ОЦІНКА ТЕРМОДИНАМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА ДЛЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ПІДПРИЄМСТВ МОРСЬКОГО ТРАНСПОРТУ
Анотація
Вступ. У статті розглядається проблема використання геотермальних теплових насосів (ГТН), що працюють на альтернативних джерелах енергії для теплопостачання підприємств морського транспорту. Для теплопостачання підприємств морського транспорту використовують ГТН з низькопотенційною теплотою джерел, повітря, водойм і надр землі. Метою роботи є оцінка термодинамічної ефективності ГТН при використанні їх на підприємствах морського транспорту та морських портах. Результати. Виконано термодинамічний аналіз ефективності та характеристик ГТН, що працюють з різними джерелами низькопотенційної теплоти. Визначено фактори, які впливають на енергетичну ефективність ГТН, оцінені особливості роботи ґрунтових, водяних та повітряних ГТН для південних кліматичних умов України. Проаналізовано вплив тривалості температур повітря різних величин на теплопродуктивність ГТН. Для підвищення ефективності роботи теплонасосної системи запропоновано схему вилучення низькопотенційної теплоти з використанням ґрунтового ТН і повітряного теплообмінника. На підставі проведених досліджень встановлено, що пере- вагою повітря як теплоносія є те, що повітряні ГТН можуть працювати практично повсюди. Новітнім способом підвищення ефективності ГТН є комбіноване використання низькопотенційної теплоти ґрунту і повітря та забезпечує високу теплопродуктивність ГТН протягом всього року і має більш високий показник енергетичної ефективності у порівнянні з традиційними системами теплопостачання. ГТН мають значну перевагу перед іншими теплоенергетичними системами та установками. Вони споживають енергію поновлюваних джерел при зниженні витрат на електропостачання більш, ніж в половину. Висновки. Викорисання ГТН для утилізації низькопотенційних теплових потоків економічно вигідно. Термодинамічний аналіз ефективності ГТН для систем теплопостачання показує, що в сучасних економічних умовах тенденція систем теплопостачання може розвиватися в наступних напрямках: застосування парокомпресійних ТН, використання вторинних енергоресурсів промислових підприємств морського транспорту. Застосування даних заходів може суттєво підвищити економічні і теплотехнічні характеристики теплопостачального обладнання для будівель підприємств морського транспорту.
Завантаження
Посилання
2. Безродний М.К., Пуховий І.І., Кутра Д.С. Теплові насоси та їх використання. Навчальний посібник. Київ: НТУУ «КПІ». 2013. 312 с.
3. Остапенко О.П. Холодильна техніка та технологія. Теплові насоси. Навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ. 2015.123 с.
4. Арсеньєв В.М., Мелейчук С.С. Теплові насоси: основи теорії і розрахунку. Навчальний посібник. Суми. СДУ. 2018. 364с.
5. Арсеньев В.М. Теплонасосная технология енергозбереження. Суми: Вид-во СДУ. 2009. 251 с.
6. Босий М.В., Кузик О.В. Теплові насоси для опалення та гарячого водопостачання. Findings of modern engineering research and developments: Scientific monograph. Riga, Latvia: «Baltija Publishing», 2022, P. 24–40. http://baltijapublishing.lv/omp/index.php/bp/catalog/book/217
7. Пісарев В.Є. Теплові насоси та холодильні установки. Навчальний посібник. К: КНУБА. 2002.124с.
8. Снєжкін Ю.Ф., Чалаєв Д.М., Шаврін В.С., Дабіжа Н.О. Теплові насоси в системах теплохолодопостачання. Mонографія. Під. ред. акад. НАН України А.А. Долінського; НАН України, Ін-т техн. теплофізики. К: 2008. 104 с.
9. Безродний М.К., Притула Н.О. Енергетична ефективність теплонасосних схем теплопостачання. Mонографія. К: НТУУ «КПІ». 2012. 208 с.
10. Шевель В.И. Работа компрессоров серийного исполнения на смеcи пропан-бутан в теплонасосном режиме работы. Компрессорная техника и пневматика в ХХI веке: ХІІІ Международная научно-техническая конференция по компрессоростроению. Сумы: СумГУ. 2004. С. 239–244.
11. Хмельнюк М.Г., Мартынюк М.О. Повышение эффективности установки низкотемпературной конденсации природного газа. Одесса: ОДАХ. Технические газы. № 4. 2008. С. 30–35.
12. Босий М.В., Кузик О.В. Ефективність циклу теплового насоса для теплопостачання. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 136–142. http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/ handle/123456789/10447
13. Босий M.В. Термодинамічна енергоефективність геотермального теплового насоса на грунтових водах. Moderní aspekty vědy: XX. Díl mezinárodní kolektivní monografie. Mezinárodní Ekonomický Institut s.r.o. Česká republika: Publishing Group „ Vědecká perspektiva “, 2022. str. 556–568. http://perspectives.pp.ua/public/site/mono/monography-20.pdf
14. Босий М.В. Теплові насоси – енергоефективне відновлювальне екологічне чисте джерело теплоти. Moderní aspekty vědy: XXІ Díl mezinárodní kolektivní monografie Mezinárodní Ekonomický Institut s.r.o.Česká republika: Publishing Group “Vědecká perspektiva”, 2022, Р. 357–380. http://perspectives.pp.ua/public/site/mono/monography-21.pdf
15. Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов. Одесса: Студия «Негоциант». 2006. 712 с.
16. Ткаченко С.Й., Остапенко О.П. Парокомпресійні теплонасосні установки в системах теплопостачання. Монографія. Вінниця: ВНТУ. 2009. 176 с.
17. Арсеньев В.М., Гречаненко В.А. Эксергетическая оценка эффективности теплонасосной технологии энергосбережений. Вісник Сумського державного університету. 2002. №9(42). С. 81–85.
18. Босий М.В., Кропівний В.М., Кузик О.В., Кропівна А.В, Молокост Л.А Термодинамічна енергоефективність парокомпресійного теплового насоса на грунтових водах. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Кропивницький. 2022, вип. 5(36), ч. І. С. 47–54. http://mapiea.kntu.kr.ua/archive/36_I.html
19. Босий М.В., Кропівний В.М., Кузик О.В. Термодинамічне дослідження циклу теплового насосу «грунт-вода» для системи опалення приміщення. Науковий журнал Вісник Кременчуцького національного університету ім. М. Остроградського. Кременчук: №1(132), 2022. С. 165–172. DOI: https://doi.org/10.32782/1995-0519.2022.1.22. http://visnikkrnu.kdu.edu.ua/pravila.php
20. Сірко З.С., Коренда В.А., Вишняков І.Ю., Протасов О.С., Охріменко С.М., Цірень Н.Л. Використання теплових насосів для опалення та гарячого водопостачання будівель підприємств на прикладі установок Helioterm. Наукові доповіді НУБіП України. Техніка і енергетика АПК. № 5 (87). 2020.
21. Босий М.В. Енергетична ефективність повітряного теплового насоса на екологічно чистому робочому тілі пропані // Науковий журнал «Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського». Серія: Технічні науки». Київ: Том 33 (72), № 4, 2022. С. 144–148. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.4/22. https://tech.vernadskyjournals.in.ua/33-72-4
22. Босий М.В., Лисенко А.Я., Мануйлович В.В., Панішко О.В. Ефективність циклу геотермального теплового насосу. V Міжнародна науково-практична конференція «Актуальні питання сучасної науки, суспільства та освіти». The 5th International scientific and practical conference «Topical issues of modern science, society and education» (November 28–30, 2021) SPC «Sci-conf.com.ua», Kharkiv, Ukraine. 2021. 2101 p., с. 418–422. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/ TOPICAL-ISSUES-OF-MODERN-SCIENCE-SOCIETY-AND-EDUCATION- 28-30.11.21.pdf
23. Босий М.В., Лисенко А.Я., Мануйлович В.В., Баркар М.М. Термодинамічна енергоефективність геотермального теплового насоса «вода- вода». The 3rd International scientific and practical conference “Modern science: innovations and prospects” (December 5–7, 2021) SSPG Publish, Stockholm, Sweden. 2021. 1036 p. ISBN 978-91-87224-02-7. https://sciconf. com.ua/wp-content/uploads/2021/12/MODERN-SCIENCE-INNOVATIONS- AND-PROSPECTS-5-7.12.21.pdf
24. Босий М.В., Лисенко А.Я., Мануйлович А.В., Панішко О.В., Баркар М.М. Геотермальний тепловий насос «грунт-вода». The 2nd International scientific and practical conference – “Modern research in world science” (May 15–17, 2022) SPC – “Sci-conf.com.ua”, Lviv, Ukraine. 2022. P.406-413. ISBN 978-966-8219-86-3. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/05/ MODERN-RESEARCH-IN-WORLD-SCIENCE-15-17.05.22.pdf
25. Босий М.В., Боса О.А., Лисенко А.Я., Мануйлович В.В., Бєльченков Є.В., Шевченко О.А., Герасименко І.О. Термодинамічне дослідження циклу теплового насоса «грунт-вода». The 11th International scientific and practical conference “Eurasian scientific discussions” (November 21–23, 2022) Barca Academy Publishing, Barcelona, Spain. 2022. p. 97–103. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/11/ EURASIAN-SCIENTIFIC-DISCUSSIONS-21-23.11.22.pdf
26. Босий М.В., Боса О.А., Лисенко А.Я., Мануйлович А.В., Бєльченков Є.В., Шевченко О.А., Герасименко І.О. Енергоефективність циклу теплового насоса «грунт-вода». The 1st International scientific and practical conference “Scientific research in the modern world” (November 9-11, 2022) Perfect Publishing, Toronto, Canada. 2022. p. 303–309. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/11/SCIENTIFICRESEARCH- IN-THE-MODERN-WORLD-9-11.11.22.pdf
27. Босий М.В., Боса О.А., Лисенко А.Я., Мануйлович А.В., Бєльченков Є.В., Ботнаренко В.О., Авраменко Є.В. Тепловий насос «грунт-вода». The 3rd International scientific and practical conference “Science and technology: problems, prospects and innovations” (December 14–16, 2022) CPN Publishing Group, Osaka, Japan. 2022. С. 163–168. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/12/ SCIENCE-AND-TECHNOLOGY-PROBLEMS-PROSPECTS-ANDINNOVATIONS- 14-16.12.22.pdf
