017 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (18-19 мая 2017 г.; г. Мариуполь). – Мариуполь, ГВУЗ «ПГТУ», 2017. – Т. 1. – С. 231-232.

Лухтура Ф.И. Совершенствование теплообменных процессов в поверхностях нагрева энергетических котлов / Ф.И. Лухтура // Университетская наука-2018 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (23-24 мая 2018 г.; г. Мариуполь). – Мариуполь, 2018. – Т. 1. – С.231-235.

Лухтура Ф.И. Усовершенствование систем теплоснабжения и кондиционирования на основе исследования импульсного подвода (отвода) тепла // Ф.И. Лухтура, К.Е. Плахотник // Университетская наука-2018 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (23-24 мая 2018 г.; г. Мариуполь). – Мариуполь, 2018. – Т. 1. – С. 248-249.

Импульсный режим подключения грунтовых теплообменников в теплонасосных отопительных системах / С.А. Андреев [и др.] // Вестник Федерального Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина». – 2015. – № 6 (70). – С. 39-44.

Дегтярь А.Б. Построение алгоритма импульсного отопления зданий и исследование режимов его работы / А.Б. Дегтярь, В.И. Панферов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. – 2008. – Вып. 8. – № 17 (117). – С. 41-44. – (Серия : Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника).

Нагорная А.Н. Моделирование и управле¬ние тепловым режимом здания / А.Н. Нагорная, В.И. Панферов, Е.Ю. Пашнина // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции : материалы междунар. науч.-техн. конф. - М. : МГСУ, 2005. - С. 94-98.

Бекман Г. Тепловое аккумулирование энергии / Г. Бекман, П.В. Гилли. – М. : Мир, 1987. – 269 с.

Левенберг В.Д. Аккумулирование тепла / В.Д. Левенберг, М.Р. Ткач, В.А. Гольстрем. – К. : Техника, 1991. – 111 с.

Куколев М.И. Основы проектирования тепловых накопителей энергии / М.И. Куколев. – Петрозаводск, 2001. – 238 с.

Сотникова О.А. Аккумуляторы теплоты теплогенерирующих установок систем теплоснабжения / О.А. Сотникова, В.С. Турбин, В.А. Григорьев // АВОК. – 2003. – № 5. – С. 40-45. – Режим доступу: www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2121.

Андрющенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок : уч. пособие. – М. : Высшая школа, 1985. – 320 с.

Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышлен-ности / Н.А. Семененко [и др.]. – Киев : Вища школа, 1979. – 296 с.

References:

Lukhtura F.I., Plakhotnik K.Ye., Tsyganov V.I. Ob impul’snom nagreve teplonositelya v sistemakh teplosnabzheniya [On pulse heating of a heat carrier in heat supply systems]. Vísnik Priazovs’kogo derzhavnogo tekhníchnogo uníversitetu. Seríya: Tekhníchní nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technіcal sciences, 2018, iss. 36, pp.101-112. doi: 10.31498/2225-6733.36.2018.142530. (Rus.)

Lukhtura F.I., Tsyganov V.I. O primenenii impul’snogo podvoda tepla v sistemakh teplosnabzheniya [On the use of pulsed heat supply in heat supply systems]. Vіsnik Natsіonal’nogo tekhnіchnogo unіversitetu «Kharkіvs’kii polіtekhnіchnii іnstitut». Serіia: Novі rіshennia v suchasnikh tekhnologіiakh – Bulletin of the National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute». Series: New solutions in modern technologies, 2018, no. 45 (1321), pp. 32-40. doi: 10.20998/2413-4295.2018.45.05. (Rus.)

Lukhtura F.I. Ob impul’snom nagreve teplonositelya v sistemakh otopleniya. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2017» [About pulse heating of a heat carrier in heating systems. Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2017»]. Mariupol’, 2017, vol. 1, pp. 231-232. (Rus.)

Lukhtura F.I. Sovershenstvovaniye teploobmennykh protsessov v poverkhnostyakh nagreva energeticheskikh kotlov. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2018» [Improving heat transfer processes in the heating surfaces of power boilers. Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2018»]. Mariupol’, 2018, vol. 1, pp. 231-235. (Rus.)

Lukhtura F.I., Plakhotnik K.Ye. Usovershenstvovaniye sistem teplosnabzheniya i konditsionirovaniya na osnove issledovaniya impul’snogo podvoda (otvoda) tepla. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2018» [Improving heat supply and air conditioning systems based on the study of pulsed heat supply (removal). Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2018»]. Mariupol’, 2018, vol. 1, pp. 248-249. (Rus.)

Andreyev S.A., Zaginaylov V.I., Ivanova T.V., Flegontov Ye.A. Impul’snyy rezhim podklyucheniya gruntovykh teploobmennikov v teplonasosnykh otopitel'nykh sistemakh [Pulsed mode of connection of ground heat exchangers in heat pump heating systems]. Vestnik Federal’nogo Gosudarstvennogo obrazovatel’nogo uchrezhdeniya vysshego professional’nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet im. V.P. Goryachkina» – Vestnik of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education «Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin», 2015, no. 6 (70), pp. 39-44. (Rus.)

Degtyar’ A.B., Panferov V.I. Postroyeniye algoritma impul’snogo otopleniya zdaniy i issledovaniye rezhimov yego raboty [Construction of an algorithm for pulsed heating of buildings and study of its operating modes]. Vestnik Iuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Komp’yuternyye tekhnologii, upravleniye, radioelektronika» – Bulletin of the South Ural State University. Series: Computer Technologies, Automatic Control & Radioelectronics, 2008, iss. 8, no. 17 (117), pp. 41-44. (Rus.)

Nagorrnaya A.N., Panferov V.I., Pashnina Ye.Yu. Modelirovanie i upravlenie teplovym rezhimom zdaniia. Materialy Mezhd. nauch.-tekh. konf. «Teoreticheskiye osnovy teplogazosnabzheniya i ventilyatsii» [Modeling and control of the thermal regime of the building. Proceedings of the Int. Sci.-Tech. Conf. «Theoretical Foundations of Heat and Gas Supply and Ventilation»]. Moscow, 2005, pp. 94-98. (Rus.)

Bekman G., Gilli P.V. Teplovoye akkumulirovaniye energii [Thermal energy storage]. Moscow, Mir Publ., 1987. 269 p. (Rus.)

Levenberg V.D., Tkach M.R., Gol’strem V.A. Akkumulirovaniye tepla [Heat storage]. Kiev, Tekhnika Publ., 1991. 111 p. (Rus.)

Kukolev M.I. Osnovy proyektirovaniya teplovykh nakopiteley energii [Fundamentals of de-signing thermal energy storage]. Petrozavodsk, 2001. 238 p. (Rus.)

Sotnikova, O.A., Turbin V.S., Grigor'yev V.A. Akkumulyatory teploty teplogeneriruyush-chikh ustanovok sistem teplosnabzheniya [Accumulators of heat of heat-generating installations of heat supply systems]. AVOK – ABOK, 2003, no. 5, pp. 40-45. Available at : https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2121. (Rus.)

Andryushchenko A.I. Osnovy termodinamiki tsiklov teploenergeticheskikh ustanovok: uch. posobiye [Fundamentals of thermodynamics of cycles of heat power plants: tutorial]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1985. 320 p. (Rus.)

Semenenko N.A., Kuperman L.I., Romanovskiy S.A., Itskovich N.M., Sidel’kovskiy L.N., Vukovich L.K. Vtorichnyye energoresursy i energotekhnologicheskoye kombinirovaniye v promyshlennosti [Secondary energy resources and energy-technological combination in industry]. Kiev, Vishcha shkola Publ., 1979. 296 p. (Rus.)