Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения

Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения

Приведен оценочный технико-экономический анализ финансовых затрат при использовании комбинированной гелиогрунтовой аккумуляционной теплонасосной системы для теплоснабжения помещения и сравнение ее энергоэффективности с традиционной системой теплоснабжения при различных тарифах на природный газ....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2011
Автори: Ляшенко, Н.Е., Рутенко, А.А., Недбайло, А.Н.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут технічної теплофізики НАН України 2011
Назва видання:Промышленная теплотехника
Теми:
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60354
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения / Н.Е. Ляшенко, А.А. Рутенко, А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 82-86. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-60354
record_format dspace
spelling irk-123456789-603542014-04-15T03:01:36Z Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения Ляшенко, Н.Е. Рутенко, А.А. Недбайло, А.Н. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Приведен оценочный технико-экономический анализ финансовых затрат при использовании комбинированной гелиогрунтовой аккумуляционной теплонасосной системы для теплоснабжения помещения и сравнение ее энергоэффективности с традиционной системой теплоснабжения при различных тарифах на природный газ. Наведено оціночний техніко-економічний аналіз фінансових витрат при використанні комбінованої геліоґрунтової акумуляційної теплонасосної системи для теплопостачання приміщення і порівняння її енергоефективності із традиційною системою теплопостачання при різних тарифах на природний газ. An assessment of technical and economic analysis of costs by using combined helioground accumulation pump system for heating the buildingsand and comparative analysis with traditional heating system, through the use of gas in its various tariffs. 2011 Article Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения / Н.Е. Ляшенко, А.А. Рутенко, А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 82-86. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60354 621.482 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
spellingShingle Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Ляшенко, Н.Е.
Рутенко, А.А.
Недбайло, А.Н.
Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
Промышленная теплотехника
description Приведен оценочный технико-экономический анализ финансовых затрат при использовании комбинированной гелиогрунтовой аккумуляционной теплонасосной системы для теплоснабжения помещения и сравнение ее энергоэффективности с традиционной системой теплоснабжения при различных тарифах на природный газ.
format Article
author Ляшенко, Н.Е.
Рутенко, А.А.
Недбайло, А.Н.
author_facet Ляшенко, Н.Е.
Рутенко, А.А.
Недбайло, А.Н.
author_sort Ляшенко, Н.Е.
title Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
title_short Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
title_full Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
title_fullStr Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
title_full_unstemmed Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
title_sort анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения
publisher Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate 2011
topic_facet Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60354
citation_txt Анализ экономической эффективности работы комбинированной гелиогрунтовой акумуляционной теплонасосной системы теплоснабжения / Н.Е. Ляшенко, А.А. Рутенко, А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 82-86. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv AT lâšenkone analizékonomičeskojéffektivnostirabotykombinirovannojgeliogruntovojakumulâcionnojteplonasosnojsistemyteplosnabženiâ
AT rutenkoaa analizékonomičeskojéffektivnostirabotykombinirovannojgeliogruntovojakumulâcionnojteplonasosnojsistemyteplosnabženiâ
AT nedbajloan analizékonomičeskojéffektivnostirabotykombinirovannojgeliogruntovojakumulâcionnojteplonasosnojsistemyteplosnabženiâ
first_indexed 2025-07-05T11:28:47Z
last_indexed 2025-07-05T11:28:47Z
_version_ 1836806232655003648
fulltext ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №482 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА УДК 621.482 Ляшенко Н.Е., Рутенко А.А., Недбайло А.Н. Институт технической теплофизики НАН Украины АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОЙ ГЕЛИОГРУНТОВОЙ АКУМУЛЯЦИОННОЙ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Наведено оціночний техніко- економічний аналіз фінансових ви- трат при використанні комбінованої геліоґрунтової акумуляційної теп- лонасосної системи для тепло- постачання приміщення і порів- няння її енергоефективності із традиційною системою теплопо- стачання при різних тарифах на природний газ. Приведен оценочный технико- экономический анализ финансовых затрат при использовании комбини- рованной гелиогрунтовой аккуму- ляционной теплонасосной системы для теплоснабжения помещения и сравнение ее энергоэффективности с традиционной системой тепло- снабжения при различных тарифах на природный газ. An assessment of technical and economic analysis of costs by using combined helioground accumulation pump system for heating the buildingsand and comparative analysis with traditional heating system, through the use of gas in its various tariffs. В связи с энергетическим кризисом стано- вится всё более необходимым использование нетрадиционных энергоресурсов, и в первую очередь, солнечной энергии. В большинстве стран мира инсоляция, которая попадает на поверхность зданий, во много раз превышает количество потребляемой энергии за год в по- следних. Солнечные коллекторы различных типов и конструкций позволяют организовать теплоснабжение жилых, промышленных и ад- министративных зданий, а также обеспечить в них горячее водоснабжение. Актуальность ис- пользования солнечных коллекторов на сегод- няшний день неоспорима. В Институте технической теплофизики НАН Украины образован и развивается центр теплонасосных технологий, в котором прово- дятся исследования энергетической и эконо- мической эффективности использования теп- лонасосных систем теплоснабжения, в т.ч. в составе которых применяются солнечные кол- лекторы. Коллективом центра разработаны принципиальная гидравлическая схема для системы теплоснабжения жилого помещения с использованием плоского солнечного коллек- тора [1]. Схема состоит из трех контуров (отопле- ния, солнечного коллектора и теплового на- соса), проходящих через бак-аккумулятор, который позволяет гидравлически развязать их с осуществлением теплообмена, а также контура вертикального грунтового коллекто- ра. В холодный период года происходит нако- пление теплоты в баке-аккумуляторе за счет использования теплоты инсоляции и возоб- новляемой теплоты грунтового массива при помощи теплового насоса. Посредством ре- гулирования расхода теплоносителей в конту- рах и коммутацией последних поддерживается необходимая температура в баке-аккумулято- ре и отопительном контуре. В зависимости от тепловой нагрузки отопления возможны ва- рианты совместного или одиночного исполь- зования источников теплоты. При достиже- нии теплоносителем возвратной в солнечный коллектор температуры значения, выходящей из него, циркуляционный насос автоматиче- ски должен выключаться. Вертикальный грун- товый сдвоенный U-образный теплообмен- ник изготовлен из полипропиленовых труб Ø32×3,2 мм, располагается в скважине глуби- ной до 30 м [1]. Авторами проведен оценочный технико- экономический анализ финансовых затрат при использовании комбинированной гелиогрун- товой аккумуляционной теплонасосной систе- мы для теплоснабжения помещения и сравне- ние ее энергоэффективности с традиционной ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №4 83 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА системой теплоснабжения при различных та- рифах на природный газ. Для анализа взята система теплоснабже- ния условного коттеджа общей площадью 200 м² (при удельных теплопотерях помеще- ний до 40 кВт·час/(м²·год)) с использованием плоских солнечных коллекторов производства фирмы Афрос (г. Симферополь). Апертурная площадь одного коллектора составляет 2 м². Теплопроизводительность теплового насоса производства фирмы VDE-Украина (г. Брова- ры) составляет около 6 кВт. В работе были рас- смотрены два варианта теплоснабжения: с го- рячим водоснабжением и без него. Результаты предварительных оценочных расчетов основных тепловых показателей, проведенных по методикам [2-5], представ- лены в табл. 1. При этом принимались сред- немесячные температуры для города Киева [6] такие: январь = – 4,3 ˚С, февраль = – 3,3 ˚С, март = 1,3 ˚С, апрель = 8,9 ˚С, май = 15,1 ˚С, июнь = 18,3 ̊ С, июль = 19,5 ̊ С, август = 18,9 ̊ С, сентябрь = 13,8 ˚С, октябрь = 7,9 ˚С, ноябрь = = 1,8 ˚С, декабрь= – 2,0 ˚С. В первом варианте была рассмотрена система теплоснабжения без горячего водо- снабжения (ГВС). Необходимая при этом пло- щадь коллекторов составила 26 м2 [2, 3]. В таблице представлены следующие значе- ния: Q0 – тепловые потери помещений общей пло- щадью 200 м2 по календарным месяцам. Так как отопительный период с 15 апреля по 15 октября, то на протяжении периода с мая по сентябрь включительно, тепловые потери зда- ния принимаем равными нулю. Qкол – среднемесячное поступление теплоты от солнечного коллектора в систему отопления. ΔQ – разность между общими тепловыми по- терями помещений Q0 и среднемесячными пос- туплениями теплоты от солнечного коллекто- ра Qкол. Величина ΔQ с положительным знаком показывает, какое количество теплоты возмож- но аккумулировать для дальнейшего извлече- ния, а ΔQ с отрицательным знаком – какое ко- личество тепловых потерь необходимо покрыть с помощью теплового насоса и аккумулирован- ной теплоты. Таким образом сумма потерь, которые не покрываются коллектором, составляет Табл. 1. Результаты расчета основных тепловых показателей системы без ГВС Месяц года 0 кВт час , месяц Q ⋅ кол кВт час , месяц Q ⋅ кВт час , месяц Q ⋅ ∆ Январь 6175,20 676,26 -5498,94 Февраль 5349,12 1230,84 -4118,28 Март 4754,16 2860,52 -1893,64 Апрель 1364,40 3699,80 2335,40 Май 0 5152,68 5152,68 Июнь 0 4798,82 4798,82 Июль 0 5318,82 5318,82 Август 0 4798,82 4798,82 Сентябрь 0 2868,08 2868,08 Октябрь 1490,40 1629,68 139,28 Ноябрь 4478,40 640,38 -3838,02 Декабрь 5594,80 501,80 -5093,00 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №484 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА 20441,9 кВт·час/месяц, а сумма среднемесяч- ного поступление теплоты от солнечного коллектора в систему отопления с апреля по октябрь, с учетом коэффициента аккумулиро- вания, который принят равным 0,8, составляет 20443,89 кВт·час/месяц. В результате расчетов приходим к выводу, что 13 коллекторов доста- точно для покрытия полностью тепловых по- терь помещений площадью 200 м2 на протяже- нии отопительного периода. Подсчитаем суммарные затраты на обору- дование и срок окупаемости такой системы. Суммарные капитальные затраты на оборудо- вание, с учетом монтажных работ, составляют Соб = 94380 грн. (в ценах на 01.02.2011 года). Экономия органического топлива при ком- бинированном использовании солнечных кол- лекторов и теплового насоса рассчитывается как [7] ( )кол 3 нр н к 3600 31683,17 3600 3620,9 м /от. период. 35000 0,9 Q B Q ⋅ ⋅ = = = ⋅η ⋅ ∑ где р нQ – теплота сгорания 1 мн 3 природного газа; ηк – коэффициент полезного действия котла (принятый). Ниже рассчитан срок окупаемости капи- тальных затрат на гелиогрунтовую теплонасо- сную систему при различных ценах на газ за 1000 мн 3 Цгаз = 2000 грн.; 2500 грн.; 3000 грн. об газЦ С В τ = ⋅ . (1) Результаты расчетов показаны на рис. 1. Очевидно, что с увеличением тарифов на газ срок окупаемости системы существенно умень- шается. Во втором случае рассмотрена система теплоснабжения с учетом ГВС. Ее основные тепловые показатели приведены в табл. 2. В расчетах принималось, что в коттедже про- живают 4 взрослых человека, и расход горя- чей воды на каждого составляет 100 л в день. Рис. 1. Зависимость срока окупаемости системы без ГВС от тарифов на газ. , ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №4 85 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Необходимая площадь коллекторов при этом составила 36 м2 [2, 3]. В таблице представлены следующие, от- личные от предыдущей таблицы, значения: QГВП – количество теплоты на ГВС по ме- сяцам; ΔQ – разность между суммарной тепловой нагрузкой Q0 + QГВП и среднемесячными пос- Табл. 2. Результаты расчета основных тепловых показателей системы с ГВС Месяц года 0 кВт час , месяц Q ⋅ кол кВт час , месяц Q ⋅ ГВП кВт час , месяц Q ⋅ кВт час , месяц Q ⋅ ∆ Январь 6175,20 936,36 864,90 -4373,94 Февраль 5349,12 1704,20 781,20 -2863,72 Март 4754,16 3960,72 864,90 -71,46 Апрель 1364,40 5122,80 837,00 2921,40 Май 0 7134,48 864,90 6269,58 Июнь 0 6644,52 837,00 5807,52 Июль 0 7364,52 864,90 6499,62 Август 0 6652,08 864,90 5787,18 Сентябрь 0 3971,16 837,00 3134,16 Октябрь 1490,40 2256,48 864,90 98,82 Ноябрь 4478,40 886,68 837,00 -2754,72 Декабрь 5594,80 694,80 864,90 -4035,10 туплениями теплоты от солнечного коллектора Qкол. При таком варианте системы сумма затрат на оборудование составит Соб = 110000 грн. (в ценах на 01.02.2011 года). Экономия природного газа при комбиниро- ванном использовании солнечных коллекторов и теплового насоса [7] равна ( )м 0 3 нр н к 3600 47328 6000 9014,8 м /от. период. 35000 0,9 Q B Q ⋅ ⋅ = = = ⋅η ⋅ ∑ На рис. 2 показана зависимость срока оку- паемости гелиогрунтовой теплонасосной си- стемы с ГВС при тех же ценах на газ, что и в первом случае. Расчет проводился также по формуле (1) [7]. Выводы При сохранении тенденции повышения цен на органические энергоносители переход к комбинированным системам теплоснабжения с использованием альтернативных источников теплоты представляется безальтернативным. Результаты проведенных расчетов показывают, что использование ГВС в составе системы те- плоснабжения типового коттеджа с применени- ем солнечных коллекторов и теплового насоса снижает срок окупаемости капитальных затрат в целом. ЛИТЕРАТУРА 1. Недбайло А.Н. Использование солнечно- го коллектора для отопления помещения / А.Н. Недбайло, Н.Е. Ляшенко // Пром. телотехника, 2010. – Т. 32, № 5. – С. 66 – 70. 2. Пуховой И.И. Разработка и тепловые расчеты систем солнечного отопления. К.: ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №486 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА 2009. – Т. 31, № 2. – С. 70 – 75. 6. Центральна геофізична обсерваторія, м. Київ. http://www.cgo.kiev.ua/index.php?fn= fac&f=facilities&p=1 – Кліматичний кадастр України. Стандартні кліматичні норми за період 1961 – 1990 рр. 7. Задоя А.О. Мікроекономіка. Навч. посіб. – К.: "Знання", КОО, 2000. – 176 с. Получено 22.04.2011 г. Политехника, 1992. – 24 с. 3. Chateauminois M. Calcul d’installutions solaires a eau. – Marseille, EDISUD, 1998 / Rus. edition. – 205 p. 4. Боженко М.Ф., Сало В.П. Джерела теп- лопостачання та споживачі теплоти. К.: По- літехніка, 2004. – 94 с. 5. Накорчевский А.И. Расчет тепловосприни- мающей способности солнечных коллекторов / А.И. Накорчевский // Пром. теплотехника, Рис. 2. Зависимость срока окупаемости системы с ГВС от тарифов на газ.

Схожі ресурси