Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии

Рассмотрена принципиальная схема теплонасосной системы низкотемпературного отопления с использованием солнечной радиации как нижнего источника энергии. На основе анализа зависимости суммарных удельных затрат внешней энергии на тепловой насос и нагнетатель теплоносителя нижнего источника теплоты опре...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Безродный, М.К., Притула, Н.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут газу НАН України 2013
Schriftenreihe:	Энерготехнологии и ресурсосбережение
Schlagworte:	Топливо и энергетика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127191
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии / М.К. Безродный, Н.А. Притула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 1. — С. 5-12. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-127191
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1271912017-12-12T03:02:43Z Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии Безродный, М.К. Притула, Н.А. Топливо и энергетика Рассмотрена принципиальная схема теплонасосной системы низкотемпературного отопления с использованием солнечной радиации как нижнего источника энергии. На основе анализа зависимости суммарных удельных затрат внешней энергии на тепловой насос и нагнетатель теплоносителя нижнего источника теплоты определены оптимальные условия работы теплонасосной установки с использованием плоских и вакуумных солнечных коллекторов. Анализ функции суммарных удельных затрат внешней энергии на теплонасосную систему отопления показал, что она имеет экстремум, которому соответствует минимум затрат энергии при оптимальной степени охлаждения теплоносителя нижнего источника теплоты в испарителе теплового насоса. Приведена графическая интерпретация зависимостей оптимальной степени охлаждения теплоносителя и минимальных удельных суммарных затрат внешней энергии на теплонасосную систему отопления в целом. Определено, что при использовании солнечной энергии для теплонасосной системы низкотемпературного отопления более целесообразно сочетать ее с вакуумными коллекторами, поскольку они позволяют повысить температуру соляного раствора на входе в испаритель теплового насоса и тем самым уменьшают затраты внешней энергии на систему отопления. Розглянуто принципову схему теплонасосної системи низькотемпературного опалення з використанням сонячної радіації як нижнього джерела енергії. На основі аналізу залежності сумарних питомих затрат зовнішньої енергії на тепловий насос та нагнітач теплоносія нижнього джерела теплоти визначено оптимальні умови роботи теплонасосної установки з використанням плоских та вакуумних сонячних колекторів. Аналіз функції сумарних питомих затрат зовнішньої енергії на теплонасосну систему опалення показав, що вона має екстремум, якому відповідає мінімум затрат енергії при оптимальному ступені охолодження теплоносія нижнього джерела теплоти у випарнику теплового насоса. Наведено графічну інтерпретацію залежностей оптимального ступеня охолодження теплоносія та мінімальних питомих сумарних затрат зовнішньої енергії на теплонасосну систему опалення в цілому. Визначено, що при використанні сонячної енергії для теплонасосної системи низькотемпературного опалення більш доцільно поєднувати її з вакуумними колекторами, оскільки вони дають змогу підвищити температуру соляного розчину на вході до випарника теплового насоса та цим самим зменшують затрати зовнішньої енергії на систему опалення. In this article principle scheme of low temperature heat pump heating system with solar energy as a low energy source is considered. Having analyzed total unit costs of external energy for heat pump and lower heat source agent blower, optimal conditions for a heat pump system using flat and vacuum solar collectors are defined. Analysis of the function of total unit costs of external energy for heat pump heating system showed that there is an extreme, which corresponds to minimum energy consumption at the optimum stage of cooling lower source heat agent in the evaporator of the heat pump. The graphic interpretation of optimal degree dependencies of agent’s cooling and minimum total unit costs of external energy for heat pump heating system as a whole is shown. It is determined that for the use of solar energy for heat pump low temperature heating system it is more useful to combine them with vacuum collectors, since they allow to increase the temperature of brine on heat pump evaporator inlet and thereby reduce the cost of external energy of a heating system. 2013 Article Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии / М.К. Безродный, Н.А. Притула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 1. — С. 5-12. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127191 621.577+697.1 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Топливо и энергетика Топливо и энергетика
spellingShingle	Топливо и энергетика Топливо и энергетика Безродный, М.К. Притула, Н.А. Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии Энерготехнологии и ресурсосбережение
description	Рассмотрена принципиальная схема теплонасосной системы низкотемпературного отопления с использованием солнечной радиации как нижнего источника энергии. На основе анализа зависимости суммарных удельных затрат внешней энергии на тепловой насос и нагнетатель теплоносителя нижнего источника теплоты определены оптимальные условия работы теплонасосной установки с использованием плоских и вакуумных солнечных коллекторов. Анализ функции суммарных удельных затрат внешней энергии на теплонасосную систему отопления показал, что она имеет экстремум, которому соответствует минимум затрат энергии при оптимальной степени охлаждения теплоносителя нижнего источника теплоты в испарителе теплового насоса. Приведена графическая интерпретация зависимостей оптимальной степени охлаждения теплоносителя и минимальных удельных суммарных затрат внешней энергии на теплонасосную систему отопления в целом. Определено, что при использовании солнечной энергии для теплонасосной системы низкотемпературного отопления более целесообразно сочетать ее с вакуумными коллекторами, поскольку они позволяют повысить температуру соляного раствора на входе в испаритель теплового насоса и тем самым уменьшают затраты внешней энергии на систему отопления.
format	Article
author	Безродный, М.К. Притула, Н.А.
author_facet	Безродный, М.К. Притула, Н.А.
author_sort	Безродный, М.К.
title	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
title_short	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
title_full	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
title_fullStr	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
title_full_unstemmed	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
title_sort	термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии
publisher	Інститут газу НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Топливо и энергетика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127191
citation_txt	Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии / М.К. Безродный, Н.А. Притула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 1. — С. 5-12. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Энерготехнологии и ресурсосбережение
work_keys_str_mv	AT bezrodnyjmk termodinamičeskaâéffektivnostʹteplonasosnyhshemnizkotemperaturnogootopleniâsispolʹzovaniemsolnečnojénergii AT pritulana termodinamičeskaâéffektivnostʹteplonasosnyhshemnizkotemperaturnogootopleniâsispolʹzovaniemsolnečnojénergii
first_indexed	2025-07-09T06:30:04Z
last_indexed	2025-07-09T06:30:04Z
_version_	1837149827370057728
fulltext	Ñîâðåìåííàÿ ñèòóàöèÿ ñ öåíàìè íà ýíåðãîíî- ñèòåëè ñïîñîáñòâóåò ïåðåõîäó íà âîçîáíîâëÿåìûå âèäû ýíåðãèè. Îñîáîå âíèìàíèå ïðèâëåêàåò ñîë- íå÷íàÿ ðàäèàöèÿ, ïîñêîëüêó åæåãîäíàÿ èíñîëÿöèÿ â çàâèñèìîñòè îò êîíêðåòíîãî ðåãèîíà Óêðàèíû êîëåáëåòñÿ â äèàïàçîíå 900–1300 êÂò.÷/(ì2.ãîä). Â ñðåäíåì íà 1 ì2 ïëîùàäè çà ãîä ïðèõîäèòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî 1000 êÂò.÷, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ýíåðãîåìêîñòè 100 ì3 ïðèðîäíîãî ãàçà [1]. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ áîëüøîé ïîïóëÿðíîñòüþ ïîëü- çóþòñÿ ñõåìû, â êîòîðûõ ñî÷åòàþòñÿ òåïëîâûå íàñîñû (ÒÍ) ñ ñîëíå÷íûìè êîëëåêòîðàìè (ÑÊ) ðàçëè÷íûõ êîíñòðóêöèé (ñ ïëîñêèìè è âàêóóì- íûìè) [2–6] äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ãîðÿ÷åãî âîäîñíàá- æåíèÿ è íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòîïëåíèÿ. Îäíà- êî â ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêàõ ÷àñòî íå õâàòàåò äîñòàòî÷íîé èíôîðìàöèè îòíîñèòåëüíî îáîñíî- âàíèÿ îñîáåííîñòåé èñïîëüçîâàíèÿ äàííûõ ñèñ- òåì è èõ òåðìîäèíàìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ïðè ðàçíûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè. Òåðìîäèíàìè÷åñêèé àíàëèç ñèñòåìû Íà ðèñ.1 èçîáðàæåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõå- ìà òåïëîíàñîñíîé ñèñòåìû ñ èñïîëüçîâàíèåì Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 5 Òîïëèâî è ýíåðãåòèêà ÓÄÊ 621.577+697.1 Áåçðîäíûé Ì.Ê., äîêò. òåõí. íàóê, ïðîôåññîð, Ïðèòóëà Í.À., àñïèðàíò Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ» óë. Ïîëèòåõíè÷åñêàÿ, 6, êîðï. 5, 03056 Êèåâ, Óêðàèíà e-mail: m.bezrodny@kpi.ua Òåðìîäèíàìè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü òåïëîíàñîñíûõ ñõåì íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòîïëåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîëíå÷íîé ýíåðãèè Ðàññìîòðåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà òåïëîíàñîñíîé ñèñòåìû íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòî- ïëåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè êàê íèæíåãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè. Íà îñ- íîâå àíàëèçà çàâèñèìîñòè ñóììàðíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà òåïëîâîé íàñîñ è íàãíåòàòåëü òåïëîíîñèòåëÿ íèæíåãî èñòî÷íèêà òåïëîòû îïðåäåëåíû îïòèìàëü- íûå óñëîâèÿ ðàáîòû òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ïëîñêèõ è âàêóóìíûõ ñîëíå÷íûõ êîëëåêòîðîâ. Àíàëèç ôóíêöèè ñóììàðíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåð- ãèè íà òåïëîíàñîñíóþ ñèñòåìó îòîïëåíèÿ ïîêàçàë, ÷òî îíà èìååò ýêñòðåìóì, êîòîðîìó ñîîòâåòñòâóåò ìèíèìóì çàòðàò ýíåðãèè ïðè îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ òåïëîíî- ñèòåëÿ íèæíåãî èñòî÷íèêà òåïëîòû â èñïàðèòåëå òåïëîâîãî íàñîñà. Ïðèâåäåíà ãðàôè- ÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ çàâèñèìîñòåé îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ òåïëîíîñèòåëÿ è ìèíèìàëüíûõ óäåëüíûõ ñóììàðíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà òåïëîíàñîñíóþ ñèñ- òåìó îòîïëåíèÿ â öåëîì. Îïðåäåëåíî, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè ñîëíå÷íîé ýíåðãèè äëÿ òåïëîíàñîñíîé ñèñòåìû íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòîïëåíèÿ áîëåå öåëåñîîáðàçíî ñî÷åòàòü åå ñ âàêóóìíûìè êîëëåêòîðàìè, ïîñêîëüêó îíè ïîçâîëÿþò ïîâûñèòü òåìïåðàòóðó ñî- ëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü òåïëîâîãî íàñîñà è òåì ñàìûì óìåíüøàþò çà- òðàòû âíåøíåé ýíåðãèè íà ñèñòåìó îòîïëåíèÿ. Áèáë. 11, ðèñ. 5. Êëþ÷åâûå ñëîâà: òåïëîâîé íàñîñ, ñîëíå÷íûé êîëëåêòîð, íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ñèñòåìà îòîïëåíèÿ. � Áåçðîäíûé Ì.Ê., Ïðèòóëà Í.À., 2013 ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè êàê íèæíåãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè. Îòàïëèâàåìîå ïîìåùåíèå èìååò òåïëîâûå ïîòåðè â îêðóæàþùóþ ñðåäó Qîò. Äëÿ èõ êîì- ïåíñàöèè èñïîëüçóåòñÿ òåïëîâîé ïîòîê îò êîí- äåíñàòîðà òåïëîâîãî íàñîñà Qê ñ òåìïåðàòóðîé òåïëîíîñèòåëÿ tê íà âõîäå â ñèñòåìó îòîïëåíèÿ. Ïðåîáðàçîâàíèå ïàäàþùåé ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè â òåïëîâóþ ýíåðãèþ îñóùåñòâëÿåòñÿ â ÑÊ, â êî- òîðûõ â êà÷åñòâå òåïëîíîñèòåëÿ èñïîëüçóåòñÿ âîäíûé ðàñòâîð ïðîïèëåíãëèêîëÿ, à àêêóìóëè- ðóþùåé ñðåäîé âûñòóïàåò âîäà â íèçêîòåìïåðà- òóðíîé ñèñòåìå îòîïëåíèÿ. Ñîëÿíîé ðàñòâîð ñ òåìïåðàòóðîé tñ.ðâõ è îáúåìíûì ðàñõîäîì Vñ.ð íàñîñîì èç ñîëíå÷íîãî êîëëåêòîðà ïîäàåòñÿ â èñïàðèòåëü ÒÍ. Â èñïàðèòåëå ñîëÿíîé ðàñòâîð îõëàæäàåòñÿ, è íà âûõîäå åãî òåìïåðàòóðà ñî- ñòàâëÿåò tñ.ðâûõ. Â ñõåìå ïðåäóñìîòðåí áàê-àê- êóìóëÿòîð, êîòîðûé ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ñãëàæèâà- íèÿ òåìïåðàòóðíûõ ïåðåïàäîâ òåïëîíîñèòåëÿ â òå÷åíèå äíÿ è îáåñïå÷èâàåò áîëåå ñòàáèëüíóþ ðàáîòó ÒÍ. Íåîáõîäèìà îïòèìèçàöèÿ óñëîâèé ðàáîòû òåïëîíàñîñíîé ñèñòåìû îòîïëåíèÿ â öåëîì, ïî- ñêîëüêó ïðè çàäàííîé òåïëîâîé ìîùíîñòè òåï- ëîâîãî íàñîñà è òåìïåðàòóðå òåïëîíîñèòåëÿ â ñèñòåìå îòîïëåíèÿ, êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ ñà- ìèì îáúåêòîì òåïëîñíàáæåíèÿ, òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ òåïëî- âîãî íàñîñà ÿâëÿåòñÿ íåîäíîçíà÷íîé. Ýòî îáó- ñëîâëåíî òåì, ÷òî êîëè÷åñòâî òåïëîòû, îòîáðàí- íîé îò ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â èñïàðèòåëå ÒÍ, çà- âèñèò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð íà âõîäå è âûõî- äå èç èñïàðèòåëÿ ÒÍ è ðàñõîäà òåïëîíîñèòåëÿ, çàâèñÿùèõ îò ïëîòíîñòè ïàäàþùåãî ïîòîêà ñîë- íå÷íîé ðàäèàöèè è òåìïåðàòóðíîãî óðîâíÿ òåï- ëîíîñèòåëÿ â ñîëíå÷íîì êîëëåêòîðå. Çàäàâàÿñü òåìïåðàòóðîé ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî êîëè÷åñòâî òåïëîòû, îòîáðàííîå îò ñîëíå÷- íîãî êîëëåêòîðà, çàâèñèò îò âèäà êîëëåêòîðà, ïëîòíîñòè ïàäàþùåãî ïîòîêà ñîëíå÷íîé ðàäèà- öèè è êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ êîë- ëåêòîðà. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ñîëÿíîãî ðàñ- òâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ ÒÍ tñ.ðâûõ ïðè- âîäèò ê íåîáõîäèìîñòè èçìåíåíèÿ îáúåìíîãî ðàñõîäà Vñ.ð ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè âåëè÷èíû òåïëîâîãî ïîòîêà Qê, ÷òî âûçûâàåò èçìåíåíèå çàòðàò ýíåðãèè íà ïðèâîä íàñîñà. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû tñ.ðâûõ ïðè ïîñòîÿííîì çíà÷åíèè òåìïåðàòóðû íà âûõîäå èç êîíäåíñàòîðà tê ïðè- âîäèò ê èçìåíåíèþ óñëîâèé ðàáîòû è çàòðàò ýíåðãèè íà ïðèâîä êîìïðåññîðà ÒÍ. Â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî çàòðàòû ýíåðãèè íà ïðèâîä êîìïðåññî- ðà ÒÍ è íà íàãíåòàòåëü ñîëÿíîãî ðàñòâîðà èç- ìåíÿþòñÿ â ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ, ñòàâèòñÿ çàäà÷à îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíîé ñòå- ïåíè îõëàæäåíèÿ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â èñïàðèòå- ëå ÒÍ, êîòîðîé ñîîòâåòñòâóþò ìèíèìàëüíûå óäåëüíûå ñóììàðíûå çàòðàòû âíåøíåé ýíåðãèè íà òåïëîíàñîñíóþ ñèñòåìó îòîïëåíèÿ â öåëîì. Äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ ïîòðåáíîñòåé ïîòðåáè- òåëÿ â îòîïëåíèè ïðèìåíÿþòñÿ ïëîñêèå è âàêó- óìíûå êîëëåêòîðû. Ïðåîáðàçîâàíèå ñîëíå÷íîé èíñîëÿöèè â òåïëîòó íà ïîãëîòèòåëå ïðîèñõî- äèò â îáîèõ òèïàõ êîëëåêòîðîâ èäåíòè÷íî. Â ïëîñêèõ êîëëåêòîðàõ íà ïîãëîòèòåëå óñòàíîâëå- íà ìåäíàÿ òðóáêà ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû, ÷åðåç êîòîðóþ ïðîòåêàåò òåïëîíîñèòåëü, çàáèðàÿ òåï- ëîòó. Ïîãëîòèòåëü çàùèùåí êîðïóñîì êîëëåê- òîðà ñ óñèëåííîé òåïëîèçîëÿöèåé, êîòîðàÿ îá- åñïå÷èâàåò ìèíèìèçàöèþ ïîòåðü òåïëîòû. Â âà- êóóìíûõ êîëëåêòîðàõ ïîãëîòèòåëü âñòðîåí â âàêóóìíóþ ñòåêëÿííóþ òðóáêó. Âàêóóì îáëàäà- åò õîðîøèìè òåïëîèçîëÿöèîííûìè ñâîéñòâàìè, ïîýòîìó ïîòåðè òåïëîòû â âàêóóìíûõ êîëëåêòî- ðàõ íèæå, ÷åì â ïëîñêèõ. Îñîáåííî ýòî ïðîÿâ- ëÿåòñÿ â óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè, õàðàêòåðíûõ äëÿ îòîïëåíèÿ çäàíèé, òî åñòü ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â êîëëåêòîðå è íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ îêðóæàþùåãî âîçäóõà. ÊÏÄ ñîëíå÷íîãî êîëëåêòîðà (�ÑÊ) ïîêàçû- âàåò, êàêàÿ äîëÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, ïîïà- äàþùåãî íà ïëîùàäü àïåðòóðû, ìîæåò áûòü ïðåîáðàçîâàíà â ïîëåçíóþ òåïëîâóþ ìîùíîñòü. ÊÏÄ âñåõ òèïîâ êîëëåêòîðîâ âû÷èñëÿåòñÿ ïî ñîîòíîøåíèþ [1]: �ÑÊ = �î – k1 (Tñ.ð ÑÊ – Òâ)/qïàä – – k2 (Tñ.ð ÑÊ – Òâ)2/qïàä, (1) ãäå �î — îïòè÷åñêèé ÊÏÄ ñîëíå÷íîãî êîëëåêòî- ðà; k1, k2 — êîýôôèöèåíòû, ó÷èòûâàþùèå ïî- 6 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 Ðèñ.1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà òåïëîíàñîñíîé ñèñòåìû ñ èñ- ïîëüçîâàíèåì ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè: ÒÍ — òåïëîâîé íàñîñ; ÊÒÍ — êîíäåíñàòîð ÒÍ; ÈÒÍ — èñïàðèòåëü ÒÍ; Ê — êîì- ïðåññîð; ÎÏ — îòàïëèâàåìîå ïîìåùåíèå; ÑÊ — ñîëíå÷íûé êîëëåêòîð; ÁÀ — áàê-àêêóìóëÿòîð; Í — íàñîñ; Lê — ðàáî- òà ïðèâîäà êîìïðåññîðà òåïëîâîãî íàñîñà; Lí — ðàáîòà ïðè- âîäà íàñîñà íà ïðåîäîëåíèå ñóììàðíûõ ïîòåðü äàâëåíèÿ â íèæíåì êîíòóðå. òåðè òåïëîòû îò ñîëíå÷íîãî êîëëåêòîðà ê îêðó- æàþùåé ñðåäå çà ñ÷åò òåïëîïðîâîäíîñòè ìàòå- ðèàëà êîëëåêòîðà, òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ è êîí- âåêöèè; Tñ.ð ÑÊ — ñðåäíåàðèôìåòè÷åñêàÿ òåìïå- ðàòóðà ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â ñîëíå÷íîì êîëëåê- òîðå; Òâ — ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà âîçäóõà ïî ìå- ñÿöàì îòîïèòåëüíîãî ïåðèîäà; qïàä — ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü ïàäàþùåãî ïîòîêà ñîëíå÷íîé ðàäèà- öèè (÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ Òâ è qïàä âçÿòû èç ðà- áîò [2, 3]). Ñ ó÷åòîì ðåêîìåíäàöèé ðàáîòû [1] áûëè ïðèíÿòû ñëåäóþùèå ñðåäíèå çíà÷åíèÿ îïòè÷åñ- êîãî ÊÏÄ ñîëíå÷íîãî êîëëåêòîðà è êîýôôèöè- åíòîâ òåïëîâûõ ïîòåðü äëÿ ïëîñêèõ ÑÊ: �î = 0,81, k1 = 3,892, k2 = 0,018; è äëÿ âàêóóìíûõ ÑÊ: �î = 0,81, k1 = 1,514, k2 = 0,0066. Ïî ñîîò- íîøåíèþ (1) áûëà ïîñòðîåíà çàâèñèìîñòü ÊÏÄ ÑÊ îò îòîïèòåëüíûõ ìåñÿöåâ ïðè ðàçíûõ òåì- ïåðàòóðàõ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â êîëëåêòîðå. Íà îñíîâå àíàëèçà çàâèñèìîñòåé ÊÏÄ ÑÊ áûëè îïðåäåëåíû ðàáî÷èå äèàïàçîíû òåìïåðàòóð ñî- ëÿíîãî ðàñòâîðà äëÿ óñëîâèé îòîïëåíèÿ. Äëÿ ïëîñêèõ ÑÊ ýòîò äèàïàçîí ñîñòàâëÿåò 10–15 �Ñ, ïîñêîëüêó äàëüíåéøåå óâåëè÷åíèå òåìïåðàòó- ðû ñîëÿíîãî ðàñòâîðà ïðèâîäèò ê ðåçêîìó óìåíüøåíèþ ÊÏÄ ñîëíå÷íîãî êîëëåêòîðà. Âà- êóóìíûå ÑÊ ïîçâîëÿþò ðàñøèðèòü ýòîò äèàïà- çîí äî 30 �Ñ çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ ïîòåðü ïóòåì êîíâåêöèè. Ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû òåïëîíàñîñíûõ ñèñ- òåì â ëèòåðàòóðå îáû÷íî îöåíèâàþò âåëè÷èíîé êîýôôèöèåíòà òðàíñôîðìàöèè ÒÍ. Äëÿ ñëîæ- íûõ ñèñòåì, ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû êîòîðûõ çà- âèñèò íå òîëüêî îò ýôôåêòèâíîñòè ñàìîãî òåï- ëîâîãî íàñîñà, íî è äðóãèõ ýëåìåíòîâ ñèñòåìû, áîëåå öåëåñîîáðàçíî, íà íàø âçãëÿä, èñïîëüçî- âàòü äðóãèå îòíîñèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè, êî- òîðûå îïðåäåëÿþò ýôôåêòèâíîñòü ôóíêöèîíè- ðîâàíèÿ âñåé ñèñòåìû. Â ñâÿçè ñ ýòèì äàëüíåé- øèé àíàëèç ïðîâåäåí íà îñíîâå îïðåäåëåíèÿ âå- ëè÷èíû ñóììàðíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà ñèñòåìó îòîïëåíèÿ, êîòîðàÿ â ñëó÷àå çàòðàò ýíåðãèè òîëüêî íà òåïëîâîé íàñîñ ÿâëÿ- åòñÿ âåëè÷èíîé, îáðàòíîé êîýôôèöèåíòó òðàíñ- ôîðìàöèè òåïëîâîãî íàñîñà. Â ñîîòâåòñòâèè ñî ñõåìîé ñóììàðíûå çàòðà- òû âíåøíåé ýíåðãèè âêëþ÷àþò â ñåáÿ çàòðàòû íà êîìïðåññîð òåïëîâîãî íàñîñà è íàãíåòàòåëü òåïëîíîñèòåëÿ íèæíåãî èñòî÷íèêà òåïëîòû. Ïðè ýòîì óäåëüíûå ñóììàðíûå çàòðàòû ýíåðãèè íà ñèñòåìó îòîïëåíèÿ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â òà- êîì âèäå: lîò = Lñóì/Qîò = (Lê + Lí)/Qê, (2) ãäå Lê, Lí — çàòðàòû ýíåðãèè íà êîìïðåññîð ÒÍ è íàñîñ ñîîòâåòñòâåííî, êÂò; Qê — òåïëîâîé ïîòîê, îòâåäåííûé îò êîíäåíñàòîðà òåïëîâîãî íàñîñà, êÂò. Çàòðàòû ýíåðãèè íà êîìïðåññîð òåïëîâîãî íàñîñà Lê îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå: Lê = Qè/(� – 1). (3) Òåïëîâîé ïîòîê â èñïàðèòåëå òåïëîâîãî íà- ñîñà Qè ìîæíî îïðåäåëèòü òàê: Qè = Vñ.ð �ñ.ð ñð (tñ.ðâõ – tñ.ðâûõ), (4) à òàêæå ïî ñîîòíîøåíèþ Qè = QÑÊ = qïàä �ÑÊ FÑÊ, (5) ãäå Vñ.ð, �ñ.ð, ñð — îáúåìíûé ðàñõîä, ïëîòíîñòü è èçîáàðíàÿ òåïëîåìêîñòü ñîëÿíîãî ðàñòâîðà; tñ.ðâõ, tñ.ðâûõ — òåìïåðàòóðà ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå è âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ; FÑÊ — ïëî- ùàäü êîëëåêòîðà. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 7 Ðèñ.2. Çàâèñèìîñòü ÊÏÄ ïëîñêîãî (à) è âàêóóìíîãî (á) êîëëåêòîðîâ îò ìåñÿöà ðàáîòû. Ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà ñîëÿ- íîãî ðàñòâîðà â êîëëåêòîðå tñ.ðÑÊ, �Ñ, äëÿ (à): 1 — 10; 2 — 11; 3 — 12; 4 — 13; 5 — 14; 6 — 15; äëÿ (á): 1 — 10; 2 — 15; 3 — 20; 4 — 25; 5 — 30. Çàòðàòû ýíåðãèè íà íàãíåòàòåëü ñðåäû: Lí = Vñ.ð �p/(�í �ïð), (6) ãäå �p — ñóììàðíûå ãèäðàâëè÷åñêèå ïîòåðè äàâëåíèÿ â íèæíåì êîíòóðå (â èñïàðèòåëå òåï- ëîâîãî íàñîñà è ñîëíå÷íîì êîëëåêòîðå); �í, �ïð — ÊÏÄ íàñîñà è åãî ïðèâîäà ñîîòâåòñòâåííî (Ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî â îïòèìàëüíîì ðåæèìå ðàáîòû äëÿ íàñîñà �í = 0,8, �ïð = 0,95 [7]). Ñóììàðíûå ãèäðàâëè÷åñêèå ïîòåðè äàâëå- íèÿ â íèæíåì êîíòóðå ãèïîòåòè÷åñêîé óñòàíîâ- êè ìîæíî ñâÿçàòü ñî ñêîðîñòüþ äâèæåíèÿ òåï- ëîíîñèòåëÿ ñîîòíîøåíèåì �p = Ñ w2. (7) Çàäàâøèñü �p = 80 êÏà [8] è ñêîðîñòüþ w = 1 ì/ñ, ìîæíî îïðåäåëèòü êîýôôèöèåíò Ñ. Ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ñîîòíîøåíèþ w = Vñ.ð/Sê = (Vñ.ð/FÑÊ) (FÑÊ/Sê), (8) ãäå Sê — ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ òðóáêè óñëîâíîãî êîíòóðà. Âåëè÷èíó Vñ.ð/FÑÊ îïðåäåëÿåì èç âûðàæå- íèé (4), (5) è ïîëó÷àåì çàâèñèìîñòü Vñ.ð/FÑÊ = qïàä �ÑÊ/[�ñ.ð ñð (tñ.ðâõ – tñ.ðâûõ)]. (9) Ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè �p, îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ �tñ.ðîïò = tñ.ðâõ – tñ.ðâûõ [9] è ñîîòâåòñòâóþùåì ñîîòíîøåíèè Vñ.ð/FÑÊ èç óðàâíåíèé (7) è (8) íàéäåì âåëè÷èíó FÑÊ/Sê è ïðèìåì åå çà ïîñòîÿííîå çíà÷åíèå. Òîãäà ñîîò- íîøåíèå (7) äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñóììàðíûõ ãèä- ðàâëè÷åñêèõ ïîòåðü äàâëåíèÿ â íèæíåì êîíòóðå ïðèìåò îêîí÷àòåëüíûé âèä: �p = C [(FÑÊ/Sê) (Vñ.ð/FÑÊ)]2 = = C1 [Vñ.ð/FÑÊ]2, (10) ãäå êîýôôèöèåíò C1 = C (FÑÊ/Sê)2; äëÿ ïëî- ñêèõ êîëëåêòîðîâ ïðèíÿòî C1 = 2,05.1015, äëÿ âàêóóìíûõ — 8,04.1014. Òåïëîâîé ïîòîê Qê â ñîîòíîøåíèè (2) îïðåäåëÿåòñÿ ïî óðàâíåíèþ òåïëîâîãî áàëàíñà òåïëîâîãî íàñîñà: Qê = Qè + Lê. (11) Äåéñòâèòåëüíûé êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìà- öèè òåïëîâîãî íàñîñà � ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí â òàêîì âèäå: � = �ò �ÒÍ, (12) ãäå �ÒÍ — êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ðåàëü- íûå ïðîöåññû, îñóùåñòâëÿåìûå ðàáî÷èì òåëîì â ÒÍ, êîòîðûé, ñîãëàñíî [10], ìîæíî ïðèíÿòü 0,6; �ò — òåîðåòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò òðàíñ- ôîðìàöèè ÒÍ, êîòîðûé ñ ó÷åòîì òåïëîâûõ íå- îáðàòèìîñòåé â èñïàðèòåëå è êîíäåíñàòîðå ìîæ- íî îïðåäåëèòü ïî ñîîòíîøåíèþ: �ò � – Òè ÒÍ�Òê ÒÍ)–1 = = [1 – (273 + tñ.ðâûõ – � tè)/ /(273 + tê + � tê )]–1, (13) ãäå Òè ÒÍ — òåìïåðàòóðà èñïàðåíèÿ ðàáî÷åãî àãåíòà â èñïàðèòåëå ÒÍ, Ê; Òê ÒÍ — òåìïåðàòó- ðà êîíäåíñàöèè ðàáî÷åãî àãåíòà â ÒÍ, Ê; tñ.ðâûõ — òåìïåðàòóðà ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ, �Ñ; tê — òåìïåðàòóðà âîäû íà âû- õîäå èç êîíäåíñàòîðà, �Ñ; �tè — ðàçíèöà òåìïå- ðàòóð ñîëÿíîãî ðàñòâîðà è ðàáî÷åãî òåëà ÒÍ íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ, �Ñ; �tê — ðàçíèöà òåìïå- ðàòóð ðàáî÷åãî òåëà ÒÍ è âîäû íà âûõîäå èç êîíäåíñàòîðà, �Ñ. Ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèÿì ðàáîòû [10], ìîæ- íî ïðèíÿòü, ÷òî �tè = 5 �Ñ äëÿ ñîëÿíîãî ðàñòâî- ðà â èñïàðèòåëå è �tê = 5 �Ñ äëÿ âîäû â êîí- äåíñàòîðå ÒÍ. Ñ ó÷åòîì óðàâíåíèé (3), (4) è (6) âûðàæå- íèå (2) äëÿ îïðåäåëåíèÿ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà îòîïëåíèå ïðèíèìàåò êî- íå÷íûé âèä: lîò = 1/� [1 + �p (� – 1)/ /(�ñ.ð ñð (tñ.ðâõ – tñ.ðâûõ) �í �ïð)]. (14) Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ îïðåäåëåíèÿ çàâèñèìîñ- òè ñóììàðíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè îò òåìïåðàòóðû ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ òåïëîâîãî íàñîñà íåîáõîäèìî ðåøèòü ñèñòåìó óðàâíåíèé (9), (10), (12), (14). Ðåçóëüòàòû ÷èñëåííîãî àíàëèçà Äëÿ îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðíûõ óñëîâèé ðàáîòû èñòî÷íèêà òåïëîñíàáæåíèÿ â ñèñòåìå îòîïëåíèÿ ïîñòðîåíû çàâèñèìîñòè óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà îòîïëåíèå lîò ïî ñèñòåìå óðàâíåíèé (9), (10), (12), (14) îò òåìïåðàòóðû ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ òåïëîâîãî íàñîñà ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå âîäû íà âûõîäå èç êîíäåíñàòîðà ÒÍ tê = 45 �Ñ = const. Ýòè çàâèñèìîñòè ïðè- âåäåíû äëÿ âàêóóìíûõ ÑÊ, â êîòîðûõ òåìïå- ðàòóðà íà âõîäå â òåïëîâîé íàñîñ èçìåíÿåòñÿ â äèàïàçîíå 10–30 �Ñ (ðèñ.3). Âèäíî, ÷òî äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà ñóùåñòâóþò îïòèìàëüíûå çíà- 8 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 ÷åíèÿ òåìïåðàòóð ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ è ñîîòâåòñòâóþùèå èì ìèíèìàëü- íûå óäåëüíûå çàòðàòû âíåøíåé ýíåðãèè íà òåï- ëîíàñîñíóþ ñèñòåìó îòîïëåíèÿ. Ñëåâà îò îïòè- ìàëüíîãî çíà÷åíèÿ — ðàáîòà êîìïðåññîðà, ñïðàâà — çàòðàòû ýíåðãèè íà ïåðåìåùåíèå òåï- ëîíîñèòåëÿ â íèæíåì êîíòóðå òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè. Íà îñíîâå ÷èñëåííîãî àíàëèçà ïîñòðîåíû ãðàôè÷åñêèå çàâèñèìîñòè îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â èñïàðèòåëå òåïëîâîãî íàñîñà îò ìåñÿöåâ ðàáîòû äëÿ ïëîñ- êèõ è âàêóóìíûõ êîëëåêòîðîâ (ðèñ.4). Âèäíî, ÷òî îïòèìàëüíûå ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ â áîëü- øåé ìåðå çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû ñîëÿíîãî ðàñ- òâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü äëÿ ïëîñêèõ êîë- ëåêòîðîâ. Èñïîëüçîâàíèå âàêóóìíûõ ñîëíå÷íûõ êîëëåêòîðîâ ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü òåìïåðàòóðó ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü òåïëî- âîãî íàñîñà, ïðè ýòîì óëó÷øàþòñÿ óñëîâèÿ ðà- áîòû ÒÍ óñòàíîâêè è óâåëè÷èâàåòñÿ åå êîýôôè- öèåíò òðàíñôîðìàöèè. Âëèÿíèå èçìåíåíèÿ òåì- ïåðàòóðû íà âõîäå â èñïàðèòåëü ñèëüíåå ïðîÿâ- ëÿåòñÿ â õîëîäíûå ìåñÿöû. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ãðåþùåãî òåïëîíî- ñèòåëÿ â ñèñòåìå íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòîïëå- íèÿ â äèàïàçîíå 35–55 �Ñ ñëàáî âëèÿåò íà ýòè çàâèñèìîñòè. Íà îñíîâå íàéäåííîé îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ ñîëÿíîãî ðàñòâîðà â èñïàðèòåëå ÒÍ áûëè ïîñòðîåíû ãðàôè÷åñêèå çàâèñèìîñòè ìèíèìàëüíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåð- ãèè íà îòîïëåíèå îò ìåñÿöà ðàáîòû (ðèñ.5). Âèäíî, ÷òî â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü òåïëîâîãî íàñî- ñà 10–15 �Ñ ïðè èñïîëüçîâàíèè ïëîñêèõ è âàêó- óìíûõ ÑÊ íàáëþäàþòñÿ ïî÷òè îäèíàêîâûå ìè- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 9 Ðèñ.3. Çàâèñèìîñòü óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà îòîïëåíèå ïî ìåñÿöàì îò òåìïåðàòóðû ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âûõîäå èç èñïàðèòåëÿ ïðè tñ.ðâõ, �Ñ: à — 10; á — 20; â — 30. Ðèñ.4. Çàâèñèìîñòü îïòèìàëüíîé ñòåïåíè îõëàæäåíèÿ ñîëÿ- íîãî ðàñòâîðà â èñïàðèòåëå äëÿ ïëîñêîãî (à) è âàêóóìíîãî (á) êîëëåêòîðîâ îò ìåñÿöà ðàáîòû. Òåìïåðàòóðà ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïàðèòåëü tñ.ðâõ, �Ñ, äëÿ (à): 1 — 10; 2 — 11; 3 — 12; 4 — 13; 5 — 14; 6 — 15; äëÿ (á): 1 — 10; 2 — 15; 3 — 20; 4 — 25; 5 — 30. íèìàëüíûå ñóììàðíûå óäåëüíûå çàòðàòû âíåø- íåé ýíåðãèè íà òåïëîíàñîñíóþ ñèñòåìó îòîïëå- íèÿ. Îäíàêî, ñî÷åòàíèå âàêóóìíûõ êîëëåêòîðîâ ñ òåïëîâûì íàñîñîì ñïîñîáñòâóåò óìåíüøåíèþ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè çà ñ÷åò ïîâûøåíèÿ òåì- ïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ íà âõîäå â èñïàðèòåëü. Èç ðèñ.5,á ìîæíî ïîëó÷èòü, ÷òî óñëîâíûé êî- ýôôèöèåíò ïðåîáðàçîâàíèÿ �óñë = 1/lîòmin äëÿ ñèñòåìû ñ âàêóóìíûìè êîëëåêòîðàìè ñîñòàâëÿ- åò 3,8–7,0, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î äîñòàòî÷íîé ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåð- ãèè â òåïëîíàñîñíûõ ñèñòåìàõ íèçêîòåìïåðà- òóðíîãî îòîïëåíèÿ [11]. Âûâîäû Ïðè èñïîëüçîâàíèè ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè êàê íèæíåãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè â òåïëîíàñîñ- íîé ñèñòåìå îòîïëåíèÿ ñóùåñòâóåò îïòèìàëüíàÿ ñòåïåíü îõëàæäåíèÿ ñðåäû â èñïàðèòåëå òåïëî- âîãî íàñîñà, êîòîðîé ñîîòâåòñòâóþò ìèíèìàëü- íûå ñóììàðíûå óäåëüíûå çàòðàòû âíåøíåé ýíåðãèè íà ñèñòåìó â öåëîì. Ýòà îïòèìàëüíàÿ ñòåïåíü îõëàæäåíèÿ ñíèæàåòñÿ â õîëîäíûå çèì- íèå ìåñÿöû â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû òåï- ëîíîñèòåëÿ íà âõîäå â èñïàðèòåëü ÒÍ. Òåïëîíàñîñíûå ñèñòåìû îòîïëåíèÿ áîëåå öåëåñîîáðàçíî ñî÷åòàòü ñ âàêóóìíûìè êîëëåê- òîðàìè, ïîñêîëüêó îíè ïîçâîëÿþò ïîâûñèòü òåìïåðàòóðó ñîëÿíîãî ðàñòâîðà íà âõîäå â èñïà- ðèòåëü òåïëîâîãî íàñîñà è òåì ñàìûì óìåíüøà- þò çàòðàòû âíåøíåé ýíåðãèè íà ñèñòåìó îòîïëå- íèÿ. Ïðè ýòîì óñëîâíûé êîýôôèöèåíò ïðåîáðà- çîâàíèÿ ýíåðãèè ñ ó÷åòîì çàòðàò åå íà ïåðåìå- ùåíèå òåïëîíîñèòåëÿ â íèæíåì êîíòóðå ìîæåò ñîñòàâëÿòü 3,8–7,0, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î äîñòà- òî÷íîé ýíåðãåòè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ðàññìàò- ðèâàåìîé ñèñòåìû. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Ñîëíå÷íûå êîëëåêòîðû Vitosol. Èíñòðóêöèÿ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ. — Viesman, 2010. — 148 ñ. 2. Íàêîð÷åâñêèé À.È. Ñèñòåìà òåïëîñíàáæåíèÿ òåï- ëîàâòîíîìíîãî äîìà // Ïðîì. òåïëîòåõíèêà. — 2009. — ¹ 1. — Ñ. 67–73. 3. Íàêîð÷åâñêèé À.È. Ðàñ÷åò òåïëîâîñïðèíèìàþùåé ñïîñîáíîñòè ñîëíå÷íûõ êîëëåêòîðîâ // Òàì æå. — ¹ 2. — Ñ. 70–75. 4. Íåäáàéëî À.Í., Ëÿøåíêî Í.Å. Èñïîëüçîâàíèå ñîë- íå÷íîãî êîëëåêòîðà äëÿ îòîïëåíèÿ ïîìåùåíèÿ // Òàì æå. — 2010. — ¹ 5. — Ñ. 66–70. 5. Òðîôèìåíêî À.Â., Äóáîâ Ì.Þ., Ëàïêî Ä.Ï., Íàçà- ðåíêî Ì.À., Ïîäëåïè÷ Â.Þ., Áåçíîùåíêî Ä.Â. Ðåçóëüòàòû ýêñïëóàòàöèè ñîëíå÷íûõ êîëëåêòîðîâ â ñèñòåìå òåïëîñíàáæåíèÿ äîìà // Òàì æå. — 2011. — ¹ 5. — Ñ. 60–66. 6. Äóáðîâñêàÿ Â.Â., Øêëÿð Â.È., Íåãîäóéêî È.À. Àíàëèç ýôôåêòèâíîñòè ðàáîòû âàêóóìíîãî ñîë- íå÷íîãî êîëëåêòîðà // Òàì æå. — 2012. — ¹ 1. — Ñ. 95–99. 7. Îáîðóäîâàíèå WILO [Åëåêòðîííèé ðåñóðñ] // Ðå- æèì äîñòóïó — http://www.wilo.ua/cps/rde/ xchg/ua-ua/layout.xsl/index.htm 8. ×óìàê ².Ã., Ëàãóò³í À.Þ., Ëàðÿíîâñüêèé Ñ.Þ. òà ³í. Õîëîäèëüí³ óñòàíîâêè. Ïðîåêòóâàííÿ : Ó÷- áîâèé ïîñ³áíèê. — Îäåñà : Äðóê, 2008. — Ò. 3. — 156 ñ. 9. Áåçðîäíèé Ì.Ê., Ïðèòóëà Í.Î. Åíåðãåòè÷íà åôåêòèâí³ñòü òåïëîíàñîñíèõ ñõåì òåïëîïîñòà÷àí- íÿ. — Êè¿â : ÍÒÓÓ «ÊÏ²», 2012. — 208 ñ. 10. Íåêðàñîâà Î.À., Ñèíÿê Þ.Â. Èññëåäîâàíèå òåï- ëîíàñîñíûõ ñèñòåì îòîïëåíèÿ (ìîäåëüíûé ïîä- õîä) // Òåïëîýíåðãåòèêà. — 1986. — ¹ 11. — Ñ. 30–34. 11. Ôèàëêî Í.Ì., Çèìèí Ë.Á. Îöåíêà ýôôåêòèâíî- ñòè ïðèìåíåíèÿ òåïëîâûõ íàñîñîâ â óñëîâèÿõ ìåò- ðîïîëèòåíîâ è óãîëüíûõ øàõò // Ïðîì. òåïëî- òåõíèêà. — 2006. — ¹ 2. — C. 111–119. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 28.12.12 10 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 Ðèñ.5. Çàâèñèìîñòü ìèíèìàëüíûõ óäåëüíûõ çàòðàò âíåøíåé ýíåðãèè íà îòîïëåíèå äëÿ ïëîñêîãî (à) è âàêóóìíîãî (á) êîëëåêòîðîâ îò ìåñÿöà ðàáîòû. Îáîçíà÷åíèÿ êàê íà ðèñ.4. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 11 Áåçðîäíèé Ì.Ê., äîêò. òåõí. íàóê, ïðîôåñîð, Ïðèòóëà Í.À., àñï³ðàíò Íàö³îíàëüíèé òåõí³÷íèé óí³âåðñèòåò Óêðà¿íè «ÊÏ²» âóë. Ïîë³òåõí³÷íà, 6, êîðï. 5, 03056 Êè¿â, Óêðà¿íà e-mail: m.bezrodny@kpi.ua Òåðìîäèíàì³÷íà åôåêòèâí³ñòü òåïëîíàñîñíèõ ñõåì íèçüêîòåìïåðàòóðíîãî îïàëåííÿ ç âèêîðèñòàííÿì ñîíÿ÷íî¿ åíåðã³¿ Ðîçãëÿíóòî ïðèíöèïîâó ñõåìó òåïëîíàñîñíî¿ ñèñòåìè íèçüêîòåìïåðàòóðíîãî îïàëåííÿ ç âèêîðèñòàííÿì ñîíÿ÷íî¿ ðàä³àö³¿ ÿê íèæíüîãî äæåðåëà åíåðã³¿. Íà îñíîâ³ àíàë³çó çàëåæíîñò³ ñóìàðíèõ ïèòîìèõ çàòðàò çîâí³øíüî¿ åíåðã³¿ íà òåïëîâèé íàñîñ òà íàãí³òà÷ òåïëîíîñ³ÿ íèæíüîãî äæåðåëà òåïëîòè âèçíà÷åíî îïòèìàëüí³ óìîâè ðîáîòè òåïëîíàñîñíî¿ óñòàíîâêè ç âèêîðèñòàííÿì ïëîñêèõ òà âàêóóìíèõ ñîíÿ÷íèõ êîëåêòîð³â. Àíàë³ç ôóíêö³¿ ñóìàðíèõ ïèòîìèõ çàòðàò çîâí³øíüî¿ åíåðã³¿ íà òåïëîíàñîñíó ñèñòåìó îïàëåííÿ ïîêàçàâ, ùî âîíà ìàº åêñòðåìóì, ÿêîìó â³äïîâ³äàº ì³í³ìóì çàòðàò åíåðã³¿ ïðè îïòèìàëüíîìó ñòóïåí³ îõîëîäæåííÿ òåïëîíîñ³ÿ íèæíüîãî äæåðåëà òåïëîòè ó âèïàðíèêó òåïëîâîãî íàñîñà. Íàâåäåíî ãðàô³÷íó ³íòåðïðåòàö³þ çàëåæíîñòåé îïòèìàëüíîãî ñòóïåíÿ îõîëîäæåííÿ òåïëîíîñ³ÿ òà ì³í³ìàëüíèõ ïèòîìèõ ñóìàðíèõ çàòðàò çîâí³øíüî¿ åíåðã³¿ íà òåïëîíàñîñíó ñèñòåìó îïàëåííÿ â ö³ëîìó. Âèçíà÷åíî, ùî ïðè âèêîðèñòàíí³ ñîíÿ÷íî¿ åíåðã³¿ äëÿ òåïëîíàñîñíî¿ ñèñòåìè íèçüêîòåìïåðàòóðíîãî îïàëåííÿ á³ëüø äîö³ëüíî ïîºäíóâàòè ¿¿ ç âàêóóìíèìè êîëåêòîðàìè, îñê³ëüêè âîíè äàþòü çìîãó ï³äâèùèòè òåìïåðàòóðó ñîëÿíîãî ðîç÷èíó íà âõîä³ äî âèïàðíèêà òåïëîâîãî íàñîñà òà öèì ñàìèì çìåíøóþòü çàòðàòè çîâí³øíüî¿ åíåðã³¿ íà ñèñòåìó îïàëåííÿ. Á³áë. 11, ðèñ. 5. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: òåïëîâèé íàñîñ, ñîíÿ÷íèé êîëåêòîð, íèçüêîòåìïåðàòóðíà ñèñòåìà îïàëåííÿ. Bezrodny M.K., Doctor of Technical Sciences, Professor, Prytula N.O., PhD Student National Technical University of Ukraine «Kiåv Polytechnic Institute» Politekhnicheskaya st. 6, building 5, 03056 Kiev, Ukraine e-mail: m.bezrodny@kpi.ua Thermodynamic Efficiency of Low Temperature Heat Pump Schemes of Heating Systems Using Solar Energy In this article principle scheme of low temperature heat pump heating system with solar energy as a low energy source is considered. Having analyzed total unit costs of external energy for heat pump and lower heat source agent blower, optimal conditions for a heat pump system using flat and vacuum solar collectors are defined. Analysis of the function of total unit costs of external energy for heat pump heating system showed that there is an extreme, which corresponds to minimum energy consumption at the optimum stage of cooling lower source heat agent in the evaporator of the heat pump. The graphic interpre- tation of optimal degree dependencies of agent’s cooling and minimum total unit costs of external energy for heat pump heating system as a whole is shown. It is determined that for the use of solar energy for heat pump low temperature heating system it is more use- ful to combine them with vacuum collectors, since they allow to increase the temperature of brine on heat pump evaporator inlet and thereby reduce the cost of external energy of a heating system. Bibl. 11, Fig. 5. Key words: heat pump, solar panels, low-temperature heating system. References 1. Solnechnye kollektory Vitosol. Instrukcija po proektirovaniju. — Viessmann, 2010. — 148 p. (Rus.) 2. Nakorchevskij A.I. Heat-autonomous house heating system // Promyshlennaja teplotehnika. — 2009. — ¹ 1. — pp. 67–73. (Rus.) 3. Nakorchevskij A.I. Calculation of heat receptivity of solar collectors // Promyshlennaja teplotehnika. — 2009. — ¹ 2. — pp. 70–75. (Rus.) 4. Nedbajlo A.N., Ljashenko N.E. The use of solar col- lector for space heating // Promyshlennaja teplotehnika. — 2010. — ¹ 5. — pp. 66–70. (Rus.) 5. Trofimenko A.V., Dubov M.Ju., Lapko D.P., Nazarenko M.A., Podlepich V.Ju., Beznoshhenko D.V. The operating results of solar collectors in the house heating system // Promyshlennaja teplo- tehnika. — 2011. — ¹ 5. — pp. 60—66. (Rus.) 6. Dubrovskaja V.V., Shkljar V.I., Negodujko I.A. Analysis of vacuum solar collector’s performance // Promyshlennaja teplotehnika. — 2012. — ¹ 1. — pp. 95–99. (Rus.) 7. Oborudovanie WILO [Elektronnij resurs] // Rezhim dostupu — http://www.wilo.ua/cps/rde /xchg/ua-ua/layout.xsl/index.htm. (Rus.) 8. Chumak I.G., Lagutin A.Ju., Larjanovskyj S.Ju. Re- frigerators. Designing : Uchbovyj posibnyk. — Odesa : Druk, 2008.— T. 3. — 156 p. (Ukr.) 9. Bezrodny M.K., Prytula N.O. Energy efficiency of heat pump heating schemes. — Kiåv : National Technical University of Ukraine «Kiåv Polytechnic Institute», 2012. — 208 p. (Ukr.) 10. Nekrasova O.A., Sinjak Ju.V. Investigation of of heat pump heating systems (model approach) // Teploenergetika. — 1986. — ¹ 11. — pp. 30–34. (Rus.) 11. Fialko N.M., Zimin L.B. Estimation of efficiency of the use of heat pumps in subways and coal mines // Promyshlennaja teplotehnika. — 2006. — ¹ 2. — pp. 111–119. (Rus.) Received December 28, 2012 12 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 1 Ñâîäíûé êàòàëîã ïåðèîäè÷åñêèõ èçäàíèé, âûïóñêàåìûõ àêàäåìèÿìè íàóê — ÷ëåíàìè ÌÀÀÍ Êàòàëîã ñîçäàí ïîñëå ïðèíÿòèÿ Ñîâåòîì Ìåæäóíàðîäíîé àññîöèàöèè àêàäåìèé íàóê ðå- øåíèÿ î ïîääåðæêå èíèöèàòèâû Ñîâåòà ïî êíèãîèçäàíèþ ïðè ÌÀÀÍ î ñîçäàíèè ñîâìå- ñòíîãî ïîäïèñíîãî êàòàëîãà íàó÷íûõ ïåðèîäè÷åñêèõ èçäàíèé Àêàäåìèé íàóê è îðãàíèçà- öèé — ÷ëåíîâ ÌÀÀÍ. Öåëü ñîçäàíèÿ êàòàëîãà — óëó÷øåíèå êîììóíèêàöèé è îáìåíà íàó÷íîé èíôîðìàöèåé ìåæäó ó÷åíûìè è ñîçäàíèå ëüãîòíûõ óñëîâèé äëÿ ïîäïèñ÷èêîâ, èçäàòåëåé è ðåäàêöèé íàó÷íûõ èçäàíèé. Ïî âîïðîñàì îðãàíèçàöèè ïîäïèñêè, îôîðìëåíèÿ çàêàçîâ è îáðàáîòêè ïîäïèñíîé äî- êóìåíòàöèè îáðàùàéòåñü ïî àäðåñàì: â Óêðàèíå â Ðîññèè Àãåíòñòâî «Óêðèíôîðìíàóêà» óë. Âëàäèìèðñêàÿ, 54, êîìí. 144 Êèåâ-30, 01601 òåë. / ôàêñ +38 (044) 239-64-57 ìîá. +38 (050) 154-77-83 E-mail: innovation@nas.gov.ua Êîìïàíèÿ «Èíôîðìíàóêà» âåä. ñïåöèàëèñò Ïåðîâà Îëüãà Àëåêñàíäðîâíà òåë.: 8(495) 787 38 73 ôàêñ: 8(499) 152 54 81 e-mail: perova@viniti.ru

Термодинамическая эффективность теплонасосных схем низкотемпературного отопления с использованием солнечной энергии

Institution

Ähnliche Einträge