автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Повышение эффективности и выбор рациональных параметров и режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения

ИСАНОВА Анна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Воронеж-2011

4845600

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет.

Защита состоится 19 мая 2011 года в 10 часов в ауд. 3220 на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д.84,корпус 3, тел./факс: +7(4732)71-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет.

Автореферат разослан 18 апреля 2011 г.

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Семенов Виктор Николаевич кандидат технических наук, доцент Дахин Сергей Викторович; доктор технических наук, профессор Кобелев Николай Сергеевич Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

Ученый секретарь

диссертационного совета Старцева Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Развитие экономики Российской Федерации характеризуется постоянно возрастающей стоимостью топливно-энергетических ресурсов, меняющимся соотношением цен на энергоносители, ужесточением требований к срокам окупаемости вновь вводимых в эксплуатацию объектов. Поэтому снижение энергоёмкости экономики РФ, в настоящее время, является приоритетной задачей государства. Уменьшение расхода топлива в системах отопления и горячего водоснабжения возможно при внедрении теплонасосных станций, использующих вторичные энергетические ресурсы и возобновляемые источники энергии. А выбор рациональных параметров и режимов работы данных систем позволит добиться большего экономического эффекта.

Опыт использования тепловых насосов в системах теплоснабжения, в которых они выполняли бы функцию основного источника теплоты, в нашей стране практически отсутствует, но по разработке методики оптимизации подобных систем выполнено значительное количество работ. К ним относятся работы Бродянского В. М., Гельперина Н. И., Зысина В. А., Иоффе А. Ф., Мартыновского B.C., Петракова Г.Н., Пустовалова Ю.В., Регирера А. М., Соколова Е. Я., Сотниковой O.A., Ундрица Г. Ф., Литовского Е. И. и многих других.

Согласно принятой в Российской Федерации методике технико-экономических расчетов показателей работы тепловых насосов (ТН) оптимальный вариант выбирался по минимуму приведенных затрат, определяемых для каждого из сравниваемых вариантов. Эта методика связывает выбор того или иного технического решения с экономическим интересом инвестора, ставя этот выбор в зависимость от существующей на данный момент тарифной, ценовой и налоговой политики, таможенного законодательства и других факторов, которые с течением времени могут меняться. В связи с чем в настоящее время нет универсальной, не требующей в каждом конкретном случае адаптации для рассматриваемой задачи методики обоснований эффективности применения ТН, не зависящей от экономической и политической ситуации в стране. Вполне очевидно, что для принятия долгосрочных технических решений необходимы устойчивые критерии, которые в полной мере отражали бы технико-экономические преимущества предлагаемого варианта.

Анализ рассматриваемых систем показывает, что инженерные методы оптимизации технико-экономических показателей теплонасосных станций систем теплоснабжения разработаны недостаточно; возможности оптимизации работы, поиска современных энергосберегающих решений далеко не исчерпаны.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности и выбор рациональных параметров и режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения.

Основные задачи работы:

- разработать математическую модель теплонасосной станции для систем отопления и горячего водоснабжения;

- получить аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии ;

- обосновать варианты последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции, выявить влияние КПД тепловых насосов на рациональную схему их соединения;

- осуществить выбор рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения.

Методы исследования. В качестве инструментов исследования использовались следующие научные методы: анализ, синтез, обобщение, логические методы; системный и комплексные подходы, экономико-математические методы и методы математического анализа.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 на основе анализа термодинамического цикла разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. Модель включает в себя уравнения, описывающие влияние КПД и температур конденсации рабочего тела тепловых насосов, температуры низкопотенциального источника теплота, температуры теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения на работу тепловой станции;

2 получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии;

3 при обосновании вариантов последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции, выявлено влияние КПД тепловых насосов на минимальный расход топлива и рациональную схему их соединения;

4 обоснование режимов работы теплонасосной станции выполнено с использованием аналитических зависимостей и поверхностей откликов расхода топлива от температур конденсации рабочего тела и КПД тепловых насосов. В качестве целевой функции принимался минимальный расход топлива. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием современных методов теоретических исследований, фундаментальных математических методов анализа и законов тепло- и массообмена, соотнесённых с полученными данными из других источников, апробацией приведённых решений на теплоэнергетических предприятиях.

Научная значимость работы состоит в разработке методики определения параметров и режимов работы теплонасосной станции для отопления и горячего водоснабжения, описывающей влияние основных параметров её работы на расход топлива.

Практическая значимость работы определяется применением научных положений методики и практических рекомендаций, способствующих экономии топливно-энергетических ресурсов при использовании теплонасоных станций в системах отопления и горячего водоснабжения.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на: Международной конференции и Российской научной школе «Системные проблемы надёжности, качества, информационных и электрических технологий в управлении инновационными проектами» (Москва, 2008); IV Международной молодёжной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань: КГУ, 2009); V Международной научно-практической конференции «Разработка, производство и эксплуатация турбо-электронасосных агрегатов и систем на их основе «Системы, насосы, трубы «СИНТ'09» (Воронеж, 2009); X Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов «Научные исследования в области транспортных, авиационных и космических систем «АКТ-2009» (Воронеж: ВГТУ, 2009); IX Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов (Воронеж: ВГТУ, 2010); Международной научно-практической конференции «Развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации» (Воронеж: ВГАСУ, 2010).

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации:

- математическая модель теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения;

- аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии;

- обоснование выбора схем последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции при различных температурах низкопотенциального теплоносителя;

- обоснование рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения.

Публикации. Основные результаты работы были опубликованы в 15 научных статьях общим объёмом 75 стр., из них лично автору принадлежит 51 стр. Пять работ опубликованы в изданиях, рекомендованных к размещению публикаций Высшей аттестационной комиссией («Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура», «Вестник ВГТУ»), В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертационной работы: в работе [1] приведён анализ энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве городского округа г. Воронеж и рассмотрено использование теплонасосных установок в системах горячего водоснабжения; в работе [2] вычислены температуры конденсации рабочего агента в системе связанных тепловых насосов, минимизирующие функции расхода условного топлива при практически одинаковых КПД работы ТН; в работе [3] в случаях различных соотношений параметров системы построены выражения для оптимальных температур конденсации рабочего вещества; в работе [4] рассмотрена оптимизация общего расхода условного

топлива в тепловой сети, включающей последовательно связанные тепловые насосы, пиковый источник тепловой энергии и подпитывающие энергоисточники, в качестве переменных оптимизации выбирались температуры конденсации рабочих тел в тепловых насосах, а другие характеристики объектов тепловой сети рассматривались как параметры; в работе [5] рассмотрена оптимизация энергозатрат системы тепловых насосов, с последовательно соединёнными конденсаторами в предположении, что КПД работы ТН и относительная разность температур рабочего вещества и теплоносителя после прохождения конденсаторов тепловых насосов плохо согласованы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего 141 наименования. Материалы диссертации изложены на 136 страницах и содержит 46 рисунка, 25 таблицы и 80 формул.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, представлена научная новизна и практическая значимость результатов работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится аналитический обзор литературы по теме диссертации. Рассмотрены основные области применения теплонасосных станций. Обоснована теоретически эффективность использования тепловых насосов в системах отопления и горячего водоснабжения в качестве энергосберегающего оборудования, доказанная мировым опытом. На основании проведенного анализа современного состояния указанной проблемы сформулированы цель и задачи данного исследования.

Во второй главе дана характеристика существующих методов расчета технико-экономических параметров теплонасосных систем теплоснабжения. На основе анализа термодинамического цикла разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. С использованием метода последовательных приближений в форме регулярной и сингулярной теории возмущений получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующие расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии.

Сокращение расхода топлива в теплонасосных станциях (ТНС) и общая его экономия в системах отопления и горячего водоснабжения зависят, в частности, от температуры нагрева сетевой воды в конденсаторе ТН. В связи с этим возникает задача определения оптимальной температуры конденсации хладагента Ткопт в конденсаторах тепловых насосов. От неё зависит как температура теплоносителя после конденсатора, так и распределение суммарной тепловой нагрузки системы между последовательно соединёнными ТН и пиковым источником теплоты (рис. 1).

Д Т, С[

л осгктха

Рис. 1. Принципиальная схема теплонасосной станции для систем отопления и горячего водоснабжения: I - тепловой насос ТН1; 2 - тепловой насос ТН2; 3 - конденсатор; 4 - испаритель; 5 - низкопотенциальный источник теплоты; б - насос в системе НПИТ; 7 - сетевой насос №1; 8 - сетевой насос №2; 9 - насос в системе горячего водоснабжения; 10, 11, 12 - баки-аккумуляторы нагретой в ТН воды, обратной сетевой воды и горячей воды в системе горячего водоснабжения соответственно; 13 - система ото-пления;14 - пиковая котельная; 15 - система горячего водоснабжения; 16 - теплообменник системы горячего водоснабжения; С)0 - тепловая нагрузка испарителя ТН, кВт; <3ПП) - тепловая нагрузка теплообменника системы горячего водоснабжения, кВт; 011:ш1 - массовый расход воды в системе НПИТ, кг/с; Сх - массовый расход холодной воды кг/с;Т0 - температура испарения хладагента ТН, К; Тш, Т112 - температура НПИТ на входе в испаритель и на выходе из испарителя ТН соответственно, К; ТК1, ТК2 - температура конденсации хладагента ТН 1 и ТН2 соответственно, К; Т2 - температура теплоносителя в обратном трубопроводе системы отопления, К; Тп, Т,., - температура теплоносителя до и после теплообменника системы горячего водоснабжения, К; Тг - температура горячей воды в системе горячего водоснабжения (у абонентов), К; Тхп - температура воды, идущей в качестве подпитки в рассматриваемую систему, К; Т,, ТП1,, Тп - температура теплоносителя до и после конденсатора ТН1 и после конденсатора ТН2 соответственно, К; ХВ - система холодного водоснабжения.

Существуют различные модификации теплонасосных установок, применяемых в системах отопления и горячего водоснабжения. При последовательном соединении конденсаторов нескольких тепловых насосов у каждого из них температура конденсации максимально приближаются к температуре теплоносителя. Иными словами, каждый последующий цикл располагается в более высоком температурном интервале, чем предыдущий, что позволяет достичь наибольшей температуры теплоносителя на выходе из последнего конденсатора теплового насоса.

Запишем функцию общего расхода условного топлива в безразмерном виде:

U(X,Y)=B(X,Y)-(--) =

= AY + 50(X + e°)/Y + e, -S0 -Х + < -50 /X + UD, uo = л2 -a, -(g; -c2 +g;c,)/^k -l-60(l + c; +e, + s2), (2) где X = TK,/T0PY = TK2/T02, а^Пк'ЛхО-Фсм). ao = 34,1-10X> A = 1-а,/лк, 5„=T01/T02, e° = s2/So, е2=(дтк2-дтк])/т02, б, = (n2 -ц,)1\\„ < = с,-(l + s,), с, = (дтк1 + Т3)/Т0|, О; = Gc /(Gc + Gr),G". = Gr /(Gc + Gr), c2 = (дтк2 + t,)/t02, c3 = (дтк2 + tn)/t02.

где X, Y - относительная температура конденсации рабочего тела первого и второго теплового насоса; ТК1, ТК2, Т01, Т02- см. рис. I; а, - произведение КПД всех фрагментов цепи; r|jí - КПД выработки электроэнергии на конденсационных электростанциях (КЭС) (г^ е(0,32;0,34)); Фсн- коэффициент собственных нужд КЭС (фсм е(0,04;0,06)); КПД работы электрической сети

(г|эс е(0,94;0,96)); СР - удельная изобарная теплоемкость воды, кДж/(кг-К); А - безразмерный коэффициент связывающий часть внешних и внутренних параметров системы; г]ь г)2 - КПД работы ТН1 и ТН2 соответственно; г|к - КПД работы пиковой котельной (г|ке(0,85;0,9)); 50 - отношение температур испарения ТН1 и ТН2 хладагента в конденсаторах THI и ТН2; s2 - относительная разность температур в конденсаторах ТН (к температуре испарения хладагента в испарителе ТН); ДТК| - конечная разность температур в конденсаторе ТН1 и ТН2 соответственно, К; s, - относительная разность КПД работы ТН1 и ТН2; Сг - удельная изобарная теплоемкость воды, кДж/(кг-К); Gc - массовые расходы теплоносителя в системе отопления, кг/с; G'c.r - относительные расходы теплоносителя в системе отопления и горячего водоснабжения.

На основе математической модели с использование теории возмущений получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующие расход топлива.

В случае, когда КПД и конечные разности температур рабочего тела и

теплоносителя первого теплового насоса незначительно больше аналогичных значений второго е, <0 и е2 <0 (¡£,|«1, |е2|«1), с точностью до членов второго порядка малости по и "£г, имеем: - температуры конденсации рабочего тела в тепловых насосах, обеспечивающие минимальный расход топлива тепловой станции определяются

У« ;

А

2,|с?А О А

3 V А IV А2

1,/с, А /С1 А

1

35„

ЗУ А2

А2

~ 2 £, -Т

з \1 А-с,-5=

минимальное значение функции расхода условного топлива составляет

и(х<г), У(2>) * и0 + А ■ У00 • [з - (ут +1) ■ е, ]- е2 /'Ую, (3)

где = .

В случае, когда КПД первого теплового насоса незначительно больше аналогичного значения второго е, > 0 и е2=-е2<0 (|е,|«1, |е2| «1), с точностью до членов второго порядка малости по г, и?,, имеем: - температуры конденсации рабочего тела в тепловых насосах, обеспечивающие минимальный расход топлива тепловой станции определяются

Л

Xй >

\

2 /с,!А (,1е,-к

3 А А V А2

Ч

1 _3 с, А

-1

3\ А2

1 _

е,---б, + ...,

35,, 2

2

е, --

3 \/А-с, А

- минимальное значение функции расхода условного топлива составляет

и(Х(2>,?(2>)» и0 + А • У00 • [3 + (У00 + !)• £,]- ?2/У00. (4)

Из выражения (3) и (4) можно заключить что, чем выше КПД работы первого теплового насоса, тем меньше энергетические затраты на выполнение работы рассматриваемой системы при оптимальных температурах конденсации рабочих тел в ТН.

Для случая положительной разности КПД второго и первого ТН ((е, > 0),|е2( «I), с точностью до членов второго порядка малости по ег, имеем:

- температуры конденсации рабочего тела в тепловых насосах, обеспечивающие минимальный расход топлива тепловой станции определяются

п=0 п=0

где X,

о 5, А Т0> "о Л V Л '

А Уо-А0

X,

У3

-1 ( в;

¡4в;'+(л/7+[дв;5 -(41-

х.

б(в;У Ур^в*)3 -Ур |

80А

, д0=а2.у03 - 4 - 80.с;,

в;' = в;-(1+ед в; = с,-6^/а2, в; = 2^/4-в;е,[кы-к(-)],

2„(в;)=

в;

- минимальное значение функции расхода условного топлива составляет

и(х.,у)к и0 + -

(в^ + УХВ;)1. 1 + е2

А-Дг

д0-(в;)' + 2(в;)<1+ег4.Л

А У^-Д0

(5)

Определим наиболее благоприятный режим работы тепловой станции относительно порядка последовательно соединённых тепловых насосов, на выходе из конденсаторов которых разности межу температурами теплоносителя и хладагента различны. Вычислим разность расходов условного топлива в ТН-цепи при ДТ2 < ДТ, и ДТ2 > ДТ,:

Уп-1

и(Х.,У.;-£2)-и(Х.,У.;е2)«2Е2

(6)

Таким образом, наименьший расход топлива на обеспечение заданного температурного уровня системы будет большим, если ДТ2 - ДТ, > 0, т.е. величина конечной разности температур между хладагентом и теплоносителем в

конденсаторе второго теплового насоса будет больше, чем у первого.

Рассмотрим случай, в соответствии с которым параметр теплопередачи "{Г2 «1, а величина параметра КПД работы £, заключена в интервале

(в!, 1 — Лг)> т-е- КПД работы первого теплового насоса больше, чем второго.

Выражения, определяющие оптимальные температуры конденсации хладагентов тепловых насосов, минимизирующие целевую функцию (1), можно записать в виде

ь.

У(3,«У<3> + 2

А-Д0-¥0

(3)

ЗА„-12Ди-;

л .v«3)

А А-у«4

(7)

где х, =1 + —, х2 =-2

А-У0(3) ЗА0 - 2 ^ б0-с,* А30

А„ =

Уо -4-В,

в;3

д,

Уп -4-В,

- о

у0№ =3/4-41-

К + К

& 0 б,

А

к±(щ)=ф±,1-

'аЩ

у

1 -егО-е,).

Используя поученные результаты, можно установить влияние различных параметров тепловой станции, состоящей их тепловых насосов, конденсаторы которых соединены последовательно, а испарители - параллельно, и пиковой котельной, покрывающие нагрузку системы отопления и горячего водоснабжения.

В третьей главе исследовано влияние основных параметров работы теп-лонасосной станции на расход её условного топлива. Построены поверхности отклика расхода топлива в зависимости от основных параметров работы ТНС. При обосновании вариантов последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции выявлено влияние КПД тепловых насосов на расход топлива и рациональную схему их соединения.

На основе полученного решения задачи минимизации общего расхода

п

условного топлива для случая, когда относительная разность КПД является величиной одного порядка малости с относительной конечной разностью температур конденсации рабочих тел и теплоносителя на выходе из конденсаторов ТН, можно заключить, что наименьший расхода топлива системы достигается в случае максимальных значений КПД работы как первого, так и второго теплового насоса (рис. 2).

Рис. 2. Поверхность отклика расхода условного топлива в зависимости от КПД работы первого и второго теплового насоса

В системах последовательно соединённых тепловых насосов (таблица) меньший расход условного топлива можно- достигнуть, если КПД работы ТН! незначительно меньше, чем ТН2 (рис. 3).

Таблица

Характеристики работы системы, основным источником тепла которой являются тепловые насосы при их различных вариантах соединения

Случай 11 12 Пк фен Лзс л,к ЛТк1 °с ЛТга °С То2, °С Тоь "С Ог, кг/с Ос, кг/с Тп, °С Тп, °С Т1,0 С С

1 0,45..0,48 0,44 0,87 0,05 0,95 0,33 5 4,1 20 20 0,23 0,36 65 55 90 70

2 0,44 0,45..0,48 0,87 0,05 0,95 0,33 5 4,1 20 20 0,23 0,36 65 55 90 70

1,444 1.442

v

в2 /

440 .

438 . 436 _ 434 432 . 430 428 . 426 0.45

0,455 0,46 0,465 0.47 0,475 0,48 п

Рис. 3. График расхода условного топлива в первом и втором случае последовательности соединения тепловых насосов при изменении КПД работы тепловых насосов: В1 - расход топлива в первом случае, В2 - расход топлива во втором случае

Далее рассмотрим ситуацию, в соответствии с которой относительные разности температур хладагента и теплоносителя на выходе из конденсаторов насосов практически равны между собой, а величина КПД работы насосов значительно отличаются друг от друга (рис. 4).

Рис. 4. Поверхность отклика расхода условного топлива рассматриваемой системы в зависимости от КПД работы первого и второго тепловых насосов

В случае когда, что КПД первого теплового насоса больше, чем КПД второго, а конечная разность температур между хладагентом и теплоносителем в конденсаторе второго теплового насоса больше чем у первого:

- при возрастании КПД работы ТН1 происходит увеличение расхода условного топлива при неизменных остальных параметрах системы, что является неприемлемым при постоянной тепловой нагрузке системы;

- с ростом КПД работы ТН2 происходит снижение расхода условного топлива рассмативаемой системы.

При выборе энергосберегающего варианта последовательности соединения тепловых насосов наиболее рациональным будет тот, в котором значение КПД работы второго теплового насоса будет значительно больше, чем первого.

При последовательном соединении конденсаторов и параллельном испарителей тепловых насосов в том случае, если КПД первого теплового насоса больше чем второго, но конечная разность температур хладагента и теплоносителя в конденсаторе второго теплового насоса незначительно больше, чем у первого (е, <1, ¡£,¡«1 Лип >т1ш2> <АТК|), установка второго теплового насоса является нерациональной и экономически невыгодной. Это обусловлено тем, что оптимальная температура конденсации хладагента первого теплового насоса больше чем второго. Второй тепловой насос не повышает температуру теплоносителя прошедшего конденсатор ТН1. Тепловая нагрузка покрывается только первым тепловым насосом и пиковой котельной, а установка второго ведёт к неоправданному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат (рис. 5).

тк,°с

2501---

150

'0 35 0.4 0.45 °-5

- Тк2 ---- Тк!

Рис. 5. График оптимальных температур конденсации хладагентов в зависимотси от КПД работы первого теплового насоса

14

В четвёртой главе при практическом обосновании разработанной методики определения параметров и режимов работы теплонасосной станции, обеспечивающих минимальный расход условного топлива, приводятся результаты её апробации в системе горячего водоснабжения микрорайона Придонской г. Воронеж (рис. 6). Определены оптимальные температуры нагрева теплоносителя в конденсаторах тепловых насосов и предложена рациональная схема соединения ГН в тепловой станции.

Рис. 6. Принципиальная схема теплонасосной станции для системы горячего водоснабжения (микрорайон Придонской г. Воронеж): 1, 2 -тепловые насосы; 3 - конденсаторы тепловых насосов; 4 - испарители тепловых насосов; 5 - система горячего водоснабжения;6 - теплообменник системы горячего водоснабжения; 7, 8 - баки-аккумуляторы; 9 - низкопотенциальный источник теплоты (теплота фунта); 10 - насос; 11, 12 - раздаточный и сборный коллекторы системы НПИТ; 13 - пиковая отельная, 1:гвгъ 1гвг~ температуры теплоносителя на выходе и на входе конденсатора ТН1 соответственно, С; Тпз1— температуры теплоносителя на выходе из конденсатора ТН2, °С; V - температура горячей воды в СГВ, °С; температура холодной воды на входе в теплообменник системы горячего водоснабжения, °С; 1н22 - температуры НПИТ на выходе из испарителей ТН1 и ТН2 соответственно, °С; %1 - температура НПИТ на входе в испарители ТН1 и ТН2 соответственно, °С; Сшит - общий массовый расход НПИТ, кг/с; ОньОщ - массовые расходы НПИТ через испарители ТН1 ТН2, кг/с; Ок- массовый расход теплоносителя через конденсаторы ТН1 и ТН2, кг/с; Ссгв - массовый расход теплоносителя в систем горячего водоснабжения, юг/с.

15

Разработаны наиболее предпочтительные схемы теплонасосных станций, имеющих различные: виды тепловых нагрузок - отопление, горячее водоснабжение; низкопотенциальные источники теплоты - поверхностные воды (водохранилище), коммунальные сточные воды. Годовой экономический эффект этих вариантах колеблется от 1 861,5 до 13 815,6 тыс. руб. в год (в ценах 2010 г.).

Применением тепловых насосов является выгодным при постоянно растущих ценах на топливо и позволяет снизить использование органического топлива, благодаря чему достигается положительный экологический эффект (сокращение на 80 % выбросов в атмосферу окиси азота и двуокиси углерода).

Выводы

1 Разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. Модель включает в себя уравнения, описывающие влияние КПД и температур конденсации рабочего тела тепловых насосов, температуры низкопотенциального источника теплоты, температуры теплоносителя в системе отопления и горячего водоснабжения на работу тепловой станции.

2 На основе математической модели с использование метода последовательных приближений в форме регулярной и сингулярной теории возмущений получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующие расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии.

3 При выборе схем теплонасосной станции, выявлено влияние КПД тепловых насосов на минимальный расход топлива и рациональную схему их соединения.

4 Разработана методика определения параметров и режимов работы теплонасосной станции. Методика основывается на математической модели и аналитических зависимостях. В качестве целевой функции принимается минимальный расход топлива. Показано влияние основных параметров работы теплонасосных станций на расход топлива при использовании их для отопления и горячего водоснабжения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Лукьяненко A.B. Теплонасосные установки в системах горячего водоснабжения в ЖКХ // Вестник ВГТУ. - 2008. - Т. 4, №1. - С. 137 - 141.

2. Лукьяненко A.B. Оптимальные расходы условного топлива в системе последовательно связанных тепловых насосов / A.B. Лукьяненко, А.П.

16

Бырдин, Г.Н. Петраков // Вестник ВГТУ. - 2008. -Т. 4, №12. - С. 148 -153.

3. Лукьяненко A.B. Проектирование физических параметров конденсаторов теплонасосных установок в системах теплоснабжения / A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин // Вестник ВГТУ. - 2009. - Т. 5, №10. - С. 196 - 200.

4. Лукьяненко A.B. Оптимальные температуры конденсации рабочего вещества в теплонасосной системе теплоснабжения при последовательном соединении конденсаторов тепловых насосов // Научный вестник «Строительство и архитектура». -2010. - Выпуск 1 (17). - С. 59 - 71.

5. Лукьяненко A.B. Оптимизация топливных затрат системы тепловых насосов с нестандартизиро ванными элементами конструкции /A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин // Вестник ВГТУ. - 2010. - Т. 6, №4. - С. 172 - 174.

Статьи в других изданиях:

6. Лукьяненко А.В Потенциал энергосбережения объектов жилищно-коммунального хозяйства // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения. - 2008. - Вып. 9. - С. 12-15.

7. Лукьяненко A.B. Экономическая целесообразность применения теплонасосных установок в системе горячего водоснабжения / Э.В. Сазонов, A.B. Лукьяненко, В.И. Лукьяненко // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения. -2008. - Вып. 10.-С. 111-115.

8. Лукьяненко A.B. Прогноз использования тепловых насосов в системах горячего водоснабжения. // Материалы докладов IV международной молодёжной конференции «Тинчуринские чтения». - 2009. - Т. 2. -С. 30-32.

9. Лукьяненко A.B. Определение температуры конденсации рабочего тела системы тепловых насосов в условиях энергосбережения / A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин, Г.Н. Петраков // Воронеж, межвузовский сборник научных трудов «Высокие технологии в технике, медицине, экономике и образовании».- 2008. - С. 100 - 109.

10. Лукьяненко В. И. Нетрадиционное решение вопросов горячего водоснабжения и энергосбережение жилого микрорайона / Э.В. Сазонов, A.B. Лукьяненко, В.И. Лукьяненко // Материалы Международной конференции и Российской научной школы «Системные проблемы надёжности, качества, информационных и электрических технологий в управлении инновационными проектами». - М: Энергоатомиздат, 2008.-С. 100-101.

11. Лукьяненко А. В. «Экономический эффект от применения теплонасосных установок в системах горячего водоснабжения» // Авиакосми-

ческие технологии «АКТ-2008»: тезисы IX Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых учёных, аспирантов и студеетов. - 2008. - С. 103 - 104.

12. Лукьяненко A.B. «Оптимизация энергозатрат в теплонасосной цепи по температурам конденсации рабочего вещества» / А.ВЛукьяненко, А.П. Бырдин, Г.Н. Петраков // Системы, насосы, трубы «СИНТ'09». Материалы конференции. Т. 2. - Воронеж: «Научная книга», 2009. - С. 125-131.

13. Лукьяненко A.B. «Оптимизация энергозатрат в ТН-цепи по температурам конденсации рабочего вещества» / А.ВЛукьяненко, А.П. Бырдин, Г.Н. Петраков // Научные исследования в области транспортных, авиационных и космических систем «АКТ-2009»: труды X Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых учёных, аспирантов и студентов. - 2009. - С. 416 - 422.

14. Лукьяненко A.B. Экологические аспекты оптимизации работы тепло-насосного оборудование / Э. В. Сазонов, В. Н. Семёнов, A.B. Лукьяненко // «Высокие технологии в экологии»: труды 13-й международной науч.-практ. конференции. - 2010. - С. 123 - 129.

15. Лукьяненко A.B. Оптимизация работы энергосберегающих систем теплоснабжения на основе тепловых насосов / В. Н. Семенов, A.B. Лукьяненко / Устойчивое развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации: сб. докладов междунар. науч.-практич. конф. -2011.-С. 119-125.

Исакова Анна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.04.2011. Формат 60 * 84 1/16. Уч.-изд. л. 1,0. Усл.-печ. л. 1,1. Бумага писчая. Тираж 100 экз. Заказ № 166.

Издательство учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

1. ОБЗОР НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ

ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ.

1.1. Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения.

1.2. Анализ схем теплонасосных установок и классификация низкопотенциальных источников теплоты.

1.3. Использования теплоаккумуляторов в теплонасосных системах.

1.4. Цели и задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ

ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Математическая модель теплонасосной станции для систем отопления и горячего водоснабжения.

2.2. Оптимальных температур конденсации рабочих тел тепловых насосов при малых относительных разностях их КПД и конечных разностях температур в конденсаторах.

2.3. Аналитические зависимости расхода топлива тепловых насосов при малых относительных конечных разностях температур в конденсаторах.

2.4. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ НА МИНИМАЛЬНЫЙ

РАСХОД ТОПЛИВА СИСТЕМЫ.

3.1. Влияния основных параметров работы теплонасосной станции на расход условного топлива при малых относительных разностях их КПД и конечных разностях температур в конденсаторах.

3.2. Влияния параметров работы теплонасосной станции на рациональные температуры конденсации рабочего тела при малых относительных конечных разностях температур в конденсаторах.

3.3. Выводы.

4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

4.1. Выбор рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем отопления.

4.2. Выбор рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем горячего водоснабжения.

4.3. Технико-экономические показатели теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения

4.4. Выводы.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Современное развитие энергетики характеризуется значительно возросшей стоимостью энергоносителей, а также ухудшением состояния окружающей среды и усложнением её охраны от воздействия теплогенерирующих установок. Энергоресурсосбережение и охрана окружающей среды являются приоритетными направлениями развития фундаментальных исследований в области потребления топливно-энергетических ресурсов (см. рисунок 1) [37,81,82].

Рисунок 1 - Приоритеты Росси в XXI веке

Экономика России является одной из наиболее энергоемких в мире по любому агрегированному показателю. Россия занимает 12 место в списке из 121 стран мира по потреблению энергии на 1 долл. Внутреннего валового продукта (ВВП) (см. рисунок 2) [82, 146].

1.0

0.9-----------------—-покупательской способности по странам мира Г

Из стран, входящих в десятку крупнейших потребителей энергии, приведённых в таблице 1, в мире ни одна не потребляет больше энергии на единицу ВВП, чем Россия. [37,147].

Таблица 1. - Показатели энергоемкости стран, входящих в десятку крупнейших потребителей энергии в 2005 г.

Страна Совокупный объем энергопотребления (млн тнэ) Энергоемкость Позиция в рейтинге кг.нэ/ВВП По показателю кг.нэ/ВВП по ППС

Соединенные штаты Америки 2340,29 0,19 58

Китайская народная республика 1717,15 0,20 55

Россия 646,68 0,42 12

Индия 537,31 0,14 87

Япония 530,46 0,14 92

Германия 344,75 0,14 90

Франция 275,97 0,14 88

Канада 271,95 0,25 33

Великобритания 233,93 0,12 101

Корея 213,77 0,20 53

В настоящее время хотя ситуация и меняется в лучшую сторону, но это происходит медленно и не удовлетворяет сегодняшним реалиям. По экспертным оценкам запланированное удвоение ВВП (после выхода из кризиса) потребует роста потребности в топливно-энергетических ресурсах в 1,6.1,7 раза (при сохранении энергоёмкости на уровне 2000 г.), что повлечет за собой непосильные для консолидированного бюджета страны финансовые затраты (см. рисунок 3) [81,146].

-энергоемкость ВВ11 по умеренному варианту

7000г. 7005г. 7010г. 7015г. 7070г.

Рисунок 3 - Динамика ВВП России и его энергоемкости с 2000 по 2020 г. б

Из выше сказанного следует, что необходимо внедрение энергосберегающих мероприятий, позволяющих снизить энергоёмкость ВВП. При оценке мероприятий по энергосбережению следует исходить по возможности из того, какой «положительный вклад» вносит их осуществление в достижение социальных целей. Существуют следующие виды положительного эффекта энергосберегающих мероприятий: прекращение расточительства энергии; сохранение природных невозобновляемых энергоресурсов; предупреждение ущерба окружающей среде и экологического риска; обеспечение благоприятных социальных аспектов. Анализ видов положительного эффекта представлен на рисунке 4 [37,81,82].

Рисунок 4 - Задачи энергосбережения

Потенциал энергосбережения в российской экономике представлен на рисунке 5 [37,81,82].

Энергоёмкие ЖКХ

Федеральная Транспорт бюджетная сфера

Рисунок 5 - Потенциал энергосбережения в российской экономике 7

Снижение энергозатрат возможно при использовании природных источников низкопотенциальной теплоты, что требует изменения существующей системы теплоснабжения. Это может быт достигнуто с помощью внедрения современных достижений науки и техники. Одним из инновационных направлением модернизации систем теплоснабжения и горячего водоснабжения, позволяющим сократить энергозатраты является применение тепловых насосов (ТН). Это одно из наиболее эффективных мероприятий, не только, по экономии топлива, но и по защите окружающей среды.

Принцип работы тепловых насосов основан на преобразовании низпопотенциальной теплоты природных и промышленных источников в теплоту пригодную для использования. Область применения тепловых насосов очень широка. Они могут работать на различных технологических циклах крупных производственных комплексов, городском хозяйстве, например, для теплоснабжения и горячего водоснабжения абонентов и в других областях.

Опыт использования тепловых насосов в системах теплоснабжения, в которых они выполняли бы функцию основного источника теплоты, в нашей стране практически отсутствует, но по разработке методики оптимизации подобных систем выполнено значительное количество работ. К ним относятся работы Бродянского В.М., Гельперина Н.И., Зысина В.А., Иоффе А.Ф., Мартыновского B.C., Петракова Г.Н., Пустовалова Ю.В., Регирера A.M., Соколова Е.Я., Сотниковой O.A., Ундрица Г.Ф., Литовского Е.И. и многих других.

Согласно принятой в Российской Федерации методике технико-экономических расчетов показателей работы тепловых насосов (ТН) оптимальный вариант выбирался по минимуму приведенных затрат, определяемых для каждого из сравниваемых вариантов. Эта методика связывает выбор того или иного технического решения с экономическим интересом инвестора, ставя этот выбор в зависимость от существующей на 8 данный момент тарифной, ценовой и налоговой политики, таможенного законодательства и других факторов, которые с течением времени могут меняться. В связи с чем в настоящее время нет универсальной, не требующей в каждом конкретном случае адаптации для рассматриваемой задачи методики обоснований эффективности применения ТН, не зависящей от экономической и политической ситуации в стране. Вполне очевидно, что для принятия долгосрочных технических решений необходимы устойчивые критерии, которые в полной мере отражали бы технико-экономические преимущества предлагаемого варианта.

Анализ рассматриваемых систем показывает, что инженерные методы оптимизации технико-экономических показателей теплонасосных станций систем теплоснабжения разработаны недостаточно; возможности оптимизации работы, поиска современных энергосберегающих решений далеко не исчерпаны.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности и выбор рациональных параметров и режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения. Основные задачи работы:

- разработать математическую модель теплонасосной станции для систем отопления и горячего водоснабжения;

- получить аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии;

- обосновать варианты последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции, выявить влияние КПД тепловых насосов на рациональную схему их соединения;

- осуществить выбор рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения.

Методы исследования. В качестве инструментов исследования использовались следующие научные методы: анализ, синтез, обобщение, логические методы; системный и комплексные подходы, экономико-математические методы и методы математического анализа. Научная новизна работы заключается в следующем:

- на основе анализа термодинамического цикла разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. Модель включает в себя уравнения, описывающие влияние КПД и температур конденсации рабочего тела тепловых насосов, температуры низкопотенциального источника теплоты, температуры теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения на работу тепловой станции;

- получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии;

- при обосновании вариантов последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции, выявлено влияние КПД тепловых насосов на минимальный расход топлива и рациональную схему их соединения;

- обоснование режимов работы теплонасосной станции выполнено с использованием аналитических зависимостей и поверхностей откликов расхода топлива от температур конденсации рабочего тела и КПД тепловых насосов. В качестве целевой функции принимался минимальный расход топлива.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием современных методов теоретических исследований, фундаментальных математических методов анализа и законов тепло- и массообмена, соотнесённых с полученными данными из других источников, апробацией приведённых решений на теплоэнергетических предприятиях.

Научная значимость работы состоит в разработке методики определения параметров и режимов работы теплонасосной станции для отопления и горячего водоснабжения, описывающей влияние основных параметров её работы на расход топлива.

Практическая значимость работы определяется применением научных положений методики и практических рекомендаций, способствующих экономии топливно-энергетических ресурсов при использования теплонасоных станций в системах отопления и горячего водоснабжения.

Апробация работы. Основные теоретические и практические рекомендации докладывались на: Международной конференции и Российской научной школе «Системные проблемы надёжности, качества, информационных и электрических технологий в управлении инновационными проектами» (Москва, 2008); IV Международной молодёжной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань: КГУ, 2009); IX Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов (Воронеж: ВГТУ, 2010); V Международной научно-практической конференции «Разработка, производство и эксплуатация турбо-электронасосных агрегатов и систем на их основе «Системы, насосы, трубы «СИНТ'09» (Воронеж, 2009); X Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов «Научные исследования в области транспортных, авиационных и космических систем «АКТ-2009» (Воронеж: ВГТУ, 2009); Международной научно-практической конференции «Развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации» (Воронеж: ВГАСУ, 2010). На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации:

- математическая модель теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения;

- аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующих расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии;

- обоснование выбора схем последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции при различных температурах низкопотенциального теплоносителя;

- обоснование рациональных режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения.

Публикации. Основные результаты работы были опубликованы в 15 научных статьях общим объёмом 75 стр., из них лично автору принадлежит 51 стр. Пять работ опубликованы в изданиях, рекомендованных к размещению публикаций Высшей аттестационной комиссией («Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура», «Вестник ВГТУ»).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего 141 наименований. Материалы диссертации изложены на 136 страницах и содержит 46 рисунка, 25 таблицы и 80 формул.

выводы

1 Разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. Модель включает в себя уравнения, описывающие влияние КПД и температур конденсации рабочего тела тепловых насосов, температуры низкопотенциального источника теплоты, температуры теплоносителя в системе отопления и горячего водоснабжения на работу тепловой станции.

2 На основе математической модели с использование метода последовательных приближений в форме регулярной и сингулярной теории возмущений получены аналитические зависимости температур конденсации рабочих тел тепловых насосов, минимизирующие расход топлива, от тепловых и механических параметров тепловых насосов и внешних источников энергии.

3 При выборе схем теплонасосной станции, выявлено влияние КПД тепловых насосов на минимальный расход топлива и рациональную схему их соединения.

4 Разработана методика определения параметров и режимов работы теплонасосной станции. Методика основывается на математической модели и аналитических зависимостях. В качестве целевой функции принимается минимальный расход топлива. Показано влияние основных параметров работы теплонасосных станций на расход топлива при использовании их для отопления и горячего водоснабжения.

1. Автономная бивалентная система теплоснабжения Текст. / С.Б. Анисимов [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. — 1990. — №5. -С.15 -22.

2. Автономные источники тепла для сельских домов Текст. / Хаванов П. А. [и др.] // Сельское строительство. 1986. — № 12. — С. 29- 30.

3. Анализ эффективности использования парокомпрессионных теплонасосных установок в теплофикационных системах Текст. / A.C. Седлов [и др.] // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - № 2. - С. 25- 29.

4. Анисимов, С.Б. Применение тепловых насосов в системах теплоснабжения индивидуальных зданий: Обзорный доклад о мировом уровне и тенденциях развития строительной науки и техники Текст. / С.Б.Анисимов,

5. A.В Разумовский., В.М. Шильдкрет М.: ВНИИНТПИ Госстроя СССР, 1989.-68 с.

6. Анисимов, С.Б. Солнечно- теплонасосная автономная теплоснабжающая установка "СТАТУС" Текст. / С.Б. Анисимов, A.B. Разумовский,

7. B.М. Шильдкрет: тез. докл. республ. конф. "Проблемы и перспективы использования нетрадиционных источников энергии". Кишинев: Академия наук МССР, 1989. - С. 45 - 52.

8. Богун, В. А. Применение тепловых насосов для утилизации низкопотенциальной теплоты промышленного предприятия Текст. / В.А. Богун, Е.Е. Щегольков // Промышленная энергетика. 1988. — № 5. — С. 9 - 10.

9. Бучко, H.A. Теплофизические основы получения исскуственного холода. Текст. / H.A. Бучко, Т.Н. Данилова. Справочник. М.: Пищевая промышленность, 1980. - 128 с.

10. Быков, A.B. Холодильные машины и тепловые насосы Текст. / A.B. Быков, И.М. Калнинь, A.C. Крузе. -М.: Агропромиздат, 1988. 79 с.

11. Валов, М.И. Использование солнечной энергии в системах теплоснабжения Текст. / М.И. Валов, Б.И. Казанджан М.: Издательство МЭИ, 1991.-87 с.

12. Валов, М.И. Возможности использования тепловых насосов в системах гелиотеплоснабжения Текст. / М.И. Валов, Б.Н. Елисеев, E.H. Зимин // Промышленная энергетика. — 1987. № 4. - С. 6- 9.

13. Васильев, Г.П. Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах Текст. / Г.П. Васильев, Н.В. Шилкин // AB ОК. -2003.-№ 2.-С. 12-15.

14. Везиришвили, О.Ш. Характеристики парокомпрессионных холодильныхмашин в режиме теплонасосных установок Текст. / О.Ш. Везиришвили //

15. Холодильна техника. 1984. - № 8. - С.7 - 9.124

16. Везиришвили, О.Ш. Выбор оптимальной мощности теплонасосных установок Текст. / О.Ш. Везиришвили, В.И. Гомелаури //Теплоэнергетика. -1982.-№4.-С. 47-50.

17. Везиришвили, О.Ш. Опыт внедрения тепловых насосов Текст. / О.Ш. Везиришвили // Промышленная энергетика. — 1987. — № 7. — С.5 8.

18. Везиришвили, О.Ш. Применение теплонасосных установок в отраслях АПК Грузии Текст. / О.Ш. Везиришвили // Холодильна техника. 1988. - № 5. -С. 27-4.

19. Везиришвили, О.Ш. Пути сокращения энергозатрат на чайных фабриках при комплексном применении теплонасосных установок Текст. / О.Ш. Везиришвили // Холодильна техника. 1985. - № 3. — С. 10.

20. Везиришвили, О.Ш. Теплонасосная установка для теплохладоснабжения торгового центра в Сухуми Текст. / О.Ш. Везиришвили // Холодильна техника. -1972.-№.12 -С. 11-13.

21. Везиришвили, О.Ш. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения Текст. / О.Ш. Везиришвили, Н.В. Меладзе — М.: Издательство МЭИ, 1994 г. 160 с.

22. Везиришвили, О.Ш. Эффективность вовлечения нетрадиционных источников энергии в топливно-энергетический баланс Грузии Текст. / О.Ш. Везиришвили, К.О. Везиришвили // Труды ГрузНИИЭГС. — 1983. — сер. I. — Вып. 3. С. 42-48.

23. Гершкович, В.Ф. Опыт применения в Киеве теплового насоса "Воздух-вода" для отопления офисного здания Текст. / В.Ф. Гершкович // Новости теплоснабжения. 2001. - № 11. - С. 39 - 41.

24. Гомелаури, А.И. Эффектность внедрения теплонасосных установок Текст. / А.И. Гомелаури, О.Ш. Визишвили // Теплоэнергетичка. 1986. — №11. -С. 21-26.

25. Гомелаури, В. И. ТНУ для теплохладоснабжения курзала Текст. / В. И. Гомелаури, О.Ш. Везиришвили // Холодильна техника- 1977. -№10- С. 5 -7.

26. Дэвис, А. Альтернативные природные источники энергии в строительном проектировании Текст. / А. Дэвис, Р. Шуберт М.: Стройиздат, 1983. - 99 с.

27. Закиров, Д.Г. Пути решения проблемы теплоснабжения в коммунальном хозяйстве с использованием тепловых насосов Текст. / Д.Г. Закиров, B.C. Суханов, Д.Д. Закиров // Новости теплоснабжения. 2002. - № 4. - С. 53 - 55.

28. Калнинь, И.М. Энергосберегающие теплонасосные технологии Текст. -Режим доступа: http:// www/ transgasindustry/com/, Загл. с экрана. Рус.

29. Карпис, Е.Е. Аккумулирование теплоты и холода для систем отпления и вентиляции Текст. / Е.Е. Карпис // Строительство и архитектура. Сер 9. 1986. — Вып.1.-С. 45-51.

30. Карпис, Е.Е. Энергосбережение в системах кондиционирования воздуха Текст. / Е.Е. Карпис. М.: Стройиздат, 1986. - 86 с.

31. Картан, А. Элементарная теория аналитических функций одной и нескольких комплексных переменных Текст. / А. Картан. — М.: Иностранная литература, 1962. 296 с.

32. Комбинированная система теплоснабжения / М.М. Атаев и др. // Сельское строительство. — 1988. № 3. — С. 26- 27.

33. Комплексное развитие системы коммунальной инфраструктуры городского округа Текст.: монография / В. Н. Семенов [и др.]; Под редакцией Семенова В.Н. Воронеж: Издательство учебной литературы и учебно-методических пособий ВГАСУ, 2010.

34. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн. -М.: Наука, 1968. — 720 с.

35. Кострикин, А.И. Введение в алгебру Текст. / А.И. Кострикин. — М.: Наука, 1977.-496с.

36. Котов, С.Д. Перспективные для теплонасосных схем аккумулирующие материалы с фазовым переходом Текст. / С.Д. Котов, Е.Е. Щегольков // Известия ВУЗов, Энергетика. 1989. - № 1. - С. 90 - 93.

37. Кошкин, H.H. Холодильные машины Текст. / H.H. Кошкин, И.С. Быдылькес, Т.Н. Ден. -М.: Пищевая промышленность, 1973.

38. Кузнецов, Б.Б. Опыт применения теплонасосной станции для отопления объектов Велижанского водозабора Текст. / Б.Б. Кузнецов, В. А. Захаров // Новости теплоснабжения. 2001 . — №11. - С. 36- 37.

39. Лихтер, Ю.М. Применение тепловых насосов для отопления и вентиляции промышленных зданий химической промышленности Текст. / Ю.М. Лихтер,

40. B.А. Константинов, В.Е. Онишков // Химическая промышленность. — 1987. — № 6 С. 58-59.

41. Лукьяненко, A.B. Оптимальные расходы условного топлива в системе последовательно связанных тепловых насосов Текст./ A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин, Г.Н. Петраков // Вестник ВГТУ. 2008. - Т 4, №12. - С. 148 - 153.

42. Лукьяненко, A.B. Оптимизация топливных затрат системы тепловых насосов с нестандартизированными элементами конструкции Текст. / A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин // Вестник ВГТУ. 2010. - Т 6, №4. -С. 172-174.

43. Лукьяненко, A.B. Проектирование физических параметров теплонасосных установок в системах теплоснабжения Текст. / A.B. Лукьяненко, А.П. Бырдин, Г.Н. Петраков // Вестник ВГТУ. 2009. - Т. 5 №10. - С. 148-153.

44. Лукьяненко, A.B. Теплонасосные установки в системах горячего водоснабжения в ЖКХ Текст. / A.B. Лукьяненко // Вестник ВГТУ. — 2008.1. Т 4, №1.-С 137-141.

45. Мартынов A.B. Двухцелевой тепловой насос Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков: сб. науч. тр. / VI школа-семинар "Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: Прикладной энергетический анализ" (Очаков)-1994.-С. 18-21.

46. Мартынов A.B. Двухцелевой тепловой насос Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков: // Промышленная энергетика. 1994. - № 12. - С.25- 28.

47. Мартынов A.B. Повышение эффективности теплового насоса Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков: // Вестник МЭИ. М.: издательство МЭИ. -1994.-№3.-С. 44-46.

48. Мартынов, A.B. Повышение эффективности использования ВЭР на базе тепловых насосов Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков // Промышленная энергетика. 1993. -№ 11. — с.13 - 16.

49. Мартынов, A.B. Применение тепловых насосов на предприятиях химического профиля Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков: межвуз науч. сб. / Исследования в области комплексного энерготехнологического использования топлив. Саратов. - 1993. — С. 67 — 74.

50. Мартыновский, B.C. Тепловые насосы Текст. / B.C. Мартыновский. — М.: Госэнергоиздат, 1955. 96 с.

51. Мартыновский, B.C. Термодинамические характеристики циклов тепловых насосов и холодильных машин Текст. / B.C. Мартыновский. -М.: Госэнергоиздат, 1952. 88 с.

52. Научно- технический отчет ВНИПИЭнергопром Текст.: отчёт о НИР. — М, 1989.-103 с.

53. Общая гидрогеология Текст. / В.А. Кирюхин [и др.] Д.: Недра, 1988. -118 с.

54. Опыт использования теплонасосных установок для теплохладоснабжения Самтредской чайной фабрики Текст. / В. И. Гомелаури [и др.] // Холодильная техника. 1986.-№3.-С.16- 18.

55. Пат. 2044234 Российская Федерация. Тепловой насос Текст. / Мартынов A.B., Петраков Г.Н.; опубл.: 20 .09.1995 г., бюл. № 26. 3 с.

56. Пат. 2052180 Российская Федерация. Конденсатор Текст. / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков; опубл. 10.01.1996 г., бюл. № 1. 2 с.

57. Петин, Ю.М. Опыт десятилетия производства тепловых насосов в ЗАО «Энергия» Текст. / Ю.М. Петин //Энергетическая политика. -2001. Вып. 3. -С. 28-33.

58. Петин, Ю.М. Тепловые насосы в теплоснабжении Текст. / Ю.М. Петин // Новости теплоснабжения. 2001. - № 11. - С. 42 - 43.

59. Петраков, Г.Н. Распределение тепловой нагрузки между тепловым насосом и пиковой котельной Текст. / Г.Н. Петраков, В.Г. Стогней,

60. A.B. Мартынов // Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика. — 2004. Выпуск 7.4. -С.121 -125.

61. Пивоварова, З.И. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР Текст. / З.И. Пивоварова,

62. B.В. Стадник. — JL: Гидрометеоиздат, 1988. 74 с.

63. Пособие по проектированию ресурсосберегающих систем теплохладоснабжения с использованием тепловых насосов Текст. / М.М. Атаев [и др.] М.: ХКЦ НИИПР "Комплекс 88", 1990. - 88 с.

64. Применение тепловых насосов в теплоснабжении Текст.: монография / Г.Н. Петраков [и др.].- Воронеж: ВГТУ, 2007. 259 с.

65. Применение теплонасосных установок для комплексного теплохладоснабжения предприятий по производству химреактивов Текст. / B.C. Латык [и др.]: в кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха зданий. -Рига.-1982.-С. 107- 110.

66. Проценко, В.П. Об опыте использования тепловых насосов в Чувашской Республике Текст. / В.П. Проценко, В.Г. Горшков, C.B. Осипович // Новости теплоснабжения. 2003. - № 1. - С. 42 - 46.

67. Проценко, В.П. Тепловые насосы в капиталистических странах. Современное состояние и направления развития (по материалам XIII Мировой энергетической конференции) Текст. // Теплоэнергетика. — 1988. №3. - С.70 -73.

68. Пустовалов, Ю.В. Экономические вопросы развития теплонасосных станций Текст. / Ю.В. Пустовалов // Теплоэнергетика. — 1989. № 3. -С. 47-51.

69. Разумовский, A.B. Энергосбережение в системах теплоснабжения индивидуальных жилых зданий. Обзорная информация Текст. / A.B. Разумовский. М.:ВНИИС Госстроя СССР, 1988. - 98 с.

70. Расчет систем солнечного теплоснабжения Текст. / У. Бекман. [и др.] — М.: Энергоиздат, 1982. 89 с.

71. Рей, Д. Тепловые насосы Текст. / Д. Рей, Д. Макмайкл. М.: Энергоиздат, 1982.-224 с.

72. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергоресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии Текст. / Васильев Г.П. [и др.] -М.: Москомархитектура, 2001. 135 с.

73. Самхан, И.И. Новая установка геотермального теплоснабжения в Ярославской области Текст. / И.И. Самхан, Г.В. Золотарев // Новости теплоснабжения. 2001. - № 11. - С. 33 - 35.

74. Свердлов, Г.З. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха Текст. / Г.З. Свердлов, Б.К. Явнель. — М.: Пищевая промышленность, 1978. 55 с.

75. Семенов, В.Н. Организация энергосбережения в жилищно-коммунальном комплексе муниципальных образований Текст.: монография / В. Н. Семенов — Воронеж: Издательство учебной литературы и учебно-методических пособий ВГАСУ, 2010.

76. СНИП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий Текст.-Введ. 1986-07-01.-М.: Стройиздат, 1985.-35 с.131

77. Современное состояние и перспективы использования тепловых насосов для автономных систем теплохладоснабжения жилых и общественных зданий / М.М. Атаев и др. М.: ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре, 1988-112 с.

78. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети Текст.: Учебник для ВУЗов / Е.Я. Соколов. М.: Издательство МЭИ, 1999. - 472 с.

79. Соколов, Е.Я. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. Текст. / Е.Я. Соколов, В.М. Бродинский — М.: Энергоиздат, 1981. -336 с.

80. Стенин, В.А. Использование теплонасосной установки в системах теплоснабжения Текст. / В.А. Стенин // Теплоэнергетика. 1997. — №5. -С. 28-29

81. Тепловые насосы эффективный путь энергосбережения Текст. - Режим доступа: http://www.aces.ru/problems/index.htm, загл. с экрана. - Рус.

82. Тепловые насосы в Европе сколько и какие? Текст. // АВОК. - 2001 г. -№ 5. —С.14-18.

83. Теплонасосная установка для комплексного теплохладоснабжения Текст. / B.C. Латык [и др.]// Холодильна техника. 1986. - № .3 - С. 21-23.

84. Теплонасосные системы теплоснабжения Текст. / В. И. Гомелаури [и др.] // Вестник Академии наук СССР. -1986. № 6. - С. 47- 51.

85. Термохимический тепловой насос для домов усадебной застройки Текст. / С.Б. Анисимов [и др].: сб. науч. тр. / Совершенствование методов расчета систем теплохладоснабжения М. ЦНИИЭП инженерного оборудования, 1991. -С. 69-73.

86. Технико-экономический доклад о децентрализованном теплоснабжении жилищно-коммунальных потребителей с помощью тепловых насосов Текст. — М.: ЦНИИЭП инженерного оборудования, 1985. — 121 с.

87. Хайнрих, Г Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения Текст. / Г. Хайнрих, X. Найорк, В. Нестлер; перевод с нем. H.JI. Кораблевой, Е. Ш. Фельдмана; Под. ред. Б. К. Явнеля. М.: Стройиздат, 1985,-351 с.

88. Хрипев, JI.C. Внедрение теплонасосных установок важная народнохозяйственная задача (по итогам конкурса ГКНТ СССР) Текст. / JI.C. Хрилев, И.М. Калнинь, Б.М. Козлов, И.В. Рябчиков // Теплоэнергетика. -1992.-№4.-С. 20- 23.

89. Чаховский, В. М. Роль и место теплонасосной технологии в системе централизованного теплоснабжения крупных городов Российской Федерации Текст. / В.М. Чаховский // Новости теплоснабжения. —2003. — № 1. С. 38 - 41.

90. Шабанов, В.И. Кольцевая система кондиционирования воздуха в гостинице Текст. / В.И. Шабанов // АВОК. 2004. - № 7. - С. 52 - 57.

91. Шетцле, С. Аккумулирование тепловой энергии в водоносных горизонтах Текст. / Шетцле С., Бретт С., Граббс Д., Сеппонен М.; перевод с анг. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 84 с.

92. Шилкин, Н.В. Утилизация тепла канализационных стоков Текст. / Н.В. Шилкин // Сантехника. 2003. - № 1. - С. 12 - 13.

93. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха Текст. / Л.Д. Богуславский, [и др.] Справ, пособие -М.: Стройиздат, 1990. 108 с.

94. Энергосбережение при теплохладоснабжении гостиничных комплексов морских курортов Текст. / С.Б. Анисимов [и др.]: сб. науч. тр. /Совершенствование методов расчета систем теплохладоснабжения. — М.: ЦНИИЭП инженерного оборудования, 1991. С. 51 - 55.

95. Эффективность использования тепловых насосов в централизованных системах теплоснабжения Текст. / Фролов В. П. [и др.] // Новости теплоснабжения. 2004. - № 7. - С. 34 - 39.

96. Литовский, Е.И. Парокомпрессионные тепловые установки. Текст. / Е.И. Литовский, Ю.В. Пустовалов. М.: Энергоиздат, 1982. - 82 с.

97. Литовский, Е.И. Промышленные тепловые насосы Текст. / Е.И. Литовский, Л.А. Левин. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 76 с.

98. Abel Н. Eis und Warme für Sport und Freizeit // Heizung Klima. 1986. - № 9. -p. 89- 93.

99. Abel H. Refiigeration and heating for sport and leisure // Sulzer Technical Review. -1983. № 4. - vol. 65 - p. 22- 24

100. Alternative heating for a municipal swimming pool // Intern. J. of Refiigeration. 1983. -v. 6. - № 12. -p. 118- 122.

101. Baumgartner R. Erfahrungen mit Wärmepumpen mit Erdwarmegewinnung mittels Erdkollektor // Heizung Klima. 1985. - № 12. - s. 40.

102. Birke M. Energiesparen: warmes wasser mit der Wärmepumpen// Ausbau. — 1984.-№ 6 — s. A204- A207.

103. Bockwit R. Warmasser- Wärmepumpen// Klima- Kalte- Heizung. 1985. -№4.-s. 171-175.

104. Das Solarhaus der zweiten Generation // Haustechnische Rundschau. 1984. -№ 11. —s. 584-588.

105. Designing heat pump into air conditioning systems// НАС. — 1985. — v.54. -№637.-p. 25-28.

106. Egli K. Die Wärmepumpen im Aufwind// Heizung Klima. 1984. - № 12. -30 s.

107. Fracastoro G. V. Analysis of seasonal storage with heat pump and solar collector in the Italian climate // International conference on subsurface heat storage in theory and practice. Stockholm. — Swedish counsil for Building research. - 1983. — Parti.

108. Frotschner G. Erfahrungen bei der Projektierung einer Grosswarmepumpenanlage // Stadt- und Gebaudetechnik. 1986. - № 3.- s. 80- 81.

109. Gfeller R., Abwarmenutzung mit Wärmepumpen // Die kalte und klimatechnik. -1982. BD № 12. - s.524 - 526, 528, 531, 538.

110. Grobwarmepumpenanlagen // Technik am Buu. — 1987. № 1 - s. 39- 40.

111. H.J.Laue. EEC- strategy on heat pumps for on energy efficient and clean society// Scandinavian Refrigeration. 1991.- № 3. - p. 25- 28 and p. 30-31.

112. Harter K., Ross H. Auswertung einer monovalenten GrundwasserWarmepumpen- Heizunganlage in einem Einfamilienhaus mit Arztpraxis // SBZ.1986. -№ 5. -s. 358- 364.

113. Heimo Z. Earth pits for scall central solar heating applications // International conference on subsurface heat storage in theory and practice. Stockholm. - Swedish counsil for Building research. - 1983. - Part I.

114. Kasachki G., Stoeva B. Heat pump utilization of power transformer heat in a pumped storage station // XVII Intern. Congress of Refrig.- Proceedings. -Vol. E.1987.-p. 245- 249.

115. Kranenburg P. Konzept und Betriebsergebnisse einer Erdreich-warmepumpenanlage // Haustechnische Rundschau. — 1984. — № 5. s. 279- 297.

116. Mit wind und Wetter emissionfrei heizen // Bauflach.- 1986. № 4.-s.61.

117. Nenadal K. Lufterneuerung in einfamilienhaeusern mit waermerueckgewinnung // Temperatur technik.- 1984.- № 2 s. 20- 22.

118. Nestler W., Schneider F. Erfahrungen mit warmepumpenanlagen // Luft und kaltetechnik. 1984.- № 4 s.200- 202.

119. Nopkirk R. J., Rybach L. Erdwarmesonden fur Raumheizungen // Schweizer Daublatt. № 32. -18. April, 1986. - s. 40- 44.

120. Ochner E. Erfahrungen mit einem Energiedach // Heizung Klima. 1985.- № 10.-s. 46- 49.

121. Ortner H., Sauter A., Sperber D. Wärmepumpen bzw/ Kaltwasserklimaanlage für ein Zweifamilienhaus mit Büro // Ki Klima — Kalte — Heizung. — 1989.- № 4. -s. 193 -196.

122. Phen J. Experience from and design challow horizontal heat extraction system in earth // International conference on subsurface heat storage in theory and practice. — Stockholm. SWEDISH COUNSIL FOR building research. - 1983. - Part П.

123. Productinformationen // Sanitar Heizung- und Klimatechnik. - 1982. - № 3. -128 s.

124. Reich, D. Теплонасосные климатические системы реальное энергосбережение и комфорт Текст. / D. Reich, А. Тутунджян, С. Козлов // Энергосбережение. - 2005. - № 5. - С. 21 - 24.

125. Schmid W. Erste thermalwasserbeheizte uberbauung der Schweiz //Heizung Klima. -№ 1. — s. 48-50.

126. Stark K.F. Erfahrungen mit einer monovalenten Erdsonden-Heizung // Heizung Klima. 1988. -№ 5. - s. 34- 36.

127. The "Concordia" system // Heating and ventilating review. -1984. vol. 24. -№7-p.25.

128. Tresh R. Thermal energy from river Limmat // Sulzer Technical Review. -1989.-№2.-p. 14-18.

129. Un rapport de Fair les pompes a challeur //Practique du Froid et Conditionnement. 1983. - №548. - p.13- 17.

130. Warmepumpenanlagen // Technik am Bau. 1984. - № 9. - s. 621.

131. Weik H., Plagge J. Das Lübecker Solar-Heizprojekt // Haustechnische Rundschau. 1988. - № 5. - s. 146 -152.

132. Werner H., Leonard H. Ziegeldachabsorber // Technik am Bau. 1986. - № 10. -s. 677-682.