Автоматизована методика розрахунку параметрів для нетрадиційної технології теплофікаційного режиму гідроакумулюючої станції
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2023-1-4Ключові слова:
Тепловий насос, тепловий акумулятор, автоматизація, енергозбереження, гідроакумулююча електростанція, теплова потужністьАнотація
Мета роботи. Обґрунтування раціональних параметрів теплових насосів та теплових акумуляторів для забезпечення ефективної роботи ГАЕС в теплофікаційному режимі. Розробка автоматизованої методики розрахунку раціональних параметрів для комплексної системи ГАЕС, що працює в теплофікаційному режимі.
Методи дослідження. Математичний аналіз та моделювання.
Отримані результати. Використовуючи розроблену автоматизовану методику розрахунку було проаналізовано та визначено, що пропускання через тепловий насос повного потоку води, що проходить крізь гідроагрегат недоцільне та неефективне, тому що енерговитрати в компресорі теплового насосу в рази перевищують витрати гідроагрегату в насосному режимі, що знецінює запропонований захід як енергозберігаючий.
Застосування теплового насосу та теплового акумулятора на ГАЕС для потреб гарячого водопостачання дозволить на третину зекономити витрати умовного палива у порівнянні з котельним агрегатом.
Розроблена автоматизована методика дозволяє обчислювати граничні та раціональні значення конструктивних та режимних параметрів теплового насосу та теплового акумулятору, які забезпечують теплофікаційний режим роботи ГАЕС для забезпечення потреб гарячого водопостачання.
Наукова новизна. Розроблено автоматизовану методику розрахунку параметрів комплексної системи
ГАЕС, що працює в теплофікаційному режимі. Введено поняття граничної теплової потужності гарячого водопостачання теплового насосу Qгр. Введено поняття раціональної теплової потужності гарячого водопостачання теплового насосу Qрац. Крім граничного та раціонального режимів, розроблена методика дозволяє розраховувати усі параметри теплового насосу та теплового акумулятору, що забезпечують теплофікаційний режим ГАЕС, для довільних значень теплової потужності гарячого водопостачання, з подальшим порівнянням та аналізом досліджуваних режимів й вибором найбільш перспективного.
Практична цінність. Обґрунтовано технологію застосування теплового насосу та теплового акумулятора для переводу функціонування ГАЕС в теплофікаційний режим (гаряче водопостачання житлових будівель). Доведено можливість економії умовного палива при застосуванні запропонованої технології.
Посилання
Olishevskyi, H., & Olishevskyi, I. (2017). Justifica-tion of the method of heat utilization of the air con-ditioning system for the heat pump heating system. Information systems, mechanics and control, (17), 86–94. https://doi.org/10.20535/2219-3804172017102874
Olishevskyi, H., & Olishevskyi, I. (2014). Obgruntu-vannja zastosuvannja teplonasosnogo obladnannja dlja teplofіkacіjnogo rezhimu kondensacіjnih el-ektrostancіj. Vіsnik Dnіpropetrovs'kogo unіversitetu, (22), 135-140. URL: http://rocketspace.dp.ua/index.php/rst/issue/view/2
Olishevskyi, H., & Olishevskyi, I. (2015). Obgruntu-vannja zastosuvannja teplonasosnogo obladnannja dlja utilіzacії teplovih vtrat v silovih transformato-rah velikoї potuzhnostі / H.S. Olіshevskyi, І.H. Olіshevskyi // Vіsnik Dnіpropetrovs'kogo unіversite-tu, (23), 131–136. URL: http://rocketspace.dp.ua/index.php/rst/issue/view/4
Olishevskyi I.H. (2015). Obgruntuvannja racіonal'noї shemi teplonasosnoї sistemi opalennja. Mehanіka gіroskopіchnih system, (30), 26–35. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/mgs_2015_30_5 DOI: http://dx.doi.org/10.20535/0203-377130201573171
Tkachenko S.J., Ostapenko O.P. (2009). Parokom-presіjnі teplonasosnі ustanovki v sistemah tep-lopostachannja: monografіja. Vіnnicja : VNTU.
Zakon Ukraїni №1959-VIII vіd 21.03.2017 «Pro vnesennja zmіn do Zakonu Ukraїni «Pro tep-lopostachannja» shhodo stimuljuvannja virobnic-tva teplovoї energії z al'ternativnih dzherel energії».
Tkachuk K.K.. (2015). Perspektivi zastosuvannja teplovih nasosіv v Ukraїnі, Vіsnik NTUU “KPІ”, (27), 144–153.
Arsen'ev V.M., Melejchuk S.S. (2018). Teplovі naso-si: osnovi teorії і rozrahunku. SDU.
Ostapenko, O. P., Leshhenko, V. V., & Tіhonenko, R. O. (2014). Energetichna efektivnіst' parokom-presіjnih teplovih nasosіv z elektrichnim ta kogener-acіjnim privodami.
Jin, T. (2022). Improving Korean Energy Efficiency Resource Standards to Vitalize Energy Efficiency Investment. Journal of Energy Engineering, 31(2), 87–97. https://doi.org/10.5855/energy.2022.31.2.087.
Fan, J., Sun, F. Z., & Gao, M. (2013). Experimental Research on a Heat Pump Water Heater Using Low Pressure Steam as Heat Source. Advanced Materials Research, 805-806, 637–644. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.805-806.637.
Aguilar, F., Crespí-Llorens, D., Aledo, S., & Quiles, P. V. (2021). One-Dimensional Model of a Compact DHW Heat Pump with Experimental Validation. Energies, 14(11), 2991. http://dx.doi.org/10.3390/en14112991.
Ding, D. F., Chai, J. H., Wang, L. F., & Chen, W. (2013). An Experimental Research on a Phase Change Heat-Storage-Type Heat Pump Water Heater. Applied Mechanics and Materials, 448-453, 3413–3416. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.448-453.3413.
Zhou, Z. X. (2014). Statistical Analyses on Usage of Water Heater in Urban Residential Buildings. Ap-plied Mechanics and Materials, 521, 748–751. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.521.748.
Zhao, Z., Zhang, Y., Mi, H., Zhou, Y., & Zhang, Y. (2018). Experimental Research of a Water-Source Heat Pump Water Heater System. Energies, 11(5), 1205. https://doi.org/10.3390/en11051205
Pérez-Lombard, L., Ortiz, J., Coronel, J. F., & Maes-tre, I. R. (2011). A review of HVAC systems re-quirements in building energy regulations. Energy and Buildings, 43(2-3), 255–268. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.10.025
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Illia Olishevskyi, Oleksandr Gusev, Hennadii Olishevskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
