Термодинамічна енергоефективність парокомпресійного теплового насоса на грунтових водах
Loading...
Files
Date
2022
Authors
Босий, М. В.
Кропівний, В. М.
Кузик, О. В.
Кропівна, А. В.
Молокост, Л. А.
Bosiy, M.
Kropivnyi, V.
Kuzyk, О.
Kropivna, А.
Molokost, L.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
В статті розглянуто термодинамічну енергоефективність парокомпресійного теплового насоса (ПКТН) при використанні природних джерел теплової енергії довкілля, зокрема грунтових вод. Представлені схема ПКТН «вода-вода» для системи теплопостачання, температурні рівні в загальній системі ПКТН «вода-вода» та наведено приклад роботи циклу ПКТН «вода-вода» в р-h діаграмі для пропана (R290). Приведено результати термодинамічного дослідження енергоефективності застосування ПКТН при використанні грунтових вод як джерела низькопотенційної теплової енергії. Розглянуто застосування чистих вуглеводнів як робочих речовин для ПКТН, а також метод оцінки енергоефективності за ексергетичним аналізом термодинамічних процесів перетворення енергії, що відбуваються в ПКТН, робочим тілом якого є холодильний агент R290. Енергетичну ефективність ПКТН оцінювали коефіцієнтом перетворення ТН COP, він за розрахунками дорівнює 4,5. Термодинамічну ефективність ПКТН в системах теплопостачання розглядали за допомогою ексергетичного ККД в залежності від середньотермодинамічних температур теплоносіїв в конденсаторі і випарнику, який характеризує досконалість перетворення енергії і становить 44 %. The thermodynamic energy efficiency of a steam compression heat pump (PKTN) using natural sources of environmental heat, in particular groundwater, is considered in the article.
The scheme of PKTN "water-water" for the heat supply system, temperature levels in the general system of PKTN "water-water" are presented and the example of work of the PKTN "water-water" cycle in the p-h diagram for propane (R290) is given. The results of a thermodynamic study of the energy efficiency of the use of PKTN when using groundwater as a source of low-potential thermal energy are presented. The article considers the use of pure hydrocarbons as working substances for PKTN, as well as a method for assessing energy efficiency by exergy analysis of thermodynamic energy conversion processes occurring in PKTN, the working fluid of which is the refrigerant R290. The energy efficiency of PКTN was estimated by the conversion coefficient of TH COP, it is calculated to be 4.5. The thermodynamic efficiency of PKTN in heat supply systems was considered using exergy efficiency depending on the average thermodynamic temperatures of heat carriers in the condenser and evaporator, which characterizes the perfection of energy conversion and is 44%.
A thermodynamic study of the effectiveness of PKTN "water-water" for the space heating system using groundwater as a source of low-potential thermal energy. Evaluation of energy efficiency of thermodynamic processes of energy conversion occurring in PKTN "water-water" whose working fluid is a refrigerant R290 (propane) is performed by the method of exergetic analysis. It is shown that the exergetic efficiency of PKTN "water-water" depending on the average thermodynamic temperatures of evaporation and condensation is 44%.
Description
Keywords
тепловий насос, низькопотенційне джерело енергії, енергоефективність, коефіцієнт перетворення ТН (COP), ексергетичний ККД ТН, система теплопостачання, heat pump, low-potential energy source, energy efficiency, HP conversion factor (COP), exergy HP efficiency, heat supply system
Citation
Термодинамічна енергоефективність парокомпресійного теплового насоса на грунтових водах / М. В. Босий, В. М. Кропівний, О. В. Кузик [та ін.] // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. – Кропивницький : ЦНТУ, 2022. – Вип. 5(36). – Ч. 1. – С. 47-54.