автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение эффективности работы теплового насоса в системах теплоснабжения за счет модернизации конденсатора

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ МОДЕРНИЗАЦИИ КОНДЕНСАТОРА

Специальности: 05.14.04- Промышленная теплоэнергетика, 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете.

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Мартынов Аркадий Владимирович

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Бараков Александр Валентинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сотникова Ольга Анатольевна;

кандидат технических наук, доцент Швырев Андрей Николаевич

Ведущая организация Нововоронежская атомная электростанция,

г. Нововоронеж, Воронежская обл.

Защита состоится «8» июня 2006 г. в 1200 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «2» мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бараков А.В.

9Ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Снижение энергоемкости экономики России рассматривается в федеральной программе ЭС-2020 как ключевой фактор сокращения затрат общества на энергообеспечение, повышение конкурентоспособности продукции отечественных товаропроизводителей и уменьшение нагрузки на окружающую среду. Исходя из этого были определены основные приоритеты научно-технической политики в этом направлении: разработка новых энергосберегающих технологий и оборудования; использование вторичных энергетических ресурсов; использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе энергетического потенциала существующих в природе градиентов температур.

Как известно, одним из эффективных энергосберегающих устройств является тепловой насос (ТН), в котором низкопотенциальная теплота различных природных и промышленных источников преобразуется в теплоту, пригодную для использования на нужды теплоснабжения.

Исследованию термодинамических процессов, происходящих в ТН, в настоящее время посвящено большое количество научных публикаций. К ним относятся работы Н.И. Гельперина, А.Ф. Иофе, Г.Ф.Ундрица, A.M. Ре-гирера, В.А. Зысина, Е.И. Литовского, Ю.В. Пустовалова, B.C. Мартыновского, В.М. Бродянского, Е. Я. Соколова и многих других. Однако, как показал проведенный анализ, возможности модернизации элементов теллона-сосных систем теплоснабжения и поиска современных энергосберегающих технических решений далеко не исчерпаны. В связи с этим усовершенствование термодинамического цикла и конструкции ТН, оптимизация теплона-сосных систем теплоснабжения и режимных параметров этих систем являются актуальными задачами.

Настоящая работа выполнялась в рамках научного направления Воронежского государственного технического университета "Физико-технические проблемы энергосбережения и экологии ", тема ГБ 01.12 (№ гос. per. 01200117677).

Цель и задачи исследования. Повышение эффективности ТН за счет рационализации термодинамического цикла и усовершенствование его конструкции, создание инженерной методики расчета оптимального распределения тепловой нагрузки между основным (ТН) и пиковым источниками теплоты в системах теплоснабжения. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснование возможности усовершенствования термодинамического цикла и модернизации конструкции ТН за счет более эффективного исполь-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА' С.-Петербург ^ ОЭ 21'0(4кт£Ц

зования потенциала перегретых паров рабочего тела на выходе из компрессора;

- создание экспериментальной установки для исследования энергетических параметров теплового насоса;

- проведение экспериментальных исследований для проверки адекватности выводов теоретического исследования, а также получения эмпирических соотношений для определения энергетических характеристик теплового насоса;

- разработка и реализация методов оптимизации и инженерных расчетов параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе традиционного и усовершенствованного тепловых насосов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- по результатам анализа термодинамического цикла ТН при использовании эксергетического метода обоснована и экспериментально подтверждена необходимость усовершенствования его конденсатора;

- разработаны принципиальная схема двухцелевого теплового насоса (ДТН) и конструкция его конденсатора, отличающегося тем, что он состоит из двух теплообменников, предназначенных для охлаждения перегретых паров рабочего тела (ОП) и их последующей конденсации (К);

- в результате обобщения опытных данных получены эмпирические соотношения для определения энергетических характеристик ТН и ДТН;

- разработана инженерная методика расчета и оптимизации децентрализованных систем теплоснабжения на базе ТН и ДТН, отличающаяся тем, что в качестве целевой функции принят расход топлива, а в качестве параметра оптимизации - температура конденсации рабочего тела

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

подтверждается использованием фундаментальных методов анализа и совершенствования термодинамических циклов, а также результатами экспериментальных исследований в лабораторных и промышленных условиях.

Практическая значимость и реализация результатов.

Разработана схема ДТН с улучшенными технико-экономическими показателями, которая позволяет одновременно производить теплоносители двух температурных уровней: 45 + 60 °С и 60+ 80 °С. Предложены инженерные методики расчета и оптимизации параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе ТН и ДТН.

Материалы диссертационной работы внедрены в практику промышленных предприятий, а также использованы в учебном процессе при изложении лекционного курса и проведении практических занятий по дисцип-

лине "Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий", а также в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлялись на 5-й школе-семинаре "Эксергетический метод анализа технических систем и экономия энергетических и материальных ресурсов" (Запорожье, 1992), 6-й школе-семинаре "Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: прикладной энергетический анализ" (Николаев, 1994), международной научной конференции "Проблемы энергетики Казахстана" (Павлодар, 1994), выставке "МЭИ - 94. Экология и медицина" (Москва, 1994), Второй Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)" СЭТТ - 2005 (Москва. 2005), научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов. Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения (Воронеж, 2004 - 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [1] - развитие метода эксергетического анализа теплонасосных установок; [2, 13] - разработка энергосберегающих систем теплоснабжения на базе ТН; [3] - анализ возможности практического использования ТН на предприятиях химического профиля; [4-6, 10, 14] -обоснование возможности повышения эффективности ТН за счет разделения конденсатора на две секции: конденсации и охлаждения перегретых паров рабочего тела; [7] - экспериментальное исследование ДТН; [8, 9] - разработка схемы ДТН и конструкции конденсатора; [И, 12] - разработка инженерной методики расчета и оптимизации параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе ДТН и ТН.

Объем и структура работы. Материал диссертации изложен на 206 страницах. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов работы, библиографического списка, включающего 200 наименований, двух приложений и содержит 42 рисунка и 32 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, представлена научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе приводится аналитический обзор литературы по теме диссертации. Рассмотрены основные области применения ТН в промышленности, сельском хозяйстве, коммунальном и курортно-оздоровительном секторах и в индивидуальных системах теплоснабжения. Дана характеристика существующих методов расчета технико-экономических параметров теплонасосных систем теплоснабжения. На основании проведенного анализа современного состояния указанной проблемы сформулированы цель и задачи данного исследования.

Вторая глава посвящена анализу термодинамического цикла традиционного парокомпрессионного ТН на основе эксергетического метода и определению потерь эксергии в отдельных его элементах. На рис.1 представлена структурная схема потерь эксергии в ТН с учетом их деления на внешние и внутренние, собственные и технические. Определение собственных и технических потерь эксергии позволяет наметить направления совершенствования элементов ТН. По величине технических потерь элементы ТН расположены в следующей последовательности: конденсатор, компрессор, испаритель, регенеративный теплообменный аппарат. В дросселе технические потери отсутствуют. Так как наибольшие технические потери эксергии возникают в конденсаторе, то наибольший эффект обеспечит модернизация этого элемента ТН. Основными методами снижения технических потерь эксергии в конденсаторе являются: «физико-химический», «общий расходный», «расходный-К», «расходный-ОП», «аппаратный» и «комбинированный».

В работе применяется «расходный-ОП» метод, поскольку недостатком существующих конструкций конденсаторов является наличие зоны форконденсации (ОП). Теплопроизводительность этой зоны составляет 8-45% от общей теплопроизводительности конденсатора, однако процесс охлаждения перегретых паров рабочего тела происходит с низкими значениями коэффициента теплоотдачи. Поэтому эффективное использование теплового потенциала зоны ОП приведет к повышению не только энергетической эффективности конденсатора, но и всего ТН. На основании проведенного анализа было установлено, что поток теплоносителя, нагретого в конденсаторе, необходимо разделить на две части. Одна часть направляется к потребителю, а вторая - в ОП.

Эксергия на выходе из ТН Евых = 48.20%

Внешние =5.0% от ЕВх

потери <1»ш „=97% от

+

Собственные потери в данной схеме отсутствуют

Технические =5.0% от Евх

Элекгромеха 14= 9.7% от

нические (электродвигатель КМ)

1 г

Собственные =31.3% от Евх =60.4% от 14

1 г

Евх Дроссель V =13.8% от 4фС =44 0% от14с

Компрессор <ис =10.3% от ЕВх 4о,с =32.8% от14с ¿ю/ =19.8% от 1(1,

Конденсатор <1/=3.9% от Евх 4е =12.4% от 14е 4° =7.5% от 1(1,

Регенеративный ТОА (1ртс =0.5% от Евх V =1.7% от 14е с!ртС =1 0%от14

Испаритель (1ис=2.8%отЕвх (1/=9.1% от Её,' й„с =5.5% от 5Д

Эксергия на входе в ТН Евх= 100%

г

Потери эксергии в ТН Ы,= 51.80 %

1 г

Внутренние потери ¿»нут = 46.8% от Евх с1внуг=90.3%От1Д

1 г

Технические £4- =15.5% от Евх £4 =29.9% от £4

ч

Дроссель отсутствуют 4фт =0.0% от Евх <1дрт =0.0% от Гё,т V =0.0% от 14

Компрессор 4™т=3.7% от Евх 4мт =23.7% от 14т 4-т =7.1% от 14

Конденсатор <1«т =5.4% от Евх 4т=34.7%от1(1Г 4Т =10.4% от 14

Регенеративный ТОА (1ртт=2.9%отЕвх 4тт =18.7% от 1(1,1 4^=5.6% от £4

Испаритель а„т=3.5%отЕвх 4,1 =22.9% от £4Т 4,т=6.8%от£4

Рис. 1. Структурная схема потерь эксергии в ТН

Принципиальная схема модернизированного теплового насоса (ДТН) показана на рис. 2, а, а термодинамический цикл - на рис. 2, б. Расчеты показали, что технические потери эксергии, возникающие в конденсаторе ДТН, уменьшаются на 42,5 % по сравнению с техническими потерями в конденсаторе традиционного ТН (на базе холодильной машины МКТ-80-2-0). Применение модернизированного конденсатора позволяет не только получать теплоносители двух температурных уровней (81,14 °С и 54,03 °С), но и повысить эксергетический КПД ТН.

а б

Рис 2. Принципиальная схема и процесс работы модернизированного двухцеле-вого теплового насоса: а - принципиальная схема, б - р, h - диаграмма изменения состояния рабочего тела; КМ - компрессор; ОП - охладитель перегретых паров рабочего тела; К - конденсатор: РТ - регенеративный TOA. ПР - привод: ДР - дроссель' И - испаритель: t„¡ - температура НПИТ до испарителя; - температура низкопотенциального источника теплоты после испарителя; t»i - температура теплоносителя после конденсатора; t.2 - температура теплоносителя до конденсатора; t,„ - температура теплоносителя после охладителя пара; Рк, Р 0- давления конденсации и испарения; t,, 10- температуры конденсации и испарения; Д t к, Д 10 - конечные разности температур в конденсаторе и испарителе; 1, 2, 3, 3', 4, 5, 6 - точки схемы, характеризующие состояние рабочего тела

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований на созданной установке, моделирующей систему теплоснабжения на базе ТН и ДТН. Принципиальная схема установки показана на рис. 3, а общий вид - на рис. 4. Установка состоит из следующих основных элементов: теплового насоса; систем, моделирующих потребителей нагретой и горячей воды, а также системы низкопотенциального источника теплоты.

Рис 3 Принципиальная схема экспериментального модернизированного теплового насоса. I - компрессор; II - электропривод компрессора; III - конденсатор; IV - охладитель перегретых паров рабочего тела; V - испаритель; VI - дроссель; VII - регулирующий вентиль; VIII, XIII - циркуляционные насосы; IX - водоводяной теплообменник; X, XV- расширительные емкости; XI - бак-аккумулятор горячей воды; XII - игольчатый регулирующий векгшп.; XIV - электрический водонагреватель; Bi - Bu - запорно- регулирующая арматура; ХВ - система водоснабжения лаборатории, СГВ - система горячего водоснабжения лаборатории, ti -Í7, t9 - Éj4 - термопары «хромель- копель»; tj, tu, tie - образцовые ртутные термометры; А -амперметр, V - вольтметр, N™, N3 - потребляемые эл мощности привода компрессора I и электроводонагревателя XIV; Pi - Рз> - манометры; Сад, Gk - массовые расходы НПИТ и нагретой воды (сопла «четверть круга»); Ооп - массовый расход горячей воды (объемный метод), 1, 2,3,3', 4, 5 - точки схемы, характеризующие состояние рабочего тела

Рис. 4. Общий вид экспериментальной установки

В качестве теплового насоса используется парокомпрессионный компрессорно-конденсаторный агрегат АКФВ-4М, который состоит из поршневого фреонового компрессора ФВ6, приводимого в действие от трехфазного асинхронного двигателя типа 4А100 4УЗ, кожухотрубного ребристого конденсатора типа КТР-4М с водяным охлаждением и межтрубной конденсацией рабочего тела. В качестве ОП использовались теплообменники двух типов: кожухозмеевиковый и " труба в трубе". Рабочее тело - фреон 11-12.

Экспериментальные исследования проводились с целью проверки работоспособности и оценки эффективности модернизированного ТН, исследования его параметров при изменении расхода воды через ОП, получения эмпирических зависимостей энергетических характеристик ТН от температур испарения ^ и конденсации ^ рабочего тела, а также исследования влияния режимов работы испарителя на работу ОП и К.

Опыты проводились в следующем диапазоне изменения режимных параметров (в скобках - значения параметров в опытах без ОП): температура конденсации ^ - от 38,81 до 61,24 "С (от 46,64 до 61,1 °С); давление конденсации Рк, - от 0,930 до 1,560 МПа (от 1,123 до 1,555 МПа); температура кипения - от 1,02 до 4,01 °С (от 1,01 до 4,03 °С); давление кипения Р0, - от 0,320 до 0,352 МПа (от 0,319 до 3,519 МПа); мощность компрессора Ки,, - от 2,90 до 3,59 кВт (от 3,01 до 3,46 кВт). Это позволило варьировать параметрами теплового насоса в следующих диапазонах: тепло-производительность ОП - от 0,982 до 1,132 кДж/с (-); теплопроизводитель-ность конденсатора - от 6,029 до 9,869 кДж/с (от 6,871 до 10,403 кДж/с); полная теплопроизводительность теплового насоса - от 7,018 до 11,001 кДж/с (от 6,871 до 10,403 кДж/с); тепловая нагрузка испарителя теплового насоса - от 4,705 до 8,690 кДж/с ( от 4,654 до 8,260 кДж/с); коэффи-

циент трансформации теплоты ТН- от 2,026 до 3,786 (от 2,055до 3,252); эк-сергетический КПД ТН - от 0,2050 до 0,2368 (от 0,2111 до 0,2326).

Анализ полученных данных показывает, что произведенная модернизация конденсатора приводит к повышению эксергетического КПД ТН на 6,54 %, повышению полной теплопроизводительности на 0,89 %, уменьшению теплопроизводительности конденсатора на 9,77 %, уменьшению тепловой нагрузки испарителя на 1,72 %, увеличению электрической мощности компрессора на 2,59 %, уменьшению температуры нагретой воды после конденсатора на 2,52 %, при снижен™ коэффициента трансформации теплоты на 1,72 %.

Результаты проведенных исследований аппроксимированы следующи-

ми эмпирическими соотношениями: - для теплового насоса без ОП (ТН):

Ополи = <3*= 16,83 -0,180+ 0,792К-0,9507-Ю"3 ЧЧ; (1)

()„ = 10,09 - 0,1745-Ю"2- Ъ2 + 0,8268-1о - 0,05793-^2; (2)

N,0* = 1,807 + 0,02435- ^ + 0,07911- ^ - 0,00897- С; (3)

ц = 8,639 - 0,161 ^ + 0,798-Ю-3 • г? + 0,1898- V 0,3575-Ю"5- \f-\f\ (4)

ту=0,066+0,004925-^-0,3481 ■ 10"Ч2-0,003482-1о+0,1926-Ю"ЧЧ2; (5)

1„= -5,935 + 1,037-^-0,006735^0+ 0,4415-Ю"3 • г02- ^ (6)

- для теплового насоса с ОП (ДТН):

0К= 14,52- 0,1312-^- 0,4215-Ю"3 \2+ 0,74691,,- 0,7841-Ю"3 Ъ Ч; (7)

(}„= 14,71- 0,1807-^+0,7426^-0,8038-Ю"ЧЧ; (8)

дполн= 16,13- 0,1485-^- 0,3161-Ю"30,7745-V 0,8452-юЧЧ; (9)

N0, = 1,833 + 0,02697-^ + 0,028 И0; (10)

8,196- 0,1489-^+ 0,6987-Ю'3 \ 2+ 0,2015-1о- 0,4119-Ю"ЧЧ2; (10

Т!е= 0,7687-10"'+ 0,5124-Ю"Ч- 0,3872-10"Ч2- 0,2699-Ю"Ч,; (12)

1И= -1,692+ 0,8428-^+0,1592-Ю"Ч2- 0,1597-10; (13)

28,45 + 0,4357-^ + 0,4494-10"2 (14)

где 0ОП - теплопроизводительность ОП, кДж/с; О* - теплопроизводитель-ность конденсатора, кДж/с; 0ПОЛи (О») - полная теплопроизводительность

теплового насоса, кДж/с; <3„ - тепловая нагрузка испарителя теплового насоса, кДж/с; (I - коэффициент трансформации теплоты теплового насоса; Т1тн - эксергетический КПД теплового насоса; ^ - температура конденсации, "С; 10 - температура кипения, °С.

Отдельные результаты экспериментального исследования в виде зависимости эксергетического КПД теплового насоса от температур испарения ^ и конденсации ^рабочего тела приведены на рис. 5.

42 44 46 48 50 52 54 5« 58 60 62

Рис. 5. Зависимость эксергетического КПД теплового насоса от температур конденсации и испарения рабочего тела: т]е- эксергетический КПД; ^ - температура конденсации, °С; ^ - температура испарения, °С

Как следует из графиков, совпадение опытных и расчетных данных удовлетворительное.

В четвертой главе проводится анализ децентрализованных закрытых систем теплоснабжения, в которых в качестве основного источника теплоты используется ТН (ДТН), а пиковым источником теплоты является котельная на органическом топливе (ПК). Для оптимизации распределения тепловой нагрузки между ТН (ДТН) и ПК в рассматриваемых системах в качестве целевой функции принят расход топлива, а в качестве параметра оптимизации - температура конденсации рабочего тела Тх. Уравнение целевой функции имеет вид:

- при использовании традиционного теплового насоса

34,1 ■10*(Т«-Т„) Втас = ---• СР (Сс+ СГ)'(ТК- ДТК- Т3) +

Пкэ"(1- фоО'Лэс -Птн-Тк

34,1'Ю"6

+--СР [Ос (Т, -ТК+ДТК) + Ог(Тг1 - ТК+АТЖ)], кг.у.т./с; (15)

Ъ

- при использовании двухцелевого теплового насоса

34,1- 10"6 -(Т.- Т0)-СР- [Ос • (ТК-АТК - Т3) + Ог • (Топ- Т3>]

Вдгнс ~ +

ЛкЭ '(!" фсн)'Лэ с'Лдтн "Тк

34,1- Ю-6

+--Ср [Ос • (Т, - Т. + АТ,) + • (Тг1-Топ)], кг.у.т./с., (16)

П*

где Тк - температура ковденсации рабочего тела в ТН (ДТН), К; Т0 - температура испарения рабочего тела в ТН (ДТН), К; Т0п - температура горячей воды после ОП, К; Т! - температура теплоносителя в подающей линии системы отопления после ПК, К; Тп - температура теплоносителя в прямой линии системы горячего водоснабжения после ПК до подогревателя горячей воды, К; Т2 - температура теплоносителя в обратной линии системы отопления, К; вс - массовый расход теплоносителя в системе отопления, кг/с; Ог - массовый расход теплоносителя в системе горячего водоснабжения, кг/с; т|кэ - КПД выработки электроэнергии на КЭС (в среднем 0,32 ■*■ 0,34); (рсн- коэффициент собственных нужд КЭС, <рси 0,04 + 0,06; пзс

- КПД электрической сети, т\эс = 0,94 - 0,96; т]та (т^ ) - КПД ТН (ДЩ); цк

- КПД пиковой котельной (0,85 0,9); СР - изобарная теплоемкость воды, кДж/(кг-К); АТК - конечная разность температур в конденсаторе ТН, К; Т3 -температура теплоносителя на входе в конденсатор ТН (ДТН), равная

Т3 = (Т2 Ос + Тг2 Ог ) / (Ос + Ог), К, (17)

где ТГ2 - температура теплоносителя после подогревателя горячей воды, К; массовый расход теплоносителя через конденсатор, который равен Ок = Ос + Ог, кг/с. (18)

Для определения оптимальной температуры конденсации рабочего тела получены следующие соотношения:

- при использовании традиционного теплового насоса

Т.-(АТ, + Т,)

(Тк)от= / т1хЭ-(1-фсн)ПэсЛ™ ,К; (19)

Пк

при использовании двухцелевого теплового насоса

(20)

ПкЭ (1- фсн)"Чэ.с Пли 1 - -

Л*

Значение температуры теплоносителя после конденсатора в этом случае будет равно

(Тягг=(т*)0пт- ДТк;К (21)

Доля тепловой нагрузки ТН (ДТН) от общей тепловой нагрузки системы теплоснабжения определяется по следующим соотношениям: - при использовании традиционного теплового насоса

(Ос + Сг)((ТпГ1-Тз)

(а)тнот= - ; (22)

о. • ((т„)0П1 - т3) + ос • (т, чтп)от) + ог • (тг1 чтп)опт)

- при использовании двухцелевого теплового насоса

Ок ( (Тп)опт - Т3) + Сг-(Топ-(Тп)опт)

(аии= - ■ (23)

Оо-(Т,-Тз) + Ог-(Тг1-Тз)

Из условия (Т„)опт >Т3 определяется параметр тепловой эффективности теплового насоса:

- при использовании традиционного теплового насоса

ПкЭ(1-фен)Пэ.с'Л™ То

п™= - > 1--н (24)

Пк Т3 + ДТК

- при использовании двухцелевого теплового насоса Ог (Топ-Т3)

П™ >1-

Тз + АТ,

(Т3 + ДТц)

(25)

Вьтолнение условий (24) и (25) означает экономическую целесообразность использования ТН (ДТН) в системе теплоснабжения.

Сопоставление двух вариантов децентрализованных систем теплоснабжения подтвердило преимущества систем с использованием ДТН по сравнению с системами, в которых основным источником теплоты являются традиционные ТН, т.к. оптимальный расход топлива в них на 5 ^ 55 % меньше.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Анализ термодинамического цикла теплового насоса на основе эксергетического метода показал, что наибольшие технические потери эксергии возникают в конденсаторе и составляют 10,4 % всех потерь эксергии в ТН и 34,7 % от суммарных технических потерь эксергии во всех его элементах, поэтому повышение эффективности ТН целесообразно начинать с совершенствования конденсатора.

2. Как показали расчеты, применение конденсатора, разделенного на секции охлаждения перегретых паров рабочего тела и их последующей конденсации, позволяет повысить эксергетический КПД конденсатора. Предложены схема двухцелевого теплового насоса и конструкция конденсатора, новизна и оригинальность которых защищены патентами на изобретение.

3. Создана экспериментальная установка, моделирующая теплонасос-ную систему теплоснабжения на базе двухцелевого теплового насоса. Как показали проведенные экспериментальные исследования, использование в схеме теплового насоса охладителя перегретых паров рабочего тела и разделение нагретой в конденсаторе воды на два потока после него позволяет повысить эксергетический КПД теплового насоса на 5,02 %- 6,54 % и получить теплоноситель двух температурных уровней одновременно: 45 °С н- 60 °С и 60 °С - 80 °С.

4. В результате аппроксимации опытных данных получены эмпирические соотношения для определения энергетических характеристик традиционного и двухцелевого тепловых насосов в зависимости от температур конденсации и испарения рабочего тела.

5. Разработаны инженерные методики расчета параметров децентрализованных систем теплоснабжения для двух типов используемых тепловых насосов (традиционного и двухцелевого), в качестве основного источника теплоты. Получены уравнения для определения оптимального значения температуры конденсации рабочего тела, а также распределения тепловых нагрузок основного и пикового источников теплоты.

6. Применение двухцелевого теплового насоса позволяет сократить расход топлива в системе теплоснабжения на 5 55 %.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Развитие метода эксергетического анализа теплонасосных установок // Эксергетический метод анализа технических систем и экономия энергетических и материальных ресурсов: Труды V школы-семинара. Запорожье, 1992. С.12-15.

2. Петраков Г.Н., Мартынов А. В. Повышение эффективности использования ВЭР на базе тепловых насосов // Промышленная энергетика. - 1993. -№ 11.С.13-16.

3. Мартынов A.B., Петраков Г.Н. Применение тепловых насосов на предприятиях химического профиля // Исследования в области комплексного энерготехнологического использования топлив: Межвузовский сб. на-уч.тр. - Саратов, 1993. С. 67-74.

4. Мартынов A.B., Петраков Г.Н. Двухцелевой тепловой насос // Проблемы энергетики Казахстана: Тез. докл. Междунар. науч. конф. Павлодар: Национальная Академия наук республики Казахстан, Восточное отделение, Павлодарский филиал, 1994. С.6-8.

5. Мартынов A.B., Петраков Г.Н. Повышение эффективности теплового насоса // Вестник МЭИ. Сер. Теплоэнергетика - М.: Изд-во МЭИ, 1994. № 3. С. 44- 46.

6. Мартынов A.B., Петраков Г.Н. Двухцелевой тепловой насос // Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: Прикладной энергетический анализ: Труды VI школы-семинара. Очаков, 1994. С.18-21.

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

8. Патент № 2044234 Российской федерации, РОСПАТЕНТ: 20 сентября

1995 г. Тепловой насос / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков. Заявл. 06.07.93. Опубл. 20.09.1995. Бюл.,1995. №26.

9. Патент № 2052180 Российской Федерации, РОСПАТЕНТ: 10 января

1996 г. Конденсатор / A.B. Мартынов, Г.Н. Петраков. Заявл. 16.04.93. Опубл. 10.01.1996. Бюл.Л996. № 1

10. Повышение эффективности работы теплового насоса / Г.Н. Петраков,

B.Г. Стогней, A.B. Мартынов, A.C. Левадный // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые прцессы) СЭТТ - 2005: Труды Второй Междунар. науч.-практ.конф. М,^ 2005. Том 2. С. 152- 156.

11. Петраков Г.Н., Стогней В. Г., Мартынов А. В. Распределение тепловой нагрузки между тепловым насосом и пиковой котельной // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. Сер. Энергетика. Вып. 7.4. 2004. С. 121-125.

12. Петраков Г.Н., Стогней В. Г., Прутских Д. А. Применение тепловых насосов в системе теплоснабжения // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения:Труды науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж. 2004. Вып. 2.

C. 117-123.

13. Энергосберегающие теплонасосные системы теплоснабжения / Г.Н. Петраков, В.Г. Стогней, A.B. Мартынов, A.C. Левадный Н Энергосбережение и водоподготовка. 2006. №2. С. 66-68.

14. Методы повышения эффективности конденсатора теплового насоса / Г.Н. Петраков, A.B. Бараков, В.Г. Стогней, A.B. Мартынов // Труды науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов „Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения.'' Воронеж,

2006. Вып. 5. С. 14-20.

Подписано в печать 28.04.06. Формат 60: ' ~ ltob.

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

í

ЛоШ № /?

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

• ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТНУ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Современный уровень развития теплонасосной техники

1.2. Основные направления развития теплонасосной техники

1.2.1 Совершенствование конструкций компрессоров ТН

1.2.2 Создание новых хладагентов для ТНУ

1.2.3 Совершенствование конструкции теплообменных аппаратов ТН 28 | 1.2.4 Исследование эффективности использования различных НПИТ

1.2.5 Использование низкотемпературных систем отопления

1.2.6 Оптимизация энергоэкономических параметров ТСТ 38 1. 3. Выводы и постановка задач исследований

ГЛАВА 2.ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА И КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА НА ОСНОВЕ

ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА 41 2.1. Анализ термодинамического цикла традиционного теплового насоса

2.1.1 Определение внутренних и внешних потерь эксергии в ТН

2.1.2 Определение собственных и технических потерь эксергии в ТН 51 ф 2.1.2.1 Потери эксергии в компрессоре ТН

2.1.2.2 Потери эксергии в конденсаторе

2.1.2.3 Потери эксергии в регенеративном ТО А

2.1.2.4 Потери эксергии в испарителе ТН

2.2 Методы повышения эффективности конденсатора

2.3 Сравнительный анализ предложенных методов 72 2.4. Анализ термодинамического цикла теплового насоса при модификации его конструкции 75 •

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

РАБОТЫ ДВУХЦЕЛЕВОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА

3.1 Схема экспериментальной установки

3.2 Методика проведения экспериментов

3.3 Обработка опытных данных и оценка погрешностей

3.4 Анализ результатов исследований

ГЛАВА 4. ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

4.1. Децентрализованная система теплоснабжения на базе традиционного (одноцелевого) теплового насоса

4.2. Децентрализованная система теплоснабжения на базе • двухцелевого ТН

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Актуальность темы. Снижение энергоемкости экономики России рассматривается в федеральной программе ЭС-2020 как ключевой фактор сокращения затрат общества на энергообеспечение, повышение конкурентоспособности продукции отечественных товаропроизводителей и уменьшение нагрузки на окружающую среду. Исходя из этого были определены основные приоритеты научно-технической политики в этом направлении: разработка новых энергосберегающих технологий и оборудования; использование вторичных энергетических ресурсов; использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе энергетического потенциала существующих в природе градиентов температур.

Как известно, одним из эффективных энергосберегающих устройств является тепловой насос (ТН), в котором низкопотенциальная теплота различных природных и промышленных источников преобразуется в теплоту, пригодную для использования на нужды теплоснабжения.

Исследованию термодинамических процессов, происходящих в ТН, в настоящее время посвящено большое количество научных публикаций. К ним относятся работы Н.И. Гельперина, А.Ф. Иофе, Г.Ф.Ундрица, А.М.Регирера, В.А.Зысина, Е.И.Янтовского, Ю.В. Пустовалова, B.C. Мартыновского, В. М. Бродянского, Е. Я. Соколова и многих других. Однако, как показал проведенный анализ, возможности модернизации элементов тепло-насосных систем теплоснабжения и поиска современных энергосберегающих технических решений далеко не исчерпаны. В связи с этим усовершенствование термодинамического цикла и конструкции ТН, оптимизация теплона-сосных систем теплоснабжения и режимных параметров этих систем являются актуальными задачами.

Настоящая работа выполнялась в рамках научного направления Воронежского государственного технического университета "Физико-технические проблемы энергосбережения и экологии ", тема ГБ 01.12 (№ гос. per. 01200117677).

Цель и задачи исследования. Повышение эффективности ТН за счет рационализации термодинамического цикла и усовершенствование его конструкции, создание инженерной методики расчета оптимального распределения тепловой нагрузки между основным (ТН) и пиковым источниками теплоты в системах теплоснабжения. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснование возможности усовершенствования термодинамического цикла и модернизации конструкции ТН за счет более эффективного использования потенциала перегретых паров рабочего тела на выходе из компрессора;

- создание экспериментальной установки для исследования энергетических параметров теплового насоса;

- проведение экспериментальных исследований для проверки адекватности выводов теоретического исследования, а также получения эмпирических соотношений для определения энергетических характеристик теплового насоса;

- разработка и реализация методов оптимизации и инженерных расчетов параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе традиционного и усовершенствованного тепловых насосов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- по результатам анализа термодинамического цикла ТН при использовании эксергетического метода обоснована и экспериментально подтверждена необходимость усовершенствования его конденсатора;

- разработаны принципиальная схема двухцелевого теплового насоса (ДТН) и конструкция его конденсатора, отличающегося тем, что он состоит из двух теплообменников, предназначенных для охлаждения перегретых паров рабочего тела (ОП) и их последующей конденсации (К);

- в результате обобщения опытных данных получены эмпирические соотношения для определения энергетических характеристик ТН и ДТН;

- разработана инженерная методика расчета и оптимизации децентрализованных систем теплоснабжения на базе ТН и ДТН, отличающаяся тем, что в качестве целевой функции принят расход топлива, а в качестве параметра оптимизации - температура конденсации рабочего тела Тк.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

Подтверждается использованием фундаментальных методов анализа и совершенствования термодинамических циклов, а также результатами экспериментальных исследований в лабораторных и промышленных условиях.

Практическая значимость и реализация результатов.

Разработана схема ДТН с улучшенными технико-экономическими показателями, которая позволяет одновременно производить теплоноситель двух температурных уровней: 45 + 60 °С и 6СИ- 80 °С. Предложены инженерные методики расчета и оптимизации параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе ТН и ДТН.

Материалы диссертационной работы внедрены в практику промышленных предприятий, а также использованы в учебном процессе при изложении лекционного курса и проведении практических занятий по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий", а также в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлялись на 5-й школе-семинаре "Эксергетический метод анализа технических систем и экономия энергетических и материальных ресурсов" (Запорожье, 1992), 6-й школе-семинаре "Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: прикладной энергетический анализ" (Николаев, 1994), международной научной конференции "Проблемы энергетики Казахстана" (Павлодар, 1994), выставке "МЭИ - 94. Экология и медицина" (Москва, 1994), Второй Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)" СЭТТ - 2005 (Москва. 2005), научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов. Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения (Воронеж, 2004 - 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [1] - развитие метода эксергетического анализа теплонасосных установок; [2, 13]- разработка энергосберегающих систем теплоснабжения на базе ТН; [3]- анализ возможности практического использования ТН на предприятиях химического профиля; [4-6, 10, 14] - обоснование возможности повышения эффективности ТН за счет разделения конденсатора на две секции: конденсации и охлаждения перегретых паров рабочего тела; [7] - экспериментальное исследование ДТН; [8. 9] - разработка схемы ДТН и конструкции конденсатора; [11, 12] - разработка инженерной методики расчета и оптимизации параметров децентрализованных систем теплоснабжения на базе ДТН и ТН.

Объем и структура работы. Материалы диссертации изложены на 206 страницах. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов работы, библиографического списка, включающего 200 наименований, двух приложений и содержит 42 рисунка и 32 таблицы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Анализ термодинамического цикла теплового насоса на основе эксергетического метода показал, что наибольшие технические потери эксергии возникают в конденсаторе и составляют 10,4 % всех потерь эксергии в ТН, и 34,7 % от суммарных технических потерь эксергии во всех его элементах, поэтому повышение эффективности ТН целесообразно начинать с совершенствования конденсатора.

2. Как показали расчеты, применение конденсатора, разделенного на секции охлаждения перегретых паров рабочего тела и их последующей конденсации, позволяет повысить эксергетический КПД конденсатора. Предложены схема двухцелевого теплового насоса и конструкция конденсатора, новизна и оригинальность которых защищены патентами на изобретение.

3. Создана экспериментальная установка, моделирующая теплонасосную систему теплоснабжения на базе двухцелевого теплового насоса. Как показали проведенные экспериментальные исследования, использование в схеме теплового насоса охладителя перегретых паров рабочего тела и разделение нагретой в конденсаторе воды на два потока после него позволяет повысить эксергетический КПД теплового насоса на 5,02 %+ 6,54 % и получить теплоноситель двух температурных уровней одновременно: 45 °С 60 °С и 60 °С + 80 °С.

4. В результате аппроксимации опытных данных получены эмпирические соотношения для определения энергетических характеристик традиционного и двухцелевого тепловых насосов в зависимости от температур конденсации и испарения рабочего тела.

5. Разработаны инженерные методики расчета параметров децентрализованных систем теплоснабжения для двух типов используемых тепловых насосов (традиционного и двухцелевого), в качестве основного источника теплоты. Получены уравнения для определения оптимального значения температуры конденсации рабочего тела, а также распределения тепловых нагрузок основного и пикового источников теплоты.

6. Применение двухцелевого теплового насоса позволяет сократить расход топлива в системе теплоснабжения на 5 55 %.

1. Un rapport de l'air les pompes a challeur //Practique du Froid et Conditionnement. 1983. №548. P.13- 17.

2. 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.

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

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

5. Bockwit R. Warmasser- Warmepumpen// Klima- Kalte- Heizung. 1985. №4. S. 171- 175.

6. Birke M. Energiesparen: warmes wasser mit der warmepumpen// Ausbau. 1984. №6. S.A204- A207.

7. Сохраняя тепло вашего дома // here. международный журнал компании Alfa Laval АВ. №15. сентябрь 2005 г.

8. Тепловые насосы в Европе сколько и какие?// опубликовано в журнале АВОК. 2001 №5.

9. Калнинь И.М. Энергосберегающие теплонасосные технологии //Статья взята с сайта а компании Trans GAS industry- http:// www/ transgasindustry/ com/

10. Designing heat pump into air conditioning systems// НАС. 1985. v. 54. №637. P.25-28.

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

12. Abel H. Refrigeration and heating for sport and leisure // Sulzer Technical Review. 1983. №4. vol. 65. P. 22- 24

13. Gfeller R., Abwarmenutzung mit warmepumpen // Die kalte und klimatechnik. 1982. BD№12. S.524-526, 528, 531, 538.

14. Egli K. Die Warmepumpen im Aufwind// Heizung Klima. 1984. №12. S.30.

15. Meili A. Warmepumpen fur Destillationskolonnen // Technische Rundschau Sulzer. 1989. № 3. S.30- 36.

16. Bjorn I., Gren U. Strom K. A study of a Heat Pump Distillation Column System // Chem. Eng. Process. 1991. № 29. P. 185- 191.

17. Heat pump aids chocolate process // Food Processing. 1984. vol.53. №5. P.27.

18. Benstead R., Sharman F.W. Heat pumps and technology // Heat Recovery Systems & CHP. 1990. Vol.10. № 4. P.387- 398.

19. Hilton G. Saving costs by saving energy // Food Manufacture. 1985. vol.60. № 9. P. 77- 79.

20. Watson B. Heat pump Power//Food Manufacture. 1987. vol.62. №10. P.5154.

21. Bringmann A. Lorsque la refrigeration et le chauffage sont utilizes simultanement // Revue General du froid. 1984. № 6. P.333- 336.

22. I. R. Cox- Smith, P.G. Baines, C. G. Carrington. Experiences with heat pump timber driers // 17 Jnt. Cong, of Refr.Procedings. V.E. 1987. P. 207- 212.

23. Хайнрих и др. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения/ Г. Хайнрих, X. Найорк, В. Нестлер; Пер. с нем. Н. JI. Кораб-левой, Е. Ш. Фельдмана; Под. ред. Б. К. Явнеля. М.: Стройиздат, 1985. 351 с.

24. Nenadal К. Lufterneuerung in einfamilienhaeusern mit waermerueckgewinnung // Temperatur technik. 1984. № 2. S.20- 22.

25. Ortner H., Sauter A., Sperber D. Warmepumpen bzw/ Kaltwasserklimaanlage fur ein Zweifamilienhaus mit Buro // Ki Klima - Kalte -Heizung. 1989. № 4. S.193- 196.

26. Везиришвили О.Ш., Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения М.: Издательство МЭИ, 1994.- 160 с.

27. Везиришвили О.Ш., Везиришвили К. О. Эффективность вовлечения нетрадиционных источников энергии в топливно-энергетический баланс Грузии // Труды ГрузНИИЭГС. Тбилиси. 1983. сер.1. вып.З.

28. Везиришвили О.Ш. Пути сокращения энергозатрат на чайных фабриках при комплексном применении теплонасосных установок // Холодильна техника. 1985. № 3. С.10.

29. Гомелаури В. И. и др. Опыт использования теплонасосных установок для теплохладоснабжения Самтредской чайной фабрики // Холодильная техника. 1986. №3. с. 16- 18.

30. Гомелаури В. И. Теплонасосные системы теплоснабжения // Вестник Академии наук СССР. 1986. № 6. С. 47-51.

31. Везиришвили О.Ш. Опыт внедрения тепловых насосов // Промышленная энергетика. 1987. № 7. С.5- 8.

32. Везиришвили О.Ш. Характеристики парокомпрессионных холодильных машин в режиме теплонасосных установок // Холодильна техника. -1984. № 8. С.7 9.

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

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

35. Научно- технический отчет ВНИПИЭнергопром // М. 1989. 37 с.

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

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

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

39. Лихтер Ю.М., Константинов В.А., Онишков В.Е. Применение тепловых насосов для отопления и вентиляции промышленных зданий химической промышленности //Химическая промышленность. 1987. № 6. С. 58- 59.

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

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

42. Пустовалов Ю.В. Экономические вопросы развития теплонасосных станций // Теплоэнергетика. 1989. № 3. С. 47- 51.

43. Атаев М.М., Вэскер Л.Я., Гольдин С.Р., Разумовский А.В., Шильдкрет

44. B.М. Комбинированная система теплоснабжения // Сельское строительство. -1988. №3. С. 26- 27.

45. Пособие по проектированию ресурсосберегающих систем теплохладоснабжения с использованием тепловых насосов / М.М. Атаев, С.Б. Аниси-мов, Л.Я. Вэскер, А.В. Разумовский, В.М. Шильдкрет // М. ХКЦ НИИПР "Комплекс 88". - 1990. С.5-9.

46. Автономная бивалентная система теплоснабжения / С.Б. Анисимов, М.М. Атаев, А.В. Разумовский, В.М. Шильдкрет // Водоснабжение и санитарная техника. М. 1990. С. 17-23.

47. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Развитие метода эксергетического анализа теплонасосных установок // Эксергетический метод анализа технических систем и экономия энергетических и материальных ресурсов: Труды V школы-семинара. Запорожье, 1992. С.12- 15.

48. Петраков Г.Н., Мартынов А. В. Повышение эффективности использования ВЭР на базе тепловых насосов // Промышленная энергетика. 1993. -№ 11.С.13- 16.

49. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Применение тепловых насосов на предприятиях химического профиля // Исследования в области комплексного энерготехнологического использования топлив: Межвузовский сб. науч.тр. -Саратов, 1993. С. 67-74.

50. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Двухцелевой тепловой насос // Проблемы энергетики Казахстана: Тез. докл. Междунар. науч. конф. Павлодар: Национальная Академия наук республики Казахстан, Восточное отделение, Павлодарский филиал, 1994. С.6-8.

51. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Повышение эффективности теплового насоса // Вестник МЭИ. Сер. Теплоэнергетика.- М.: Изд-во МЭИ, 1994. № 3. С. 44- 46.

52. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Двухцелевой тепловой насос // Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: Прикладной энергетический анализ: Труды VI школы-семинара. Очаков, 1994. С. 1821.

53. Мартынов А.В., Петраков Г.Н. Двухцелевой тепловой насос // Промышленная энергетика. 1994. № 12. С. 25- 28.

54. Патент № 2044234 Российской федерации, РОСПАТЕНТ: 20 сентября1995 г. Тепловой насос / А.В. Мартынов, Г.Н. Петраков. Заявл. 06.07.93. Опубл. 20.09.1995. Бюл. № 26.

55. Патент № 2052180 Российской федерации, РОСПАТЕНТ: 10 января1996 г. Конденсатор / А.В. Мартынов, Г.Н. Петраков. Заявл. 16.04.93. Опубл. 10.01.1996. Бюл. № 1.

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

57. Девянин Д. Н., Пищиков С.И., Соколов Ю.Н. Разработка и испытание на ТЭЦ- 28 ОАО "Мосэнерго" лабораторного стенда по апробации схем использования тепловых насосных установок в энергетике // Новости теплоснабжения. 2000. № 1. С. 33- 36.

58. Петин Ю.М. Опыт десятилетия производства тепловых насосов в ЗАО «Энергия» //Энергетическая политика -2001. Выпуск 3. С. 28 -33.

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

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

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

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

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

64. Васильев Г.П. и др. РУКОВОДСТВО по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергоресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии // Москомархитектура. М.: -2001. 66 с.

65. Тепловые насосы эффективный путь энергосбережения // Статья взята с сайта http://www.aces.ru/problems/index.htm.

66. Мартыновский B.C. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. / Под ред. В. М. Бродянского // М. Энергия. - 1979.- 288 с.

67. Соколов Е. Я., Бродянский В. М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения // М. Энергоиздат. - 1981.- 320 с.

68. Литовский Е. И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки // М. Энергоиздат. - 1982.- 144 с.

69. Бучко Н. А., Данилова Г. Н. Теплофизические основы получения ис-скуственного холода. Справочник // М.- Пищевая промышленность. 1980.231 с.

70. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха // М. Пищевая промышленность. - 1978.- 264 с.

71. Кошкин Н. Н., Быдылькес И. С., Ден Г. Н. Холодильные машины // М. -Пищевая промышленность. 1973.- 512 с.

72. Унгиадзе Н. М., Везиришвили О. Ш. Рекомендации по разработке систем теплонасосных установок // Грузгипрогорстрой. Тбилиси. - 1986.- 31 с.

73. Атаев М.М. и др. В ассортименте товаров тепло // Энергия: Экономика, техника, технология. - 1987. - № 11.-е. 28-30.

74. Азаров А. И. и др. Холодильные машины. Справочник // М.- Легкая и пищевая промышленность. 1982.- 223 с.

75. Зеликовский И. X., Каплан Л.Г. Справочник по малым холодильным машинам и установкам // М, Пищевая промышленность. - 1968.- 320 с.

76. Якобсон В. Б. Малые холодильные машины // М.- Пищевая промышленность. -1977.- 368 с.

77. Бежанишвили Э. М., Быков Ф. В. И др. Холодильные компрессоры. Справочник // М. Легкая и пищевая промышленность. - 1981.- 279 с.

78. Поспелов Г. А., Биктанова Р. Г., Галлиев Р. М. Руководство по курсовому и дипломному проектированию по холодильным и компрессорным машинам // М.- Машиностроение. 1986.- 264 с.

79. Сакун И.А. и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин // Л. Машиностроение. - 1987.

80. Пластинин П.И. Теория и расчет поршневых компрессоров // М.- Аг-ропромиздат. 1987.

81. Быков А. В. и др. Холодильные машины и тепловые насосы // М.- Аг-ропромиздат. 1988.

82. Везиришвили О.Ш., Везиришвили К. О. Эффективность применения теплонасосных установок в системах круглогодичного кондиционирования воздуха // Водоснабжение и санитарная техника. 1982. № 3. С. 13- 16.

83. Цирлин Б.Л. Исследование энергетических характеристик поршневых холодильных компрессоров // Сб.трудов ВНИИХолодмаш. 1970. №1. С.108-116

84. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы // М.- Энергоиздат.-1981.-224 с.

85. А. Ю. Петин Тепловые насосы в теплоснабжении // Новости теплоснабжения.-2001. № 11. С. 42-43.

86. Тында Н. На пензенские компрессоры можно положиться — они не подведут // Статья взята с сайта http://penza.sura.com.ru/~dp.

87. Duffy G. NBS Questions R-176 value for heat pump other uses // Air Conditioning, Heat and refrigeration news. 1984. v. 10. № 12. P.l.

88. Stolk A. L. The need to curb CFC emissions // Rev. Int. Froid. 1987. Vol. 10. №10. P. 271-275.

89. Цветков О.Б. Экологически чистые холодильные агенты. Обзорная информация // М- ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. 1991.- 25 с.

90. Braswell A. Impact of CFC regulations on the air conditioning and refrigeration industry // J.J.F. JJ.R. - Commissions Bl, B2, El, E2 - purdue (USA). 1988. №2. P. 315-318.

91. Greswick F. A., Fischer S. K., Sand J. R. Potential impacts of CFC restrictions on refrigeration and space-conditioning equipment // J.J.F. J.J.R. -Commissions В1, B2, El, E2 - purdue (USA). 1988. №2. P. 347- 351.

92. Blaise J. C., Dutto Т., Ambrosino J. L. First industrial application of non-azeotropic mixture IIII Rev. Int. Froid. 1989. Vol. 12. №10. P. 255- 258

93. Christie Т. H. The applications of "freon" CFC refrigerants in heat pumps // Scandinavian refrigeration. 1984. №5. P.226- 227.

94. Toxikologie von H-FKW 134a und H-FCKW 123 // Heizung- Luftung-Klimatechnik. 1990. № 4. S. 300-301.

95. Doring R., Buchwald H. Experimentelle und theoretische untersuchungen der Kaltemittel R 134a (CH2F- CF3) und R 123 (CHC12 CF3) // Ki Klima- Kalte-Heizung. 1990. №3. S.108- 112.

96. Webb R. L., DiGiovanni M. A. Comparison of mixture and pure refrigerant heat pump cycles//Heat Recovery Systems & CHP.1989. Vol.9. № 4. P.383- 396

97. The state of R.22: Overcoming problems with liquid // Refrigeration and Air Conditioning. 1990. № 3. P.5-16.

98. Spauschus H. O. HFC 134a as a substitute refrigerant for CFC 12 // J.J.F. -J.J.R. Commissions Bl, B2, El, E2 -purdue (USA). 1988. № 2. P.397- 400.

99. Гидаспов Б. В., Максимов Б.Н. Проблемы применения фреонов в холодильной технике // Холодильная техника. 1989. №3. С. 2- 4.

100. Быков А. В. и др. Альтернативные озонобезопасные хладагенты // Холодильная техника. 1989. - № 3.- с. 4- 7.

101. Калнинь И.М. Перспективы развития тепловых насосов. // Холодильная техника. 1994. №1. С. 4-8.

102. Калнинь И.М., Фадеков К.Н. Эффективность альтернативных хладагентов. // Холодильная техника. 1999. №4. С. 10-13.

103. Букин В.Г., Кузьмин А.Ю. Экспериментальное исследование малых холодильных машин на смеси R22/R142b. // Холодильная техника. 1996. №5. С.12-14.

104. Technical information R-407C/R-410A//Du Pont. Suva refrigerant.-2001.

105. Данилова Г. H, Богданов С. Н., Иванов О. П. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок//Л.-Машиностроение.Ленингр.отд-ние.-1986.- 303 с.

106. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин. Под. ред. А. В. Быкова // М.- Легкая и пищевая промышленность. 1984.- 247 с.

107. Кулинченко В. Р. Справочник по теплообменным расчетам // К. -Техника.- 1990.- 165 с.

108. Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В. М. Справочник по тепло-обменным аппаратам // М.- Машиностроение.- 1989.- 366 с.

109. Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 2 / Пер. с англ., под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова // М.- Энергоатомиздат.- 1987.- 352 с.

110. Коваленко Л. М., Глушков А. Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи // М.- Энергоатомиздат.- 1986.- 240 с.

111. Дюндин В. А., Данилова Г. Н., Тихонов А. В. Интенсивные теплообменные поверхности для кожухотрубных испарителей холодильных машин. Обзорная информация//М.- ЦИНТИхимнефтемаш.- 1990.- 49 с.

112. Николаева Т. А., Мартынов А. В. Теплообменные аппараты теплона-сосных установок //М.- ЦИНТИхимнефтемаш.- 1991.- 10 с.

113. Haukas Н. Т. Desing of a plate-tipe evaporate for heat pumps // Intern. J. of Refrigeration. 1984. V.7. №1. P.59- 63.

114. Мозгина В. И., Лаевская М. М. Пластинчатые теплообменные аппараты // М.- ЦИНТИхимнефтемаш.- 1988.- 6 с.

115. A. Miles. Guide to plate het exchangers for HEVAC use//H&V Engineer. 1987. Vol.16. № 1. P.89-91.

116. Schlanger L. M., Pate M. В., Bergles A. E. Evaporation and condensation of refrigerant-oil mixtures in a smooth tube and a micro-fin tube // ASHRAE Transactions. 1988. Vol. 94. Pt. 1. P. 149- 166.

117. Reay D. A. Impact of new technologies on future heat exchanger design // Heat recovery systems & CHP. 1988. Vol.8. № 4. P.309-314.

118. Соловьев А. Г., Данилов Г. Н. Тепловой расчет горизонтального ко-жухотрубного испарителя затопленного типа // Энергетика (Известия высших учебных заведений). 1991. № 6. С. 66 71.

119. Каталог "TRANTER РНЕ SWEP" // по материалам международной выставки "Москва - Энергоэффективный город 2005". 2005.- октябрь и с сайта http:// www.swep.ru. - 2005.

120. Каталог "Gunter" // по материалам международной выставки и с сайта http:// www.guentner.ru. 2001. - № 1.

121. Каталог "Ридан " // по материалам международной выставки "Москва Энергоэффективный город 2005". 2005.- октябрь и с сайта http:// www.ridan.ru. - 2005.

122. Авторское свидетельство СССР № 1518627, Кл-F 25В 39/04. Конденсатор // Е. П. Уткин, М. И. Соколова, С. А. Оленева, Ю. Д. Мантуровский, Л. Я. Файвисович. Опубл. 30. 10. 89. Бюл. № 40.

123. Авторское свидетельство СССР № 1518642, Кл. F 28 В 1/02., F 25 В 39/02 Конденсатор // В. А. Балашов, С. Г. Кочемасов, С. Н. Анисимов, Е. П. Букацевич, Н. В. Тябин, О. Г. Кочемасова.- Опубл. 30. 10. 89 Бюл. № 40.

124. Dichev S., Kartelov G., Lechev D. Increasing the efficiency of compressor heat pumps by obtaining multizone condensation // Paris. 1983. Preprints. 16 Congress international du froid.- Commissions B2. 1983. P. 39-43.

125. Авторское свидетельство СССР № 1359592, Кл. F 25 В 9/00 Тепловой насос // Е. И. Таубман, В. И. Савинкин, Т. С. Антоненко, С. У. Кивензор, И. Э. Гитман. Опубл. 15. 12. 87. Бюл. № 46.

126. Авторское свидетельство СССР № 1495602, Кл. F 25 В 29/00 Комбинированный тепловой насос // Е. И. Таубман, В. Ф. Погорелов, В. И. Савин-кин, С. У. Кивензор. Опубл. 23. 07. 89. Бюл. № 27

127. Авторское свидетельство СССР № 1118836, Кл. F 25 В 9/00 Тепловой насос // Т. С. Антоненко, В. С. Горбачев, А. В. Демин, С. У. Кивензор, Ю. А. Цой, В. Р. Данилов, М. Б. Шицман. Опубл. 19. 10. 84. Бюл. № 15.

128. Данилов В. В., Славин В. С. Система отопления помещений с помощью фреонового теплового насоса // Новости теплоснабжения. Обзор патентов в телоснабжении. Н. JI. Говорухин. 2003. № 8. С. 52-53.

129. Carrington С. G., Sandle W. J., Warrington С. М. Field prefomance of a domestic hot water heat pump system // Paris. 1983. Preprints. 16 Congress international du froid.- Commissions E2. 1983. P.l 8.

130. Mit wind und Wetter emissionfrei heizen // Bauflach. 1986. № 4. S.61.

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

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

133. Kirn H. Kellerraume als Warmequellen von Luft- Wasser-Kleinwarmepumpen zur Warmwasserbereitung und Raumheizung // Technik am Bau. 1987. №2. S.97- 103.

134. Пивоварова 3. И., Стадник В. В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР // J1. Гидро-метеоиздат. - 1988.- 237 с.

135. Валов М. И., Казанджан Б. И. Использование солнечной энергии в системах теплоснабжения // М. Издательство МЭИ. -1991.- 140 с.

136. Валов М. И., Елисеев Б. Н., Зимин Е. Н. Возможности использования тепловых насосов в системах гелиотеплоснабжения // Промышленная энергетика. 1987. №4. С. 6- 9.

137. Fordsmand М. Practical and theoretical investigation of a heating/ cooling heatpump with ground storage and solar collector // Preprints. 16 congress unternational du froid.- commission E2. 1983. P. 144- 149.

138. Дэвис А., Шуберт P Альтернативные природные источники энергии в строительном проектировании //М.- Стройиздат. 1983.

139. Бекман У., Клейн С., Даффи Дж. Расчет систем солнечного теплоснабжения // М. Энергоиздат. - 1982.- 149 с.

140. Хаванов П. А. и др. Автономные источники тепла для сельских домов // Сельское строительство. 1986. №12. С. 29- 30.

141. Карпис Е. Е. Аккумулирование теплоты и холода для систем отпления и вентиляции // Строительство и архитектура. М.- 1986. - Сер 9. - Вып.1.

142. Кирюхин В. А. и др. Общая гидрогеология // JL- Недра. 1988.- 186 с.

143. Аккумулирование тепловой энергии в водоносных горизонтах//С. Шетцле, С. Бретт, Д. Граббс, М. Сеппонен.-М.-Энергоатомиздат.-1984.-208с.

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

145. Harter К., Ross H. Auswertung einer monovalenten Grundwasser-Warmepumpen- Heizunganlage in einem Einfamilienhaus mit Arztpraxis // SBZ. 1986. № 5. S. 358-364.

146. Тепловой насос для теплоснабжения индивидуального дома //ЭСКО. Электронный журнал энергосервисной компании. 2003. №6. http://www.transgasindustry.com/

147. Productinformationen // Sanitar Heizung- und Klimatechnik. 1982. №3. S.128.

148. 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 II.

149. Baumgartner R. Erfahrungen mit Warmepumpen mit Erdwarmegewinnung mittels Erdkollektor // Heizung Klima. 1985. № 12. S. 40.

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

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

152. Васильев Г. П., Шилкин Н. В., Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах // АВОК. 2003. № 2.

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

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

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

156. Grobwarmepumpenanlagen // Technik am Buu. 1987. № 1. S. 39- 40.

157. Alternative heating for a municipal swimming pool // Intern. J. of Refrigeration. 1983. v. 6. № 12. P.l 18- 122.

158. Abel H. Eis und Warme fur Sport und Freizeit // Heizung Klima. 1986. №9. S. 89- 93.

159. Богуславский Л. Д., Ливчак В. И., Титов В. П. и др. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Справ. Пособие // М. Стройиздат. - 1990.- 624 с.

160. Литовский Е. И., Левин Л. А. Промышленные тепловые насосы // М.-Энергоатомиздат. 1989.- 128 с.

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

162. Эффективность использования тепловых насосов в централизованных системах теплоснабжения / В. П. Фролов, С. Н. Щербаков, М. В. Фролов, А.Я. Шелгинский // Новости теплоснабжения. 2004. № 7. С. 34 39.

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

164. Nenadal К. Lufterneuerung in einfamilienhaeusern mit Warmerueckgewinnung // Temperatur Technik. 1984. № 2. S.20- 22.

165. Бартош Е. Т. Тепловые насосы в энергетике железнодорожного транспорта // М. Транспорт. - 1985.- 280 с.

166. Крафт Г. Системы низкотемпературного отопления//М.-Стройиздат.-1983.- 137 с.

167. Schnell reagierende Bodenheizung // HLH. 1986. № 4. S. 199.

168. Schlapmann D. Zweckmassige Wassertemperaturen for Fussbodenheizungen// SBZ. 1986. №15. S. 828- 832.

169. Holziegel aus Ton von Warmluft durchstromt // HLH. 1986. 34. S.198.

170. Warmluft zirkuliert in Fussboden // HLH. 1986. № 4. S.200.

171. Kindler H. Keine Ruckgewinnung der Transmissionswarme // HLH. 1986. №10. S.503- 504.

172. Соколов E. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для ВУЗов // М. Издательство МЭИ. - 1999.- 472 с.

173. Бродянский В. М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. Под. ред. В. М. Бродянского// М.: Энергоатомиздат-1988.-288 с.

174. Мартынов А. В. Установки для трансформации тепла и охлаждения: Сборник задач // Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат. - 1989.200 с.

175. Богданов С. Н. Холодильная техника. Свойства веществ. Справочник //JL: Машиностроение. - 1976.- 168 с.

176. Лейтес И. Л., Сосна М. X., Семенов В. П. Теория и практика химической энерготехнологии // М.: Химия. - 1988,- 280 с.

177. Бродянский В. М., Верхивкер Г. П. Карчев Я. Я. и др. Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие. Под ред. Долинского А.

178. A., Бродянского В. М. // Киев: Наук, думка. - 1991.- 360 с.

179. Повышение эффективности работы теплового насоса / Г.Н. Петраков,

180. B.Г. Стогней, А.В. Мартынов, А.С. Левадный. // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые прцессы) СЭТТ 2005:

181. Труды Второй Междунар. науч.-практ.конф. г. Москва. 2005 г. Том 2. С. 152- 156.

182. Исаченко В. П., Осипова В. П., Сукомел А. С. Теплопередача // М.: -Энергоиздат. 1981.

183. Шенк X. Теория инженерного эксперимента // М.: Мир. - 1972.

184. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Под. ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина. // М.: Энерго-атомиздат. - 1988.- 560 с.

185. Нуждин Ф. С., Ужанский В. С. Измерения в холодильной технике: Справочное руководство // М.: Агропромиздат. - 1986.- 368 с.

186. Энергосберегающие теплонасосные системы теплоснабжения / Г.Н. Петраков, В.Г. Стогней, А.В. Мартынов, А.С. Левадный // Энергосбережение и Водоподготовка. 2006. №2. С. 66-68.

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

188. Хрилев JI. С., Смирнов И. А. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения. Под ред. Е. Я. Соколова // М.: Энергия.- 1978.- 264 с.

189. Петраков Г.Н., Стогней В. Г., Мартынов А. В. Распределение тепловой нагрузки между тепловым насосом и пиковой котельной // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. Сер. Энергетика. Выпуск 7.4. 2004. С. 121- 125.