Открытый доступ  Доступ для подписчиков

Приведены некоторые результаты теоретического исследования, для обозначения границы экономии на отопление по сравнению с самым недорогим и распространённым видом топлива - газом. Представленные схемные решения принципиальны, отражают основные энергетические потоки и могут быть реализованы в более оптимизированном оборудовании, чем предложено в статье, поэтому вопрос расчёта капитальных затрат и технико-экономического обоснования в данном исследовании не рассматривается. Рассматривается общая концепция комбинации возобновляемых источников энергии и вторичных энергетических ресурсов на базе теплонасосных технологий как альтернатива газу с точки зрения цены выработки 1 кВт∙ч теплоты. На следующих этапах будет ставится задача разработки оптимизированных устройств, реализующих представленный энергетический баланс, капитальные затраты на которые будут обеспечивать приемлемые технико-экономические характеристики. Разработана концепция гибридного теплонасосного комплекса, функционирующего на возобновляемых и вторичных источниках энергии и позволяющего осуществлять отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию и кондиционирование за счёт комбинации энергии от органического топлива и вторичных энергетических ресурсов совместно с возобновляемыми источниками энергии. Предпринята попытка раскрытия потенциала теплонасосных технологий в полной мере для того, чтобы показать, что данные технологии могут быть приоритетными для повседневного использования всеми категориями потребителей, включая тех, кто имеет доступ к газовой магистрали. Концепция разработанного гибридного теплонасосного комплекса заключается в максимально эффективном использовании имеющихся в здании и вокруг него энергетических потоков. Так, в гибридном теплонасосном комплексе полезно утилизируется теплота от вытяжной вентиляции, уносимая теплота от системы кондиционирования, солнечная энергия трёх уровней мощности удельного светового потока, геотермальная энергия, а также энергия атмосферного воздуха, окружающего здание. Данную концепцию можно масштабировать на объекты в диапазоне мощностей ГТК 7-50 кВт. Раскрыты предпосылки проведённого исследования, его ход, приведены основные результаты: рассчитанный энергетический баланс ГТК и потребителя, базирующийся на разработанной технологической схеме, с указанием доли каждого источника энергии, вносимой в этот баланс.

возобновляемые источники энергии; вторичные энергетические ресурсы; энергетический баланс; солнечная энергетика; геотермальная энергетика; кондиционирование; аккумулятор теплоты; тепловой насос; фреон; отопление

Каукин А. С. Налоговый манёвр в нефтяной отрасли: риски "ручного регулирования" / А. С. Каукин, Е. М. Миллер // RUSSIAN ECONOMIC DEVELOPMENT. 2020. Т. 26. № 7.

Жемкова А. М. Заморозка цен на нефтепродукты - остановка налогового маневра? / А. М. Жемкова, Г. И. Идрисов, А. С. Каукин, Е. М. Миллер // Экономическое развитие России. 2019. № 1. С. 31-35.

Бакман Ю. А. Прогнозирование цен производителей нефтепродуктов на внутреннем рынке / Ю. А. Бакман // Проблемы прогнозирования. - 2014. - № 1. - С. 34-46.

Shaposhnikov V. V., Biryukov B. V. Increasing efficiency of CCP-based tpp with injection of dry saturated steam from recovery boiler into regenerator // Journal of physics: conference series. 2017. No 891. Pp. 1-6.

Shaposhnikov V. V., Biryukov B. V. On the efficiency of heat and electric power plants based on combined-cycle plants with overexpansion of the working fluid in the gas turbine and injection of steam into the gas path // Chemical and petroleum engineering. 2018. No. 1-2. Pp. 1-5.

Zappa W., Junginger M., van den Broek M. Is a 100 % renewable European power system feasible by 2050? // Applied Energy. 2019. Vol. 233-234. Pp. 1027-1050. DOI: 10.1016/109.

Weiss O., Bogdanov D., Salovaara K., Honkapuro S. Market designs for a 100% renewable energy system: case isolated power system of Israel / O. Weiss, D. Bogdanov, K. Salovaara, S. Honkapuro // Energy. 2017. No. 119. Pp. 266-77. DOI: 10.1016/055.

Fernandes L., Ferreira P. Renewable energy scenarios in the Portuguese electricity system // Energy. 2014. Vol. 69. Pp. 51-57. DOI: 10.1016/098.

Mendes C., Soares I. Renewable energies // Energy. 2014. Vol. 69. Pp. 23-33. DOI: 10.1016/003.

Treshcheva M. Selection of heat pump capacity used at thermal power plants under electricity market operating conditions / M. Treshcheva, I. Anikina, V. Sergeev et al. // Energies. 2021. No 14(1). P. 226; https://doi.org/10.3390/en14010226

Liu Z. A combined forecasting model for time series: Application to short-term wind speed forecasting / Z. Liu, P. Iang, L. Zhang, X. Niu // Applied Energy. 2020. Vol. 259. DOI: 10.1016/114137.

Can Z. Tuning the electron-deficient core of a non-fullerene acceptor to achieve over 17% efficiency in a single-junction organic solar cell / Can Z., Jun Y., Fangfang C. et al. // Energy & Environmental Science. 2020. No. 13. Pp. 2459-2466. DOI: 10.1039/ D0EE00862A.

Yamanlar S., Korkmaz D. E., Serpen U. Assessment of geothermal power potential in Buyuk Menderes Basin, Turke // Geothermics. 2020. Vol. 88. DOI: 10.1016/101912.

Sharma S. Status, trends and significance of American hydropower in the changing energy landscape / S. Sharma, J. Waldman, S. Afshari, B. Fekete // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. Vol. 101. Pp 112-122. DOI: 10.1016/028.

Rodrнguez R. A. Transmission needs across a fully renewable European power system / R. A. Rodrнguez, S. Becker, G. B. Andresen et al. // Renewable Energy. 2014. Vol. 63. Pp. 467-476. DOI: 10.1016/005.

Васьков Е. Т. Термодинамические основы тепловых насосов: Учеб. пособ. для студ. спец. 270109, 270105, 190601. - СПб.: СПб. гос. архит.-строит. ун-т., 2007. - 127 с.

Патент РФ на полезную модель № 183519 от 25.12.2017 г. Каскадная теплонасосная установка с промежуточной аккумуляцией теплоты. Патентообладатель ДГТУ, заявка № 2017145622 от 25.12.2017 г. - Аккумуляция теплоты, используемая для утилизации вторичных источников энергии;

Патент РФ на полезную модель № 188446 от 20.12.2018 г. Многофункциональный компактный аккумулятор холода. Патентообладатель ЮРГПУ (НПИ), заявка № 2018145287 от 20.12.2018 г. - Аккумуляция холода, используемая для утилизации вторичных источников энергии;

Патент РФ на изобретение № 2709008 от 18.12.2018 г. Система для настройки каскада теплового насоса. Патентообладатель ДГТУ, заявка № 2018144718 от 18.12.2018 г. - Использование теплонасосного цикла в теплоэнергетическом комплексе;

Безуглов Р. В. Разработка теплового баланса теплоэнергетического комплекса для эффективного использования вторичных и возобновляемых источников энергии в совокупности с потребителем / Р. В. Безуглов, В. В. Папин, Е. М. Дьяконов и др. // Научная жизнь. 2019. Т. 14, № 8.