Научная статья на тему 'Применение тепловых насосов в энергоэффективных системах теплоснабжения'

Применение тепловых насосов в энергоэффективных системах теплоснабжения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
1060
202
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ / ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ / ENERGY EFFICIENCY / ENERGY SAVING / RENEWABLES / HEAT SUPPLY / THERMAL PUMPS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Лунева С. К.

В статье анализируются основные законодательные инициативы в области энергоэффективности и энергосбережения. Исследуется возможность применения тепловых насосов для повышения энергоэффективности систем теплоснабжения в различных регионах РФ.

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 THERMAL PUMPS IN POWER EFFECTIVE SYSTEMS OF HEAT SUPPLY

In article the main legislative initiatives in the field of energy efficiency and energy saving are analyzed. Possibility of use of thermal pumps for increase of energy efficiency of systems of heat supply in various regions of the Russian Federation is investigated.

Текст научной работы на тему «Применение тепловых насосов в энергоэффективных системах теплоснабжения»

ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

АСПЕКТЫ СЕРВИСА

УДК662.99

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

С.К. Лунева1

Санкт-Петербургский государственный экономический университет (СПбГЭУ),

191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, 21

В статье анализируются основные законодательные инициативы в области энергоэффективности и энергосбережения. Исследуется возможность применения тепловых насосов для повышения энергоэффективности систем теплоснабжения в различных регионах РФ.

Ключевые слова: энергоэффективность; энергосбережение; возобновляемые источники энергии; теплоснабжение; тепловые насосы.

USE OF THERMAL PUMPS IN POWER EFFECTIVE SYSTEMS OF HEAT SUPPLY

S. K. Luneva

St. Petersburg state University of Economics (SPbSEU), 191023, Saint-Petersburg, Sadovaya street, 21; In article the main legislative initiatives in the field of energy efficiency and energy saving are analyzed. Possibility of use of thermal pumps for increase of energy efficiency of systems of heat supply in various regions of the Russian Federation is investigated.

Keywords: energy efficiency; energy saving; renewables; heat supply; thermal pumps.

Развитие всех жизненно-важных услуг, таких, как ЖКХ, здравоохранение, транспорт, питание и другие отрасли народного хозяйства связано с энергией, поэтому развитие ее будет ключевым фактором развития глобальной экономики. Потребность в энергии растет, и будет расти. Поэтому поиску будущих долгосрочных источников энергии уделяется огромное значение. Инвестиции в разработку новых источников энергии могут привлечь миллиарды долла-ров[1,с.3]. Развитие инновационных технологий может оказать значительный благоприятный эффект как на энергетику, так и на охрану окружающей среды. В сфере энергетики ожидаются следующие тенденции[1,с.4]:

- развитие возобновляемых, альтернативных и доступных видов топлива и использование биотоплива;

- биоэнергетика, но развитие и реализация биоэнергетических технологий по производству электричества останется достаточно дорогостоящей;

- биотопливо; прогресс в области производства биотоплива может способствовать снижению его стоимости и увеличению рыночной доли, однако данные технологии развиваются медленно;

- повсеместное распространение технологий энергосбережения, создание «умных сетей» и энергоинформационных систем, «энергоэффективный дом-город».

- прогресс в области энергоэффективности, системы эффективного энергопотребления, децентрализация энергоснабжения;

- появление новых систем аккумулирования энергии;

- термоядерный синтез; предполагается, что удастся приступить к решению ключевых технических проблем, стоящих на пути практического использования термоядерного синтеза;

- топливные элементы нового поколения;

- геотермальная энергия; снижение стоимости разведки, бурения и систем геотермальной конверсии будут способствовать росту конкурентоспособности данного сектора; и т.д.

1Лунева Светлана Курусовна - аспирант кафедры "Машины и оборудование бытового и жилищнокоммунального назначения" СПбГЭУ, моб.: +7 911 915 16 Ю,е-таН: [email protected]

Очевидно, что развитию новых технологий будет уделяться огромное значение.

Степень развития топливноэнергетического комплекса в большой степени определяет и будущее экономики Российской Федерации. Рост экономики предполагает увеличение объема производимых товаров и услуг, которое потребует опережающего развития всех сфер топливно-энергетического комплекса. Объективная ограниченность запасов невозобновляемых ископаемых топливных ресурсов, как основного сырья для топливноэнергетического комплекса, вызвало необходимость использования мероприятий по энергосбережению и энергоэффективности. Поэтому в условиях нарастающих ресурсных ограничений актуальными становятся задачи оптимизации производства и использования всех видов энергетических ресурсов. Тем более, что масштабы количественного наращивания добычи углеводородных топлив приближаются к своему пределу. По оценкам[1,с.17], максимально возможные объемы добычи газа в России в долгосрочной перспективе (после 2025 г.) не превышают 850-875 млрд. куб.м. Такая же оценка по добыче нефти составляет порядка 550-580 млн.т при успешной реализации программы геологоразведочных работ. Одновременно для осуществления этих объемов добычи потребуется огромное количество дополнительных инвестиций.

Очевидно, что проблемы энергосбережения и энергоэффективности являются не просто составной частью, а является ключевым элементом реформы, проводимой в экономике современной России. В соответствии с Федеральным законом от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 02.07.2013) "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" под повышением энергетической эффективности понимают не только создание технических, технологических, правовых, экономических и организационных основ и мер стимулирования энергосбережения и повышения эффективности народного хозяйства, но и их взаимное согласование, направленное на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов[2,с.3]. Поэтому заметную роль будут играть новые безуглеродные источники энергии - прежде всего, возобновляемые источники (ветровая, солнечная, геотермальная и др. виды энергии). По прогнозам к 2020году потребуется увеличить выработку электроэнергии на 15-20%. При

этом вклад возобновляемых источников энергии в суммарную выработку должен будет возрасти с 2,5% в до 12,5%[1,с.18].

Тепловые насосы (ТН) или теплонасосные установки (ТНУ) как технология, позволяющая частично вытеснить органическое топливо и обеспечить теплоснабжение с минимальными затратами первичной энергии, находится в центре внимания зарубежных и отечественных исследователей и промышленных фирм. Страны Европы и Америки более 30 лет применяют ТНУ для теплоснабжения жилых и офисных зданий и помещений. Массовое использование ТНУ началось после энергетического кризиса 70 -х годов прошлого столетия.

В таблице 1 приведен мировой уровень использования низкопотенциальной тепловой энергии земли при использовании тепловых насосов[3,с.16].

Таблица1 - Мировой опыт использования низкопотенциальной тепловой энергии земли посредством тепловых насосов

№ п/п Страна Установленная мощность оборудования, МВт Произведенная энергия, ТДж/год

1 Австралия 24,0 57,6

2 Австрия 228,0 1094,0

3 Болгария 13,3 162,0

4 Великобри- тания 0,6 2,7

5 Венгрия 3,8 20,2

6 Г ермания 344,0 1149,0

7 Греция 0,4 3,1

8 Дания 3,0 20,8

9 Исландия 4,0 20,0

10 Италия 1,2 6,4

11 Канада 360,0 891,0

12 Литва 21,0 598,8

13 Нидерланды 10,8 57,4

14 Норвегия 6,0 31,9

15 Польша 26,2 108,3

16 Россия 1,2 11,5

17 Сербия 6,0 40,0

18 Словакия 1,4 12,1

19 Словения 2,6 46,8

20 США 4 800,0 12 000,0

21 Турция 0,5 4,0

22 Финляндия 80,5 484,0

23 Франция 48,0 255,0

34 Чехия 8,0 38,2

25 Швейцария 300,0 1 962,0

26 Швеция 377,0 4 128,0

27 Япония 3,9 64,0

Всего: 6 675,4 23 268,9

По прогнозам Мирового энергетического комитета к 2020 году в 75 % всех систем теплоснабжения в развитых странах будут использоваться ТН [4,с.25]. В России мощность установленных ТН всех типов не превышает 65 МВт [4,с.26], что делает в условиях экономического курса страны на энергосбережение и энергоэффективность актуальными исследования в этой сфере.

Решение задачи теплоснабжения ТНУ зависит от целого ряда проблем: основное значение имеет географическое положение объекта теплоснабжения, гидрогеологические и климатические условия, в т. ч. продолжительность отопительного периода. Рассматривая количественную сторону проблемы социальноэкономических затрат на теплоснабжение всех сфер жизнедеятельности, необходимо отметить особенность климатических условий г.Санкт-Петербурга. Так, например, согласно официальному источнику информации [ 5,с. 37] средняя температурная норма января в городе Санкт-Петербурге составляет - -7,4 ^ 7,8°С (табл.2). Продолжительность отопительного периода составляет 220 суток, при средней температуре воздуха отопительного периода -1,8°С. При этом можно отметить, что достаточно длительный отопительный период характеризуется относительно не низкой средней температурой воздуха.

Таблица 2 - Расчет средневзвешенной месячной температуры воздуха в г. Санкт-Петербурге

Средняя и взвешенная Средняя х за расчетный период Средняя месячная температура воздуха, °С

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Средняя хь.х12 за период />1=100 лет -7,8 -7,8 -3,9 3,1 9,8 15,0 17,8 16,0 10,9 4,9 -0,3 -5,0 4,4

Средняя хь.х12 за период /2=18 лет -5,4 -6,0 -1,1 4,5 11,0 15,5 17,5 16,4 11,0 6,0 -0,6 -3,7 5,4

Лидерами по применению ТНУ являются США и Швеция, также большое количество ТНУ установлено в Германии, Швейцарии, Австрии, Канаде, Швейцарии (рис. 1).

В настоящее время, общее количество используемых в Западной Европе и США ТНУ по состоянию на 2012 г. [4,с.24 ] превысило 35 млн., а их ежегодный выпуск составляет более 1,5 млн. В последнее время технологии ТНУ активно применяются в Китае. Тепловая мощность действующего в мире парка ТН оценивается в 250 ГВт с годовой выработкой 1,0 млрд. Гкал тепла, что соответствует замещению ископаемых видов топлива в объеме до 80 млн. т у. т./год.

12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

Рисунок 1 - Установленная мощность оборудования, МВт. Сравнительная диаграмма стран, занимающих лидирующее положение, и России, использующих тепловую энергию земли посредством ТН

□ США

□ Швеция

□ Канада

□ Г ермания

□ Швейцария

□ Австрия

□ Финляндия

□ Франция

■ Австралия

□ Россия

Взвешенная

средняя х за период p = 11S лет -7,4 -7,5 -3,5 3,3 10,0 15,1 17,S 1б,1 10,9 5,1 -0,3 -4,S 4,б

Теплоснабжение в условиях достаточно продолжительных отопительных сезонов, что характерно для многих городов РФ, требует весьма больших топливно-энергетических ресурсов. Применение технологии ТНУ актуально в г. Санкт-Петербурга в связи с практически неограниченными ресурсами природного и техногенного низкопотенциального тепла водных источников. В частности, применение ТН возможно в промышленности и в жилищнокоммунальном хозяйстве, используя в качестве вторичных ресурсов следующее низкопотенциальное тепло:

- теплота охлаждающей воды паровых турбин ТЭЦ иАЭС, которая обычно поступает в градирни и аппараты воздушного охлаждения;

- теплота охлаждающей воды промышленных печей, многоступенчатых компрессорных установок, теплообменных аппаратов химической, пищевой, фармацевтической отрасли и т.д.

- теплота сточных и канализационных вод различных промышленных предприятий и предприятий жилищно - коммунального хозяйства (бани, прачечные, бассейны);

- теплота продуктов сгорания в ГТУ и дизельных двигателях ;

- теплота продуктов сгорания в КУ и промышленных печах;

- теплота продуктов сгорания в печах по сжиганию твердых и жидких бытовых отходов;

- теплота смеси газов и водяного пара после деаэрационных установок;

- теплота отработанного сушильного агента в сушильных установках

- теплота горячих растворов в выпарных и ректификационных установках;

- теплота масла, используемого в турбинах электростанций и в электрических трансформаторах;

- теплота воздуха, уходящего из систем вентиляции и кондиционирования воздуха жилых, общественных и промышленных зданий;

- теплота вытяжного воздуха станций метрополитена и воздуха каналов метро.

Также для работы ТН могут быть использованы низкопотенциальное тепло природных источников:

- тепло воды естественных и искусственных водоемов (реки, озера, пруды, Балтийское море, Финский залив и т.д.

- теплота грунта;

- теплота наружного воздуха (при положительных температурах);

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

- теплота подземных вод;

Целесообразно применять технологии ТН в следующих случаях:

- если имеется стабильный во времени источник теплоты с температурой 10^50°С;

- если имеется потребитель теплоты с температурой 60 ^100°С

- если имеется источник недорогой электрической энергии при дефиците тепловой энергии;

- если источником теплоты является горячая вода или конденсирующийся пар или парогазовая смесь; эти теплоносители имеют высокий коэффициент теплоотдачи, что обеспечивает малые габариты теплообменного аппарата (испарителя) теплового насоса;

- эффективность теплового насоса увеличивается, если необходима одновременная выработка теплоты и холода;

- эффективность теплового насоса увеличивается, если в летнее время тепловой насос можно использовать в системе кондиционирования, а в зимнее - в системе отопления.

Работа ТН осуществляется посредством, подведенной в компрессор работы, привод компрессора может осуществляться от электрического или теплового двигателя. В компрессоре при сжатии хладагента повышается давление и температура рабочего вещества, находящегося в парообразном состоянии от давления pi до давления р2. Затем в конденсаторе горячий газообразный хладагент конденсируется при постоянном давлении. Полученное при конденсации тепло передается потребителю при температуре T2, например, для нагрева воды, направляемой в систему отопления. В редукционном клапане (дросселе) происходит расширение рабочего вещества до давления р1 с его частичным испарением. Далее, хладагент полностью превращается в пар при температуре Ti в испарителе, где отбирается теплота от источника низкопотенциального тепла, например от сточных или канализационных вод, нагретого вентиляционного воздуха или продуктов сгорания и т.д. И так цикл продолжается (рис.2).

Основным показателем эффективности теплового насоса (ТН) является коэффициент преобразования или отопительный коэффициент СОР (coefficient of performance), который

определяется как отношение теплопроизводи-тельности теплового насоса к мощности, потребляемой компрессором.

В режиме охлаждения для оценки эффективности применяется холодильный коэффициент EER (energy efficiency ratio), который определяется как отношение холодопроизводи-тельности теплового насоса к мощности, который потребляет компрессор.

СОР = — = = EER + 1 =

N N

Qc

Tk-T0

+1;

Тепло потребителю

стт

АЛА

дросель

компрессор

Источник низкопотенциального тепла (ИНТ)

то СОР =

+1=

+ 1 = 6,3 +

СОР =

+1=

+1=

СОР =

При температуре 7^=293,15 К (20“C)

т0 , _ 279,05

+1=

+ 1 = 19,7 +

ЕЕИ = —, где: QR [кВт] - энергия, отдаваемая потребителю (теплопроизводитель-ность); Qc [кВт] - тепловая энергия, отбираемая у ИНТ (холодопроизводи-тельность); N [кВт] - затраченная электроэнергия, мощность насоса; Тк — Т0 - температуры конденсации и кипения в тепловом насосе.

Рисунок 2 - Схема парокомпрессионного теплового насоса

Температура Тк определяется давлением конденсации хладагента в ТН, а Т0 - температурой ИНТ. Так, если принять Т0 = 279,05 К (5,9 °С- средняя температура грунта в г. Санкт-Петербурге(таблица 2) и Тк = 323,15 К (50 °С),

279,05

Тк-Т0 323,15-279,05

1 = 7,3.

Если принять Т0 = 273,85 К (0,7 °С -средняя температура грунта в г. Санкт-Петербурге зимой во время отопительного сезона (таблица 2) и Тк = 323,15 К (50 °С), то

Т0 , _ 273,85

Тк-Т0 293,15-279,05

1 = 20,7.

Проблемы экологии (разрушение некоторыми фреонами озоновый слой атмосферы, который защищает нас от чрезвычайного ультрафиолетового излучения) привели к разработке новых хладагентов нового поколения, таких как хладон R-134a.

Хладон R-134a является хладагентом третьего поколения, который не влияет на озоновый слой, но воздействует на парниковый эффект с потенциалом глобального потепления (грин-фактором) GWP (Global Warming Potential - интегральная оценка влияния на парниковый эффект) = 1340 по сравнению с СО2. R134a не токсичен и не воспламеняется во всем диапазоне температур эксплуатации, характеризуется небольшой температурой нагнетания, давление насыщенного пара R134а 1,16 при 45°С.Но при попадании воздуха в систему при его сжатии возможно спонтанное образование горючих смесей. В настоящее время идут разработки хладагентов 4-го поколения с GWP < 150. Представляет интерес хладагент R-1234yf (CF3-CF-CH2), являющийся изомером фтористых пропиленов (3,3,3,2 -тетрафтор-пропилен) с GWP = 4, невзрывоопасный и нетоксичный, однако, использование его как наполнителя внутреннего контура ТН для трансформации тепла ограничено, поскольку его критическая температура составляет 96 °С, т.е. на 5 градусов ниже, чем у R-134a, следовательно применение его в качестве высокотемпературного ТН не даст максимального эффекта.

Таблица 2. - Значения средней температуры

грунта в городах РФ

Тк-Т0 323,15-273,85

5,6 + 1 = 6,6.

Для увеличения СОР необходимо применение хладагентов, имеющих более низкие Тк .

Город Средняя температура грунта, “С

зимняя летняя годовая

Г лубина грунта, м

0,S 1,б 0,S 1,б 0,S 1,б

Вологда 1 2 13,2 10,9 5,9 5,9

Волгоград -1,9 0,7 23,7 19,5 10,1 10,2

Санкт- Петербург -2,5 0,7 1б,3 13,7 5,4 5,9

Москва 1 1,6 14,4 13,4 6,5 6,5

Орел 0 1,8 17,2 14,8 7,5 7,6

Оренбург -1,1 1,9 15,6 12,5 6,8 7,1

Ростов - на -Дону 0,8 4,8 20,2 16,6 10,4 10,7

Екатеринбург 0,75 2,7 12 9,1 6 5,5

Очевидно, что использование грунта поверхностных слоев Земли ( на глубине 1,6 м), как источника низкопотенциальной тепловой энергии для геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения (ГТСТ) возможно практически повсеместно. В настоящее время в мире это одно из наиболее динамично развивающихся направлений использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Грунт поверхностных слоев Земли является тепловым аккумулятором неограниченной мощности. Тепловой режим грунта формируется под действием трех основных факторов:

- падающей на поверхность солнечной радиации;

- температуры воздуха;

- потока тепла из земных недр, который как правило, составляет не более 0,05 - 0,12 Вт/м2[7,с.4].

Сезонные и суточные изменения интенсивности солнечной радиации и температуры наружного воздуха вызывают изменения тем-

пературы поверхностных слоев грунта. Глубина проникновения суточных колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий колеблется в пределах от нескольких десятков сантиметров до полутора метров. Глубина проникновения сезонных колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации не превышает, как правило, 15-20 м.

Тепловой режим слоев грунта, расположенных ниже этой глубины в основном формируется под воздействием тепловой энергии, поступающей из недр Земли, и практически не зависит от сезонных, а тем более суточных изменений показателей наружного климата. С увеличением глубины температура грунта также увеличивается в соответствии с геотермическим градиентом (примерно 3°С на каждые 100 м) [7,с.4]. В табл. 3 приведены данные о средних температурах грунта на глубине 1,6м для некоторых городов России. Эта глубина представляется наиболее рациональной, с точки зрения температурного потенциала грунта и возможностей производства работ по заложению горизонтальных грунтовых теплообменни-ков[7,с.5].

Таблица 3 - Средние температуры грунта на глубине 1,6 м по месяцам для некоторых городов России

Город месяцы

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Архангельск 4,0 3,5 3,1 2,7 2,5 3,0 4,5 6,0 7,1 7,0 6,1 4,9

Астрахань 7,5 6,1 5,9 7,3 11 14,6 17,4 19,1 19,1 16,7 13,6 10,2

Барнаул 2,6 1,7 1,2 1,4 4,3 8,2 11,0 12,4 11,6 9,2 6,2 3,9

Братск 0,4 -0,2 -0,6 -0,5 -0,2 0 3,0 6,8 7,2 5,4 2,9 1,4

Владивосток 3,7 2,0 1,2 1,0 1,5 5,3 9,1 12,4 13,8 12,7 9,7 6,4

Иркутск -0,8 -2,8 -2,7 -1,1 -0,5 -0,2 1,7 5,0 6,7 5,6 3,2 1,2

Магадан -6,5 -8,0 -8,8 -8,7 -3,9 -2,6 -0,8 0,1 0,4 0,1 -0,2 -2,0

Москва 3,8 3,2 2,7 3,0 6,2 9,6 12,1 13,4 12,5 10,1 7,3 5,0

Мурманск 0,7 0,3 0 -0,3 -0,3 0,2 4,0 6,7 6,6 4,2 2,7 1,0

Новосибирск 2,1 1,2 0,6 0,5 1,3 5,0 9,1 11,3 10,9 8,8 5,8 3,6

Оренбург 4,1 2,6 1,9 2,2 4,9 8,0 10,7 12,4 12,6 11,2 8,6 6,0

Пермь 2,9 2,3 1,9 1,6 3,4 7,2 10,5 12,1 11,5 9,0 6,0 4,0

Петропавловск- Камчатский 2,6 1,9 1,5 1,1 1,2 3,4 6,7 9,1 9,6 8,3 5,6 3,8

Ростов-на-Дону 8,0 6,6 5,9 6,8 9,9 12,9 15,5 17,3 17,5 15,8 13,0 10,0

Салехард 1,6 1,0 0,7 0,5 0,4 0,9 3,9 6,8 7,1 5,6 3,5 2,3

Санкт- 3,2 2,4 1,9 2,2 5,6 9,2 11,9 13,2 12,0 9,7 6,9 4,6

Петербург

Сочи 11,2 9,S 9,б 11,0 13,4 1б,2 1S,9 20,S 21,0 19,2 16,S 13,5

Хабаровск 0,3 -1,S -2,3 -1,1 -0,4 2,5 9,5 13,3 13,5 10,9 б,7 3,0

Якутск -5,б -7,4 -7,9 -7,0 -4,1 -1,S 0,3 1,5 1,1 0,1 -0,1 -2,4

Ярославль 2,S 2,2 1,9 1,7 3,9 7,S 10,7 12,4 11,5 9,5 б,3 3,9

Из данных таблицы 3 видно, что характерной особенностью естественного температурного режима грунта является запаздывание минимальных температур грунта относительно времени наступления низких температур наружного воздуха. Для Санкт-Петербурга самые низкие температуры грунта зафиксированы для марта: - 1,9 °С и для апреля -2,2°С (к моменту наступления этих температур в грунте нагрузка на системы теплоснабжения снижается).

Исследования, проведенные в ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ», показали, что потребление тепловой энергии из массива грунта к концу отопительного сезона вызывает вблизи регистра труб системы теплосбора понижение температуры грунта. Таким образом, температура грунта в климатических условиях большей части территории РФ не успевает восстановиться в летний период года, и к началу следующего отопительного сезона грунт выходит с пониженными температурными показателями температуры.

Потребление тепловой энергии из грунта в течение следующей зимы вызывает дальнейшее снижение его температуры, и к началу третьего отопительного сезона температурный потенциал грунта ещё больше отличается от естественного, и т.д.[7,с. 6]. Только к пятому году эксплуатации колебания температуры грунта выходят на новый режим, близкий к периодическому. Начиная с пятого года эксплуатации, многолетнее потребление теплоты из грунтового массива систем теплосбора сопровождается периодическими изменениями его температуры.

Учитывая это обстоятельство, ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» в качестве критерия эффективности предлагает выбирать средний за 5-й год эксплуатации коэффициент трансформации теплоты.

Применение ТН в России расширяется, и будет расширяться, для этого существует огромный потенциал. Все научные исследова-

ния в этой области перспективны (разработка новых схем утилизации теплоты, разработка более эффективного теплообменного оборудования и т.д.).

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

С активным развитием вокруг г. Санкт-Петербурга малоэтажного и коттеджного строительства становятся еще более актуальными задачи по разработке, проектированию, созданию эффективных импортозамещающих парокомпрессионных ТНУ небольшой производительности. А также разработки конкурентоспособных схем ТНУ на их базе и основе. Решения, найденные при проведенных исследованиях, могут быть внедрены в других регионах Российской Федерации со сходными климатическими условиями или же адаптированы под климатические условия региона.

Повышение эффективности ТН за счет совершенствования их рабочих циклов и схем составляет основу современных исследований. В целом термодинамическое совершенство обратных циклов ТН в значительной степени определяет технико-экономическую и экологическую эффективность теплонасосных технологий. Это особенно актуально для разработки децентрализованных систем теплоснабжения в рекреационных зонах, где имеются экологические ограничения на применение традиционных технологий получения тепловой энергии.

Литература

1. Прогноз долгосрочного социально-

экономического развития Российской Федерации на период до 2030 года, ГАРАНТ.РУ: 8.02. 2013: URL: http://www.garant.ru/products/ipo/ prime/doc/ 7020 9010 / #ixzz3EpEgpIiD (дата обращения 17.09.2014).

2. Федеральный закон Российской Федерации от 23ноября 2009г. №261- ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

3. Васильев Г.П., Шилкин Н.В.Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах.// АВОК.- 2003.-№2.с.15-21

4. Елистратов С.Л Комплексное исследование эффективности тепловых насосов. Автореф. дис. док. тех. / Елистратов С.Л. - Новосибирск. 2010. - 36 с.

5. Пособие к СниП 23-01-99 Справочная климатология. Справочное пособие к СниП 23-01-99. [Электронный ресурс]. - URL: http://www.gosthelp.ru/text /PosobiekSNiP230199Stroite.html (дата обращения 17.09.2014).

6. Тепловые насосы, их назначение и основные типы. [Электронный ресурс]. - ЦКЬ: http://msd.com.ua/misc/teplovve-nasosv-4/ (дата обращения 17.09.2014).

7. Г. П. Васильев Геотермальные теплонасосные

системы теплоснабжения и эффективность их применения в климатических условиях России. [Электронный ресурс]. - ЦКЬ:

http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3685(да та обращения 17.09.2014).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.