ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕПЛОВОГО НАСОСА «ВОДА – ВОДА» ДЛЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ПІДПРИЄМСТВ МАШИНОБУДУВАННЯ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Анотація
Вступ. У статті розглядається проблема застосування теплового насоса «вода – вода» (ТН «вода – вода»), який працює на альтернативних джерелах енергії, для теплопостачання та гарячого водопостачання будівель підприємств машинобудування у виробництві конструкційних матеріалів. Тепловий насос «вода – вода» у своїй роботі може використовуввати низькопотенційну теплоту води річок, озер, підземних вод. Метою роботи є термодинамічне обґрунтування та дослідження доцільності використання теплового насоса на підприємствах машинобудування під час виробництва конструкційних матеріалів. Результати. Виконано аналіз термодинамічних характеристик теплових насосів «вода – вода», що працюють з водним джерелом низькопотенційної теплоти. Визначено чинники, які впливають на енергетичну ефективність теплових насосів «вода – вода», оцінені особливості роботи водяних теплових насосів для підприємств машинобудування у виробництві конструкційних матеріалів. Для підвищення термодинамічної ефективності роботи системи теплопостачання підприємств машинобудування під час виробництва конструкційних матеріалів запропоновано схему вилучення низькопотенційної теплоти з використанням теплових насосів «вода – вода». На підставі проведених досліджень установлено, що перевагою води як теплоносія є те, що теплові насоси «вода – вода» можуть працювати практично повсюди. Натепер перспективним способом підвищення ефективності системи теплопостачання підприємств машинобудування у виробництві конструкційних матеріалів є використання теплового насоса «вода – вода» за річного циклу його роботи. Тому теплонасосна система «вода – вода» забезпечує високу теплопродуктивність протягом усього року та має вищий показник енергетичної ефективності порівняно із традиційними установками. Теплові насоси «вода – вода» мають значну перевагу перед іншими теплоенергетичними установками. Теплові насоси «вода – вода» споживають енергію відновлювальних джерел і знижують витрати на електропостачання. Висновки. Застосування теплових насосів «вода – вода» для утилізації низькопотенційної теплової енергії ґрунтових вод економічно вигідно, тому що вартість теплопостачання тепловим насосом становить 7 980 гривень на рік для житлового будинку площею 100 м2. Аналіз термодинамічної ефективності систем теплопостачання показує, що використання низькопотенційного джерела тепоти ґрунтових вод має переваги над джерелами теплоти ґрунту та повітря. У сучасних економічних умовах тенденція систем теплопостачання підприємств машинобудування під час виробництва конструкційних матеріалів може розвиватися в таких напрямах: застосування парокомпресійного теплового насоса «вода – вода», який має коефіцієнт трансформації теплоти 3,15 і ексергетичний ККД ТН 32%, використання вторинних енергоресурсів підприємств машинобудування у виробництві конструкційних матеріалів, а також можливе підвищення теплотехнічних характеристик машинобудівних будівель.
Завантаження
Посилання
2. Маляренко В.А., Лисак Л.В. Енергетика, довкілля, енергозбереження. Харків : Рубікон, 2004. 368 с.
3. Теплові насоси та їх використання : навчальний посібник / М.К. Безродний та ін. Київ : НТУУ «КПІ», 2013. 312 с.
4. Остапенко О.П. Холодильна техніка та технологія. Теплові насоси : навчальний посібник. Вінниця : ВНТУ, 2015. 123 с.
5. Арсеньєв В.М., Мелейчук С.С. Теплові насоси: основи теорії і розрахунк : навчальний посібник. Суми : СДУ, 2018. 364 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. URL: http://baltijapublishing.lv/omp/index.php/bp/catalog/book/217.
7. Пісарев В.Є. Теплові насоси та холодильні установки : навчальний посібник. Київ : КНУБА, 2002. 124 с.
8. Теплові насоси в системах теплохолодопостачання : монографія / Ю.Ф. Снєжкін та ін. ; за ред. А.А. Долінського ; НАН України, Ін-т техн. теплофізики. Київ, 2008. 104 с.
9. Безродний М.К., Притула Н.О. Енергетична ефективність теплонасосних схем теплопостачання : монографія. Київ : НТУУ «КПІ», 2012. 208 с.
10. Босий М.В., Кузик О.В. Ефективність циклу теплового насоса для теплопостачання. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3 (34). С. 136–142. URL: http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/10447.
11. Босий M.В. Термодинамічна енергоефективність геотермального теплового насоса на ґрунтових 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. URL: http://perspectives.pp.ua/public/site/mono/monography-20.pdf.
12. 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. URL: http://perspectives.pp.ua/public/site/mono/monography-21.pdf.
13. Ткаченко С.Й., Остапенко О.П. Парокомпресійні теплонасосні установки в системах теплопостачання : монографія. Вінниця : ВНТУ, 2009. 176 с.
14. Термодинамічна енергоефективність парокомпресійного теплового насоса на грунтових водах / М.В. Босий та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Кропивницький, 2022. Вип. 5 (36). Ч. І. С. 47–54. URL: http://mapiea.kntu.kr.ua/archive/36_I.html.
15. Термодинамічне дослідження циклу теплового насосу «ґрунт – вода» для системи опалення приміщення / М.В. Босий та ін. Вісник Кременчуцького національного університету імені М. Остроградського. 2022. № 1 (132). С. 165–172. https://doi.org/10.32782/1995-0519.2022.1.22. 16. Використання теплових насосів для опалення та гарячого водопостачання будівель підприємств на прикладі установок Helioterm /З.С. Сірко та ін. Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України. Техніка і енергетика агропромислового комплексу. 2020. № 5 (87).
17. Босий М.В. Енергетична ефективність повітряного теплового насоса на екологічно чистому робочому тілі пропані. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія «Технічні науки». 2022. Т. 33 (72). № 4. С. 144–148. https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.4/22.
18. Ефективність циклу геотермального теплового насосу / М.В. Босий та ін. Актуальні питання сучасної науки, суспільства та освіти : V Міжнародна науково-практична конференція. The 5th International scientific and practical conference “Topical issues of modern science, society and education”, November 28–30, 2021. Kharkiv, Ukraine, 2021. 2101 p. P. 418–422. URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/TOPICAL-ISSUES-OF-MODERN-SCIENCESOCIETY-AND-EDUCATION-28-30.11.21.pdf.
19. Термодинамічна енергоефективність геотермального теплового насоса «вода – вода» / М.В. Босий та ін. Modern science: innovations and prospects : The 3’rd International scientific and practical conference, December 5–7, 2021. SSPG Publish, Stockholm, Sweden. 2021. 1036 p. ISBN 978-91-87224-02-7. URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/MODERN-SCIENCE-INNOVATIONSAND-PROSPECTS-5-7.12.21.pdf.
20. Геотермальний тепловий насос «ґрунт – вода» / М.В. Босий та ін. Modern research in world science : The 2’nd International scientific and practical conference, May 15–17, 2022. SPC – “Sci-conf.com.ua”. Lviv, Ukraine, 2022. P. 406–413. ISBN 978-966-8219-86-3. URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/05/MODERNRESEARCH-IN-WORLD-SCIENCE-15-17.05.22.pdf.
21. Оцінка термодинамічної ефективності геотермального теплового насоса для теплопостачання підприємств морського транспорту / М.В. Босий та ін. Розвиток транспорту. 2023. № 1 (16). С. 9–24. https://doi.org/10.33082/td.2023.1-16.01.
22. Оцінка ефективності використання теплового насоса та традиційних систем теплопостачання / М.В. Босий та ін. Вісник Кременчуцького національного університету імені М. Остроградського. 2023. Випуск 1 (1356). С. 11–21. URL: http://visnikkrnu.kdu.edu.ua/visnik.php?id_nom=60 http://visnikkrnu.kdu.edu.ua/statti/2023_1_1.pdf.
