Снижение стоимости теплонасосной системы теплоснабжения путем замены коллектора первого контура

Целью данной работы является снижение стоимости теплонасосной системы теплоснабжения путем использования солнечного коллектора в первичном контуре теплового насоса. Известно, что цена материала и монтаж коллектора первичного контура составляет 30% от общей стоимости теплонасосной системы теплоснабжения. Использование солнечного коллектора в первом контуре теплового насоса исключает необходимость бурения или подземного монтажа коллектора низкопотенциальной тепловой энергии. Отказ от классических видов коллекторов: горизонтальные коллекторы и вертикальные зонды, оказывает также положительный экологический эффект на почву. Комбинированное использование солнечного коллектора и теплового насоса добавит вариативности в компоновке теплонасосной системы теплоснабжения. В статье представлены результаты теоретического исследования целесообразности эксплуатации солнечных коллекторов на широтах Республики Татарстан. Приведен сравнительный анализ различных видов теплового насоса и солнечного коллектора, исходя из которого были подобраны основные компоненты комбинированной системы. Работа включает в себя расчеты необходимой мощности и площади поверхности поглощения солнечного коллектора. Приведены результаты сравнительного анализа производительности солнечного коллектора в зависимости от угла падения солнечных лучей и среднего уровня инсоляции. В результате работы, было определено, что использование солнечного коллектора в первичном контуре теплового насоса будет дешевле в 2 раза по сравнению с горизонтальными коллекторами и в 4 раза по сравнению с вертикальными зондами.

1. Кристиан Винтелер.11-я Конференция МЭА по тепловым насосам 2014 / тепловые насосы, системы солнечной энергии и хранения льда - моделирование и сезонные характеристики / Монреаль (Квебек).IEA-ETSA Pand IRENA Technology Brief E17. Thermal Energy Storage/. AndreasHauer, Канада: 2014. 20-25 стр.

2. Andreas Hauer. Modeling of combined solar thermal, heat pumps, ice storage systems and heat recovery in wastewater // Proceedings of the EuroSun 2014 conference. Bayern: 2013. pp. 5-8.

3. Carbonell D., Philippen D., Granzotto M. Simulation of Combined Solar Thermal, Heat Pump, Ice Storage and Waste Water Heat Recovery Systems // Conference Proceed ings EuroSun 2014. Rapperswil, Switzerland: 2014. pp.63-80.

4. Халлыев И., Таначев Н. Теплонасосная система с использованием солнечного коллектора // 25 Международная научно–техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика". Москва: 2019. C. 23-30.

5. Халлыев И., Таначев Н. Комбинированная система теплоснабжения тепловой насос - солнечный коллектор // ЭНЕРГИЯ–2019 14 всероссийская (международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Иваново: 2019. C. 30-33.

6. Гришков АА. Совершенствование режимных и технологических характеристик систем теплоснабжения малоэтажных жилых зданий при использовании источников низкопотенциальной теплоты. Пермь: 2010. C. 53-55.

7. Елистратов С.Л.Комплексное исследование эффективности тепловых насосов. Новосибирск: 2010. C. 78-80.

8. Alves-Filho O. Heat Pump Dryers: Theory, Design and Industrial Applications // CRC Press, Taylor & Francis Group, 2016. C. 30-50.

9. Хавьер Ф. Урчегуя. Возобновляемое отопление и охлаждение // Политехнический университет Валенсии: 2016. C.13-20.

10. ВоротницкийВ.Э. Системы рекуперации тепла трансформаторов и автотрансформаторов 220-750 кб энергии одной сети. Издание Наука и технология. Центр ФСК ЕЭС (Москва). 2016. № 6. C. 32-42.

11. Сёдлов А. Анализ эффективности; использования парокомпрессионных теплонасосных установок в-теплофикационных системах // Энергосбережение и водоподготовка. 2015.C. 20-30.

12. Бурков АИ., Гришков АА., Кротов ВМ. Исследовательская установка для определения энергетического потенциала грунтового массива и заглубленных строительных конструкций при использовании теплонасосных систем в целях климатизации зданий. Качество внутреннего воздуха и окружающей среды. Материалы 7 Междунар. науч. конф. Волгоград: ВолгГАСУ, 2009. С. 83-90.

13. С.Дж. Рис. Приемущества наземных системах тепловых насосов // Издательство Woodhead 2016. С.78-80.

14. Определение оптимальных параметров оборудования и работы систем теплоснабжения с применением тепловых насосов // Качество внутреннего воздуха и окружающее среды. Материалы 7 Международной научной конференции. Волгоград: Изд-во ВолгГАСУ. 2009. С. 55-60.

15. Применение тепловых насосов в системах теплоснабжения жилых зданий – один из путей снижения энергозатрат // Строительство и образование. 2009. С. 33-40.