Научная статья на тему 'ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
189
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА / ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ / ЭКОЛОГИЯ / КОЭФФИЦИЕНТ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Финиченко Александра Юрьевна, Глухова Мария Викторовна, Глухов Сергей Витальевич

В статье рассматривается вопрос применения и использования теплонасосных установок как низкопотенциального источника тепловой энергии для обеспечения потребителей тепловой энергией в системе отопления здания. На сегодняшний день одним из экологичных и экономичных альтернативных источников тепловой энергии является теплонасосная установка. Использование данных устройств позволит сократить выбросы СО2. Перечислены основные преимущества и недостатки, появляющиеся при эксплуатации тепловых насосов. По результатам испытаний котлов, использующих органические виды топлива (уголь, мазут, природный газ), и низкопотенциальных источников тепла с электроприводом построены зависимости коэффициента трансформации тепла теплового насоса и КПД котлов, работающих на органических видах топлива, от затрат условного топлива на единицу отпущенной энергии. Определен коэффициент трансформации тепла теплонасосных установок в интервале изменения рабочих параметров 3,0 < μ < 5,0. Построен график зависимости коэффициента преобразования энергии от температуры теплоносителя в системе отопления и температуры окружающей среды. Предложена принципиальная схема присоединения теплонасосной установки в систему отопления здания. Проведены исследования в период с первого по 21 апреля 2021 г. в лабораторной аудитории учебного корпуса ОмГУПСа и зафиксированы показания основных параметров работы теплонасосной установки с тепловым насосом Vitocal 242-S. По полученным результатам основных параметров рассчитаны тепловая нагрузка на систему отопления помещения, температура теплоносителя в подающем трубопроводе, величина потребляемой электроэнергии тепловым насосом, коэффициент преобразования СОР. Оценены оптимальные значения для данной теплонасосной установки при заданных режимах работы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USE OF HEAT PUMP PLANTS TO PROVIDE CONSUMERS WITH THERMAL ENERGY

The article deals with the application and use of heat pump installations as a low-potential source of heat energy to provide consumers with heat energy in the building heating system. Today, one of the most environmentally friendly and economical alternative sources of thermal energy is a heat pump unit. The use of these devices will reduce CO2 emissions. The main advantages and disadvantages that appear during the operation of heat pumps are listed. Based on the results of tests of boilers using organic fuels (coal, fuel oil, natural gas)and low-potential heat sources with an electric drive, the dependences of the heat transformation coefficient of the heat pump and the efficiency of boilers operating on organic fuels on the cost of conventional fuel per unit of released energy are constructed. The coefficient of heat transformation of heat pump installations in the range of changes in operating parameters 3,0 < µ < 5,0 is determined. A graph of the dependence of the energy conversion coefficient on the temperature of the heat carrier in the heating system and the ambient temperature is constructed. A schematic diagram of the connection of a heat pump installation to the building heating system is proposed. Studies were conducted in the period from April 1 to April 21, 2021 in the laboratory auditorium of the educational building of OmGUPSa and the readings of the main parameters of the operation of the heat pump unit with the Vitocal 242-S heat pump were recorded. Based on the results of the main parameters, the following are calculated: the thermal load on the room heating system; the temperature of the coolant in the supply pipeline; the amount of electricity consumed by the heat pump; the conversion coefficient of the COР. The optimal values for this heat pump unit under the specified operating modes are estimated.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ»

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Ли Тэк Енг

Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС).

Серышева ул., д. 47, г. Хабаровск, 680021, Российская Федерация.

Аспирант кафедры «Технология транспортных процессов и логистика», ДВГУПС.

Тел.: +7 (999) 794-40-51.

E-mail: emyahoo21@nate. com

Lee Taek Young

Far Eastern State Transport University (FESTU).

47, Serysheva st., Khabarovsk, 680021, the Russian Federation.

Postgraduate student of the department «Technology of Transport Processes and Logistics», FESTU. Phone: +7 (999) 794-40-51. E-mail: emyahoo21@nate. com

Король Роман Григорьевич

Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС).

Серышева ул., д. 47, г. Хабаровск, 680021, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология транспортных процессов и логистика», ДВГУПС.

Тел.: +7 (4212) 40-76-28. E-mail: kingkhv27@mail.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Korol Roman Grigorievich

Far Eastern State Transport University (FESTU).

47, Serysheva st., Khabarovsk, 680021, the Russian Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Technology of Transport Processes and Logistics», FESTU.

Phone: +7 (4212) 40-76-28. E-mail: kingkhv27@mail.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Ли, Т. Е. Развитие транспортного узла Пусан для организации транскорейских железнодорожных перевозок / Т. Е. Ли, Р. Г. Король. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. -№ 1 (45). - С. 122 - 133.

Lee T. Y., Korol R. G. Busan transport hub development for trans-korean railway transportation. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 1 (45), pp. 122 -133 (In Russian).

УДК 621.8.035

А. Ю. Финиченко, М. В. Глухова, С. В. Глухов

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ

Аннотация. В статье рассматривается вопрос применения и использования теплонасосных установок как низкопотенциального источника тепловой энергии для обеспечения потребителей тепловой энергией в системе отопления здания. На сегодняшний день одним из экологичных и экономичных альтернативных источников тепловой энергии является теплонасосная установка. Использование данных устройств позволит сократить выбросы СО2. Перечислены основные преимущества и недостатки, появляющиеся при эксплуатации тепловых насосов. По результатам испытаний котлов, использующих органические виды топлива (уголь, мазут, природный газ), и низкопотенциальных источников тепла с электроприводом построены зависимости коэффициента трансформации тепла теплового насоса и КПД котлов, работающих на органических видах топлива, от затрат условного топлива на единицу отпущенной энергии. Определен коэффициент трансформации тепла теплонасосных установок в интервале изменения рабочих параметров 3,0 < ц < 5,0. Построен график зависимости коэффициента преобразования энергии от температуры теплоносителя в системе отопления и температуры окружающей среды. Предложена принципиальная схема присоединения теплона-сосной установки в систему отопления здания. Проведены исследования в период с первого по 21 апреля 2021 г. в лабораторной аудитории учебного корпуса ОмГУПСа и зафиксированы показания основных параметров работы теплонасосной установки с тепловым насосом Vitocal 242По полученным результатам основных параметров рассчитаны тепловая нагрузка на систему отопления помещения, температура теплоносителя в подающем трубопроводе, величина потребляемой электроэнергии тепловым насосом, коэффициент преобразования СОР. Оценены оптимальные значения для данной теплонасосной установки при заданных режимах работы.

Ключевые слова: теплонасосная установка, тепловая энергия, экология, коэффициент преобразования.

№ 1(45) 2021

Aleksandra U. Finichenko, Maria V. Glukhova, Sergey V. Glukhov

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

USE OF HEAT PUMP PLANTS TO PROVIDE CONSUMERS WITH THERMAL ENERGY

Abstract. The article deals with the application and use of heat pump installations as a low-potential source of heat energy to provide consumers with heat energy in the building heating system. Today, one of the most environmentally friendly and economical alternative sources of thermal energy is a heat pump unit. The use of these devices will reduce CO2 emissions. The main advantages and disadvantages that appear during the operation of heat pumps are listed. Based on the results of tests of boilers using organic fuels (coal, fuel oil, natural gas)and low-potential heat sources with an electric drive, the dependences of the heat transformation coefficient of the heat pump and the efficiency of boilers operating on organic fuels on the cost of conventional fuel per unit of released energy are constructed. The coefficient of heat transformation of heat pump installations in the range of changes in operating parameters 3,0 < ц < 5,0 is determined. A graph of the dependence of the energy conversion coefficient on the temperature of the heat carrier in the heating system and the ambient temperature is constructed. A schematic diagram of the connection of a heat pump installation to the building heating system is proposed. Studies were conducted in the period from April 1 to April 21, 2021 in the laboratory auditorium of the educational building of OmGUPSa and the readings of the main parameters of the operation of the heat pump unit with the Vitocal 242-S heat pump were recorded. Based on the results of the main parameters, the following are calculated: the thermal load on the room heating system; the temperature of the coolant in the supply pipeline; the amount of electricity consumed by the heat pump; the conversion coefficient of the COP. The optimal values for this heat pump unit under the specified operating modes are estimated.

Keywords: heat pump unit, thermal energy, ecology, conversion factor.

Одним из основных источников загрязнения являются различного рода электростанции. Например, ТЭЦ средней мощности в течение часа выбрасывает в атмосферу около 7 млн м газа, содержащего в себе 2500 т углекислого газа, 40 т сернистого ангидрида, 10 т оксидов азота и др. Все это крайне негативно сказывается на экологии нашей планеты.

Альтернативные источники энергии позволяют сократить выброс вредных веществ в атмосферу или вовсе избежать их. Но не все такие источники имеют высокий коэффициент полезного действия: ветряные мельницы (самая мощная - до 1550 МВт, средние - 80 -100 МВт), гидроэлектростанции (малые - 5 МВт, средние - до 25 МВт и крупные -от 25 МВт), различные геотермальные источники относительно экологичны (элементы и соединения можно использовать в химической промышленности) - от 3000 МВт в США и до 500 МВт в Японии), солнечные панели (как на принципе фотоэффекта, так и на разогреве воды), солнечные коллекторы (мощность зависит от рабочей площади, в среднем дневная сумма солнечного излучения составляет 4 - 6 кВт ч/м ).

В настоящее время одним из экологичных и экономичных альтернативных источников тепловой энергии является теплонасосная установка (ТНУ). Использование данных устройств позволит сократить выбросы СО2, а следовательно, и уменьшить парниковой эффект планеты. Средний КПД ТНУ составляет около 67 %, и у ТНУ нулевой выброс вредных веществ в атмосферу [ 1].

Рабочий процесс ТНУ состоит в следующем. Источник низкопотенциального тепла (грунт, грунтовые воды, воздух) передает тепло рабочему телу теплового насоса (незамерзающая жидкость с низкой температурой кипения), при этом охлаждаясь на несколько градусов. При циркуляции по контуру жидкость вновь получает тепло от низкопотенциального источника тепла и нагревается на несколько градусов, и цикл нагрева рабочего тела теплового насоса повторяется. Получив тепло, рабочее тело теплового насоса испаряется, так как имеет низкую температуру кипения. Полученный газ сжимается компрессором теплового насоса, при этом его температура значительно повышается. Далее нагретый газ отдает тепло потребителю (нагрев воды, воздуха, отопительные системы), его температура понижается, в результате чего он конденсируется. Так как давление газа все еще остается высоким, он имеет более высокую температуру конденсации. Далее путем дросселирования давление

134 ИЗВЕСТИЯ Трансей§а |N; ^

конденсата понижается. На выходе жидкость имеет более низкую температуру, чем источник тепла, поэтому цикл повторяется [1, 2].

По результатам испытаний построены зависимости коэффициента трансформации тепла (ц) теплового насоса и КПД котлов, работающих на органических видах топлива (пк), от затрат условного топлива на единицу отпущенной энергии (Ъ) (рисунок 1).

Удельные затраты условного топлива на единицу отпущенной энергии Ь (см. рисунок 1) определяются по следующим выражениям [3]:

для котлов, использующих органические виды топлива (без учета вторичных затрат электроэнергии на работу дутьевых вентиляторов и шлако-удаления)-

(1)

40

60

80

кг'ГДж 120

Рисунок 1 - Корреляция удельных затрат условного топлива: 1 - котлы, использующие органические виды топлива (уголь, мазут, природный газ); 2 - низкопотенциальные источники тепла с электроприводом (Я = 0,1; ./ ' = 0,37)

Ьк =

^к • Я

для ТНУ с электроприводом -1+ Л

Ъ.. =

,ТЭС

(2)

м-д-п

где /;к - КПД котлоагрегата; д - 29,31 МДж/кг - количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой единицы вещества;

?7эТлЭС- КПД выработанной электроэнергии на ТЭС;

Я - составляющая потерь при передаче электроэнергии от источника до потребителя. Коэффициент трансформации тепла (коэффициент преобразования энергии)

QтНУ

М

( ^км + ^ )'

(3)

где QТНУ - выработка тепловой энергии от низкопотенциального источника потребителю, МДж;

^км + Лтр - общие затраты электроэнергии на работу компрессора и устройств, обеспечивающих подачу рабочего вещества цикла в испаритель ТНУ.

Как видно из рисунка 1, при коэффициенте трансформации тепла ТНУ в интервале изменения рабочих параметров 3,0 < ц < 5,0 затраты условного топлива много меньше, чем у котлов, работающих на твердом топливе. Это связано с тем, что основная часть тепловой энергии, выработанной ТНУ, составляет преобразованная на более высокий температурный уровень тепловая нагрузка некоторых местных альтернативных источников энергии, а также вторичных энергоресурсов (ВЭРов).

Однако тепловая энергетическая эффективность источников малой мощности не должна оцениваться как основной критерий экологической безопасности их использования.

График зависимости коэффициента преобразования энергии от температуры теплоносителя в системе отопления и температуры окружающей среды представлен на рисунке 2. Следует отметить, что при уменьшении необходимой температуры в системе отопления коэффициент преобразования (СОР) увеличивается и может достигать значительных показателей, следовательно, будет повышаться эффективность установки. Также можно отметить, что коэффициент трансформации зависит от температуры низкопотенциального источника тепла. Так, например, применение грунтового контура в системе теплонасосной установки в

ИЗВЕСТИЯ Транссиба

качестве низкопотенциального источника тепла является наиболее эффективным, так как грунт в отличие от воздуха имеет постоянную температуру выше 0 °С.

Тепловой насос может работать при температуре источника (наружного воздуха) до -20 °С, причем чем ниже температура источника тепла, тем ниже эффективность ТНУ. Ниже -20 °С ТНУ работать не может. Это ограничивает применение ТНУ с воздушным контуром в России в зимнее время года. Наиболее эффективным будет применение ТНУ в районах с более высокой среднегодовой температурой.

С точки зрения рациональности наиболее эффективным способом реализации энергии ТНУ является теплый пол, так как он требует наименьшей температуры (около 35 - 45 °С), тогда как фанкойл или радиатор требуют 50 - 55 °С. При направлении энергии на теплый пол коэффициент преобразования, или тепловой коэффициент, теплового насоса более высок, чем при использовании фанкойла.

Стоит отметить, что теплонасосная установка является дополнительным устройством, т. е. есть работает совместно с основным источником тепла. Для более эффективной работы основного источника тепла следует правильно выбрать внешний контур ТНУ согласно условиям среды проживания и задать наименьшую комфортную температуру. Положительными характеристиками теплонасосной установки являются ее экологичность и высокая экономичность, так как энергия затрачивается только на привод насоса, а теплота отбирается из восстанавливающихся естественным путем источников [3 - 5].

Для более корректного результата оценки установок по экологической безопасности необходимо учитывать определенные критерии оценки, такие как месторасположение источника выбросов вредных веществ при использования традиционных видов сырья и используемые виды топлива. Необходимо учитывать также высоты дымовых труб и заселенность ближайших территорий, моральный и физический износ промышленных котлов.

В нашей стране внедрение тепловых насосов носит единичный характер. Тем не менее с каждым годом тепловые насосы занимают более значимые позиции в системах теплоснабжения, успешно конкурируя с традиционными источниками энергии. Сегодня тепловой насос - это готовый продукт, достаточно широко представленный на рынке. В комплект поставки помимио основных технологических блоков входит и контроллер, управляющий работой теплового насоса и системой отопления.

Учитывая отсутствие собственного производства теплонаносного оборудования, отвечающего современным техническим, эксплуатационным и экономическим показателям, и наличие лишь фрагментарного частного использования тепловых насосов, естественно возникает проблема нехватки собственного положительного опыта в данной области. Необходим опыт проектных организаций, касающийся отопления на базе тепловых насосов, подбора теплонаносного оборудования в соответствии с географическими, климатическими и экономическими особенностями конкретных территорий. Отсутствие научных исследований, подкрепленных практическим опытом использования тепловых насосов, не позволяет получить широкомасштабное внедрение тепловых насосов в отечественном топливно-энергетическом комплексе (ТЭКе). На привлекательность тепловых насосов в регионе негативно влияют следующие факторы: технологии не адаптированы для климатических условий

Температура воздуха на входе

Рисунок 2 - График зависимости коэффициента преобразовании энергии от необходимой температуры

136 ИЗВЕСТИЯ Транссиба м;01415)

Сибири; отсутствие серийных поставок теплонасосного оборудования; отсутствие опыта и конкуренции проектно-изыскательских, строительно-монтажных и пусконаладочных работ в области источников тепла на базе тепловых насосов; не развита система сервиса; невозможна компоновка теплового насоса с традиционной системой отопления.

Для определения коэффициента преобразования СОР воздушного теплового насоса в период с 1-го по 21 апреля 2021 г. в лабораторной аудитории учебного корпуса ОмГУПСа зафиксированы показания основных параметров работы теплонасосной установки с тепловым насосом Уйоса! 242^ (рисунок 3).

Рисунок 3 - Лабораторная теплонасосная установка с тепловым насосом Укоса! 242^

В результате получены и рассчитаны следующие показатели: тепловая нагрузка на систему отопления помещения, в котором установлен тепловой насос; температура теплоносителя в подающем трубопроводе (11); величина потребляемой электроэнергии, фиксируемая двухта-рифным электросчетчиком; коэффициент преобразования СОР. Результаты расчета приведены в таблице 1, из данных которой видно, что тепловой насос работает с оптимальным коэффициентом преобразования, который находится в пределах 2,3 - 2,5.

Таблица 1 - Сводная таблица результатов исследования работы теплонасосной установки

Показатель потребления 1-е сутки 10-е сутки 20-е сутки Среднее за период

день ночь день ночь день ночь день ночь

Эл. энергия, кВгч 3,31 3,45 3,40 3,79 3,13 3,28 3,27 3,43

t °С ин. в. 7 ^ -5 -8 5 3 -2 -6 -0,67 -3,67

Т1, °С 40 38 36 35 39 38 38,33 37,00

Кол-во тепла Qот, кВт 8 8 8 8 8 8 8 8

Коэффициент преобразования СОР 2,42 2,32 2,35 2,11 2,56 2,44 2,44 2,33

Принципиальная схема работы теплонасосной установки, показанной на рисунке 3, в системе отопления здания представлена на рисунке 4. С помощью вентилятора 10 во внешний модуль 9 поступает воздух с температурой окружающий среды. В тепловом насосе 8 осуществляются перенос, трансформация и преобразование тепловой энергии рабочего тела. Нагретая до заданной температуры вода поступает в буферную емкость 5, из верхней части которой горячая вода подается в систему отопления здания, а затем она возвращается в нижнюю часть буферной емкости и далее поступает в тепловой насос для дальнейшего

№:0245) м^ттия тпянггиба 137

нагрева. Смесительным краном 2 осуществляется регулирование температуры теплоносителя, поступающего в устройство для обогрева помещения - фанкойл 1.

Рисунок 4 - Принципиальная схема работы теплонасосной установки в системе отопления здания: 1 - фанкойл; 2 - кран смесительный трехходовой; 3 - кран шаровый; 4 - насос циркуляционный; 5 - емкость буферная; 6 - клапан термической разгрузки; 7 - расширительный бак; 8 - внешний модуль;

9 - насосная станция; 10 - вентилятор; 11 - бойлер

В контуре ТНУ рабочим телом является низкокипящая жидкость. Выбор рабочего тела для эффективной работы теплонасосной установки имеет важное значение. Наиболее приемлем и с высокой производительностью применяется фреон Я22, хорошо проявивший себя в теплонасосных установках невысокой мощности при оптимальных температурах конденсации. Возможность рассмотрения его работы ограничивается температурой конденсации в 65 °С и невысокой критической температуры = 96,13 °С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Наиболее эффективные преимущества применения фреонов - безвредность, химическая инертность, слабая воспламеняемость и малая взрывоопасность [6].

Для определения эффективности применения теплового насоса в системе отопления здания необходимо опираться на рабочие температуры воды в системе теплоснабжения. При температуре конденсации рабочего вещества Я22 в +65 °С обеспечивается необходимый температурный перепад в +5 °С, который оптимально оправдывает уровень разности температур от рабочего тела к теплоносителю для системы отопления.

Тепловой расчет одноступенчатого теплового насоса для обеспечения необходимой температуры здания сводится к определению основных параметров: количества циркулирующего холодильного агента, теплового потока в конденсаторе и холодопроизводительности ТНУ.

Важнейшим параметром, характеризующим работу ТНУ, является температура в отопительном контуре, отдаваемая конденсатором. Если установка отдает такое же количество тепла, какое отводится от теплоносителя, то температура воды в системе отопления будет постоянной. Однако теплоотток может изменяться, и если теплоотдача останется неизменной, то будет изменяться и температура в системе отопления. Следовательно, температуру в системе отопления надо регулировать, изменяя теплопроизводительность так, чтобы в любой момент соблюдалось равенство между теплопритоком и теплооттоком.

Температура отапливаемого объекта находится в прямой зависимости от температуры теплоносителя в системе отопления отапливаемого объекта. Поэтому температура теплоносителя является основным параметром, характеризующим работоспособность теплонасосной установки.

Важным вопросом рассмотрения применения ТНУ в качестве источника тепла является применение современных аппаратов отопительной системы, например, таких как фанкойл,

чиллер, теплый пол и т. п., температурные значения подаваемой и отводимой воды которых не превышают 50 °С. Типы рекомендованных отопительных систем представлены в таблице 2.

Таблица - 2 Температурные значения подаваемой и отводимой воды в отопительной системе

Тип отопительной системы и температурные значения подаваемой и отводимой воды Температурный режим, °С Значения СОР

Системы с традиционными радиаторами 60 - 50 2,5

Системы напольного отопления 35 - 30 4,0

Вентиляционно-конвекторные системы 45 - 35 3,5

Как видно из данных таблицы 2, температурный режим подаваемой и отводимой воды в системе отопления здания имеет невысокие значения, что соответствует расчетным показателям теплоотдачи в конденсаторе ТНУ, а коэффициент преобразования энергии СОР находится в допустимых значениях, при которых можно рассматривать данный источник низкопотенциальной энергии.

Тепловые насосы обладают определенными преимуществами по сравнению с традиционными способами выработки теплоты для отопления зданий различных назначений в холодных регионах нашей страны. В Омске выбросы промышленных предприятий, в том числе от ТЭЦ и котельных, оказывают значительное негативное воздействие на экологическую обстановку. Повсеместное внедрение тепловых насосов для теплоснабжения нашего региона в значительной мере помогло бы снизить вредное воздействие традиционных генераторов тепловой энергии на атмосферу города. Преимущества тепловых насосов приведены в работах [7, 8].

Экономичность. Тепловые насосы при правильном выборе источника низкопотенциальной энергии оказываются эффективнее, чем любые котлы. Применять их можно повсеместно. Источники энергии для тепловых насосов окружают человека повсюду: воздух, вода, грунт, вторичные стоки и многие другие виды теплоносителей существуют для использования в неограниченном количестве.

Экологичность. Установка не требует сжигания топлива, следовательно, отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду. Хладагент, циркулирующий внутри системы, является безопасным и для человека, и для окружающей среды.

Универсальность. Тепловые насосы могут работать как в режиме отопления в зимний период, так и в режиме кондиционирования в летний.

Безопасность. Тепловой насос пожаро- и взрывобезопасен, так как в нем отсутствует теплоноситель, который нагревается до температур, способных вызывать воспламенение.

Недостатки теплонасосных систем - это высокая стоимость оборудования и монтажа для внешних контуров, а также низкая температура нагреваемой воды, идущей к потребителю.

Учитывая темпы малоэтажного строительства в субъектах РФ, можно сделать вывод о повышении применения ТНУ в системе теплоснабжения жилых зданий, что в первую очередь скажется на сокращении вредных выбросов в окружающую среду, а также на экономии использования традиционных видов топлива, таких как газ, уголь и мазут [9, 10].

Одним из основных преимуществ применения тепловых насосов ассоциация ЕНРА (Европейская ассоциация по тепловым насосам) видит в сокращении расхода традиционных (ископаемых) видов топлива, которое в свою очередь приводит к уменьшению выбросов С02 в атмосферу. По прогнозам специалистов ассоциации к 2050 г. 75 % отопления в ЕС будет организовано с использованием тепловых насосов.

Список литературы

1. Назмеев, Ю. Г. Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий : учебное пособие / Ю. Г. Назмеев, И. А. Конахина. - Москва : Московский энергетический институт, 2002. - 407 с. - Текст : непосредственный.

м:0245) ^и! ИЗВЕСТИЯ Транссиба 139

2. Хайнрих, Г. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения / Г. Хайнрих, Х. Найорк, В. Нестлер; пер. с нем. Н. Л. Кораблевой, Е. Ш. Фельдмана; под ред. Б. К. Янвеля. - Москва : Стройиздат, 1985. - 351 с. - Текст : непосредственный.

3. Осадчий, Г. Б. Солнечная энергия, ее производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ) / Г. Б. Осадчий. - Омск, 2010. - 572 с. - Текст : непосредственный.

4. Лебедев, В. М. Теплоэнергетика региона / В. М. Лебедев. - Омск, 1998. - 102 с. -Текст : непосредственный.

5. Буров, В. Д. Тепловые электрические станции : учебник / В. Д. Буров, Е. В. Дорохов [и др.]; под ред. В. М. Лавыгина, А. С. Седлова, С. В. Цанева. - 2-е изд., перераб. и доп. -Москва : Московский энергетический институт, 2007. - 380 с. - Текст : непосредственный.

6. Вяхирева, Р. И. Экологические аспекты устойчивого развития теплоэнергетики России / Р. И. Вяхирева. - Москва : Ноосфера, 2000. - 76 с. - Текст : непосредственный.

7. Германович, В. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы. - Москва : Наука и техника, 2011. - 320 с. - Текст : непосредственный.

8. Немченко, Н. И. Теплонасосная установка - перспективный источник теплоснабжения поселка / Н. И. Немченко. - Текст : непосредственный // Промышленная энергетика. - 2013. -№ 10. - С. 51 - 54.

9. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии / Г. П. Васильев, Л. В. Хрустачев [и др.]. - Москва : Москомархитектура, 2001. - 66 с. - Текст : непосредственный.

10. Использование тепла сухого грунта при работе теплонасосной установки в условиях Сибири / С. Л. Елистратов, Н. Н. Мезенцева [и др.]. - Текст : непосредственный // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - 2015. - № 1 (16). - С. 90 - 94.

References

1. Nazmeev Y. G. Teploenergeticheskie sistemy i energobalansy promyshlennykh predpriiatii: uchebnoe posobie (Thermal power systems and energy balances of industrial enterprises: a textbook). Мoscow: MPEI Publ., 2002, 407 p.

2. Heinrich G., Nyork H., Nestler V. Teplonasosnye ustanovki dlia otopleniia i goriachego vodosnabzheniia (Heat pump units for heating and hot water supply). Мoscow: Stroyizdat, 1985, 351 p.

3. Osadchiy G. B. Solnechnaia energiia, ee proizvodnye i tekhnologii ikh ispol'zovaniia (Vvedenie v energetiku VIE) (Solar energy, its derivatives and their use technologies (Introduction to renewable energy)). Omsk: PK Mashkeeva E. A. Publ., 2010, 572 p.

4. Lebedev V. M. Teploenergetika regiona (Thermal Power of the Region). Omsk: Design studio «Autograph» Publ., 1998, 102 p.

5. Burov V. D. Teplovye elektricheskie stantsii: uchebnik (Thermal power stations: textbook). Мoscow: MPEI Publishing House, 2007, 380 p.

6. Vyakhireva R. I. Ekologicheskie aspekty ustoichivogo razvitiia teploenergetiki Rossii (Ecological aspects of sustainable development of power system of Russia). Мoscow: Noosphere Publ., 2000, 76 p.

7. Germanovich V. Al'ternativnye istochniki energii. Prakticheskie konstruktsii po ispol'zovaniiu energii vetra, solntsa, vody, zemli, biomassy (Alternative energy sources. Practical designs for the use of wind, solar, water, earth, biomass energy). Мoscow: Science and Technology Publ., 2011, 320 p.

8. Nemchenko N. I. Heat pump plant - a promising source of heat supply to the village [Tep-lonasosnaia ustanovka - perspektivnyi istochnik teplosnabzheniia poselka]. Promyshlennaia ener-getika - Industrial Power Engineering, 2013, no. 10, pp. 51 - 54.

9. Vasil"ev G. P., Khrustachev L. V., Rozin A. G., Abuev I. M., Gornov V. F., Orlov V. O., Vorob''ev N. V. Rukovodstvo po primeneniiu teplovykh nasosov s ispol'zovaniem vtorichnykh ener-geticheskikh resursov i netraditsionnykh vozobnovliaemykh istochnikov energii (Guidelines for the use of heat pumps using secondary energy resources and non-traditional renewable energy sources). Moscow: Moskomarkhitektury Publ., 2001, 66 p.

10. Elistratov S. L. Use of dry soil heat during operation of the heat pump plant in Siberia [Ispol'zovanie tepla sukhogo grunta pri rabote teplonasosnoi ustanovki v usloviiakh Sibiri]. Sov-remennaia nauka: issledovaniia, idei, rezul'taty, tekhnologii - Modern science: research, ideas, results, technologies, 2015, no. 1 (16), pp. 90 - 94.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Финиченко Александра Юрьевна

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 37-06-23.

E-mail: Finichenko@mail.ru

Глухова Мария Викторовна

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 37-06-23.

E-mail: marta_omgups@mail.ru

Глухов Сергей Витальевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 37-06-23.

E-mail: svgluk@mail.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Финиченко, А. Ю. Использование теплонасосных установок для обеспечения потребителей тепловой энергией / А. Ю. Финиченко, М. В. Глухова, С. В. Глухов. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. - № 1 (45). - С. 133 - 141.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Finichenko Aleksandra Yurevna

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Power system», OSTU.

Phone: +7 (3812) 37-60-82.

E-mail: Finichenko@mail.ru

Glukhova Maria Viktorovna

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Power system», OSTU.

Phone: +7 (3812) 37-60-82.

E-mail: marta_omgups@mail.ru

Glukhov Sergey Vitalievich

Omsk State Transport University (OSTU).

35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.

Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Power system», OSTU.

Phone: +7 (3812) 37-60-82.

E-mail: svgluk@mail.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Finichenko A. Yu., Glukhova M. V., Glukhov S. V., Use of heat pump plants to provide consumers with thermal energy. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 1 (45), pp. 133 - 141 (In Russian).

■И ИЗВЕСТИЯ Транссиба 141

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.