ТЕПЛОВІ НАСОСИ ДЛЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ТА ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ АГРОПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ
Анотація
Натепер зміни, які відбуваються в агропромисловому комплексі України потребують розробки та створення новітніх теплонасосних технологій для теплопостачання та гарячого водопостачання агропромислових підприємств. У статті розглядається проблема використання теплових насосів (ТН), що працюють на альтернативних джерелах енергії для теплопостачання та гарячого водопостачання агропромислових підприємств. У своїй роботі ТН використовують низькопотенційну теплоту повітря, водойм і надр землі. Метою роботи є обґрунтування та дослідження доцільності використання ТН на підприємствах агропромислового виробництва. Виконано аналіз характеристик ТН, що працюють з різними джерелами низькопотенційної теплоти. Визначено фактори, які впливають на енергетичну ефективність ТН, оцінені особливості роботи ґрунтових, водяних та повітряних ТН для агропромислових підприємств України. Проаналізовано вплив тривалості температур повітря різних величин на теплопродуктивність ТН. Для підвищення ефективності роботи теплонасосної системи запропоновано схему відбору низькопотенційної теплоти з використанням ґрунтового ТН. На підставі проведених досліджень встановлено, що перевагою повітря як теплоносія є те, що повітряні ТН можуть працювати практично повсюди і не вимагають облаштування низькотемпературного контуру. Перспективним способом підвищення ефективності ТН при річному циклі його роботи є комбіноване використання низькопотенційної теплоти ґрунту та повітря. Теплонасосна система з двома джерелами енергії забезпечує високу теплопродуктивність ТН протягом всього року і має більш високий показник енергетичної ефективності у порівнянні з традиційними рішеннями. ТН мають значну перевагу перед іншими теплоенергетичними установками. Вони споживають енергію поновлюваних джерел, знижують витрати на електропостачання більш ніж в половину – це повністю автоматизований пристрій. Викорисання ТН для утилізації низькопотенційних теплових потоків економічно вигідно. Аналіз ефективності систем теплопостачання показує, що в сучасних економічних умовах тенденція систем теплопостачання може розвиватися в наступних напрямках: застосування парокомпресійних ТН, використання вторинних енергоресурсів промислових підприємств агропромислового комплексу, підвищення теплотехнічних характеристик будівель. Модернізація із застосуванням даних заходів може суттєво підвищити економічні і технічні характеристики теплопостачального обладнання для будівель агропромислового виробництва.
Посилання
2. Maliarenko, V. A., & Lysak L. V. (2004). Enerhetyka, dovkillia, enerhozberezhennia [Energy, environment, energy saving]. H: Rubicon. 368 р. (in Ukrainian).
3. Bezrodnyi, M. K., Pukhovyi, I. I., & Kutra, D. S. (2013). Teplovi nasosy ta yikh vykorystannia [Heat umps and their use]. Tutorial. Kyiv: NTUU "KPI" 312 р. (in Ukrainian).
4. Ostapenko, O. P. (2015). Kholodylna tekhnika ta tekhnolohiia. Teplovi nasosy [Refrigeration quipment and technology. Heat pumps]. Tutorial. Vinnytsia: VNTU. 123 р. (in Ukrainian).
5. Arseniev, V. M., & Meleichuk, S. S. (2018). Teplovi nasosy: osnovy teorii i rozrakhunku [Heat pumps: basics of theory and calculation]. Tutorial. Sumy: SDU. 364 р. (in Ukrainian).
6. Arsenev, V. M. (2009). Teplonasosnaya tekhnologiya yenergozberezhennya [Heat pump energy saving technology]. Sumy: Type of SDU. 251 р. (in Russian).
7. Bosyi, M. V., & Kuzyk, O. V. (2022). Teplovi nasosy dlia opalennia ta hariachoho vodopostachannia [Heat pumps for scorching and hot water supply]. Findings of modern engineering research and developments: Scientific monograph. Riga. Latvia: «Baltija Publishing». P. 24-40 (in Ukrainian).
8. URL:http://baltijapublishing.lv/omp/index.php/bp/catalog/book/217
9. Pisarev, V. Ie. (2002). Teplovi nasosy ta kholodylni ustanovky [Heat pumps and refrigeration units]. Tutorial. K: KNUBA.124 р. (in Ukrainian).
10. Sniezhkin, Yu. F., Chalaiev, D. M., Shavrin, V. S., & Dabizha, N. O. (2008). Teplovi nasosy v systemakh teplokholodopostachannia [Heat pumps in heating and cooling systems]. Under. ed. Acad. NAS of Ukraine A.A. Dolinskyi; National Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Technology thermophysics. To: 104 р. (in Ukrainian).
11. Bezrodnyi, M. K., & Prytula, N. O. (2012). Enerhetychna efektyvnist teplonasosnykh skhem teplopostachannia [Energy efficiency of heat pump schemes of heat supply]. monograph. K: NTUU "KPI". 208 р. (in Ukrainian).
12. Shevel, V. Y. (2004). Rabota kompressorov seriinogo ispolneniya na smeci propan–butan v teplonasosnom rezhime raboti [Operation of series compressors for propane-butane oil in the heat pump mode]. Kompressornaia tekhnyka y pnevmatyka v KhKhI veke: KhIII Mezhdunarodnaia nauchno-tekhnycheskaia konferentsyia po kompressorostroenyiu. Sums: SumHU. Р. 239–244 (in Russian).
13. Khmelniuk, M. H., & Martyniuk, M. O. (2008). Povishenie effektivnosti ustanovki nizkotemperaturnoi kondensatsii prirodnogo gaza [Increasing the efficiency of a low-temperature natural gas condensation installation]. Odessa: ODAH. Technical gases. № 4. Р. 30–35 (in Russian).
14. Bosyi, M. V., & Kuzyk, O. V. (2020). Efektyvnist tsyklu teplovoho nasosa dlia teplopostachannia [Efficiency of the heat pump cycle for heat supply]. Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences. Vol. 3(34). Р. 136–142. (in Ukrainian). URL: http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/10447
15. Bosyi, M. V. (2022). Termodynamichna enerhoefektyvnist heotermalnoho teplovoho nasosa na hruntovykh vodakh [Thermodynamic energy efficiency of a geothermal heat pump on groundwater]. Moderní aspekty vědy: XX. Díl mezinárodní kolektivní monografie / Mezinárodní Ekonomický Institut s.r.o. Česká republika: Publishing Group. "Vědecká perspektiva " P. 556–568 (in Ukrainian). URL: http://mapiea.kntu.kr. ua/archive/36_I.html
16. Bosyi, M. V. (2022). Teplovi nasosy – enerhoefektyvne vidnovliuvalne ekolohichno chyste dzherelo teploty [Thermal pumps are energy efficient, environmentally friendly, and provide warmth]. Moderní aspekty vědy: XXІ Díl mezinárodní kolektivní monografie Mezinárodní Ekonomický Institut s.r.o. Česká republika: Publishing Group "Vědecká perspektiva" Р. 357–380. (in Ukrainian). URL:http://perspectives.pp.ua/public/site/mono/monography-21.pdf
17. Moroziuk, T. V. (2006). Teoriya kholodilnikh mashin i teplovikh nasosov [Theory of refrigeration machines and heat pumps]. Odessa: Studio "Negotiant". 712 р. (in Russian).
18. Tkachenko, S. I., & Ostapenko, O. P. (2009). Parokompresiini teplonasosni ustanovky v systemakh teplopostachannia [Steam compression heat pump installations in heat supply systems]. Monograph. Vinnytsia: VNTU. 176 р. (in Ukrainian).
19. Arsenev, V. M., & Hrechanenko, V. A. (2002). Eksergeticheskaya otsenka effektivnosti teplonasosnoi tekhnologii energosberezhenii [Exergetic evaluation of the efficiency of heat pump technology energy-saving]. Bulletin of Sumy State University. № 9 (42). Р. 81–85. (in Russian).
20. Bosyi, M. V., Kropivnyi, V. M., Kuzyk, O. V., Kropivna, A. V., & Molokost, L. A. (2022). Termodynamichna enerhoefektyvnist parokompresiinoho teplovoho nasosa na hruntovykh vodakh [Thermodynamic energy efficiency of a vapor compression heat pump on groundwater]. Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences. Kropyvnytskyi. Vol. 5(36). Р. 47–54. (in Ukrainian).
21. URL: http://mapiea.kntu.kr.ua/archive/36_I.html
22. Bosyi, M. V., Kropivnyi, V. M., & Kuzyk, O. V. (2022). Termodynamichne doslidzhennia tsyklu teplovoho nasosu «hrunt-voda» dlia systemy opalennia prymishchennia [Thermodynamic study of the soil-water heat pump cycle for the room heating system]. Scientific journal Visnyk of the Kremenchug National University named after M. Ostrogradskyi. Kremenchuk: No. 1(132). P. 165–172. (in Ukrainian).
23. URL: http://visnikkrnu.kdu.edu.ua/pravila.php
24. Sirko, Z. S., Korenda, V. A., Vyshniakov, I. Iu., Protasov, O. S., & Okhrimenko S. M., Tsiren N. L. (2020). Vykorystannia teplovykh nasosiv dlia opalennia ta hariachoho vodopostachannia budivel pidpryiemstv na prykladi ustanovok Helioterm [The use of heat pumps for heating and hot water supply of enterprise buildings on the example of Helioterm installations]. Scientific reports of NUBiP of Ukraine. Technology and energy of agricultural industry. № 5 (87) (in Ukrainian).
25. Bosyi, M. V. (2022). Enerhetychna efektyvnist povitrianoho teplovoho nasosa na ekolohichno chystomu robochomu tili propani [The energy efficiency of an air heat pump based on an ecologically clean working medium of propane]. Scientific journal "Scientific Notes of the Tavra National University named after V.I. Vernadsky". Series: Technical sciences". Kyiv: Volume 33 (72), No. 4. P. 144–148. (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.4/22.URL: https://tech.vernadskyjournals.in.ua/33-72-4
26. Bosyi, M. V., Lysenko, A. Ia., Manuilovych, V. V., & Panishko, O. V. (2021). Efektyvnist tsyklu heotermalnoho teplovoho nasosu [Efficiency of the geothermal heat pump cycle]. The 5th International scientific and practical conference «Topical issues of modern science, society and education» (November 28–30) SPC «Sci-conf.com.ua». Kharkiv. Ukraine. Р. 418–422. (in Ukrainian). URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/TOPICAL-ISSUES-OF-MODERNSCIENCE-SOCIETY-AND-EDUCATION-28-30.11.21.pdf
27. Bosyi, M. V., Lysenko, A.Ia., Manuilovych, V. V., & Barkar, M. M. (2021). Termodynamichna enerhoefektyvnist heotermalnoho teplovoho nasosa «voda-voda» [Thermodynamic energy efficiency of the water-to-water geothermal heat pump]. The 3rd International scientific and practical conference “Modern science: innovations and prospects” (December 5-7) SSPG Publish, Stockholm, Sweden. ISBN 978-91-87224-02-7. 1036 p. (in Ukrainian). URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/MODERN-SCIENCE-INNOVATIONS-AND-PROSPECTS-5-7.12.21.pdf
28. Bosyi, M. V., Lysenko, A. Ya., Manuilovych, A. V., Panishko, O. V., & Barkar, M. M. (2022). Heotermalnyi teplovyi nasos «hrunt-voda» [Ground-water geothermal heat pump]. The 2nd International scientific and practical conference “Modern research in world science” (May 15–17) SPC “Sci-conf.com.ua”. Lviv. Ukraine. ISBN 978-966-8219-86-3. P. 406–413. (in Ukrainian). URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2022/05/MODERNRESEARCH-IN-WORLD-SCIENCE-15-17.05.22.pdf
ISSN 
ISSN 
