Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование основных характеристик и эффективности теплонасосной установки на базе машины Стирлинга с электроприводом. Получены значения основных характеристик установки, подтверждающие принципиальную возможность работы машины УДС-1 в режиме теплового нас...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Энерготехнологии и ресурсосбережение
Date:2011
Main Authors: Федиенко, А.В., Студенец, В.П.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут газу НАН України 2011
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127007
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1 / А.В. Федиенко, В.П. Студенец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 3. — С. 76-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860236254637981696
author Федиенко, А.В.
Студенец, В.П.
author_facet Федиенко, А.В.
Студенец, В.П.
citation_txt Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1 / А.В. Федиенко, В.П. Студенец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 3. — С. 76-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Энерготехнологии и ресурсосбережение
description Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование основных характеристик и эффективности теплонасосной установки на базе машины Стирлинга с электроприводом. Получены значения основных характеристик установки, подтверждающие принципиальную возможность работы машины УДС-1 в режиме теплового насоса. Виконано теоретичне та експериментальне дослідження основних характеристик та ефективності теплонасосної установки на базі машини Стірлінга з електроприводом. Отримано значення основних характеристик установки, що підтверджують принципову можливість роботи машини УДС-1 в режимі теплового насосу. The theoretical and experimental investigation of heating pump unit on the Stirling machine UDS-1 with electric drive basic characteristics is executed. The unit characteristics that confirms the opportunity of UDS-1 machine operation as thermal pump are obtained.
first_indexed 2025-12-07T18:24:21Z
format Article
fulltext ðàáîòîé ãîðåëîê. Ðåãóëèðîâàíèå ïðîöåññà ãîðå- íèÿ òîïëèâà (òåïëîâàÿ ìîùíîñòü, òåìïåðàòóðà â ïå÷è è ñîîòíîøåíèå ãàç — âîçäóõ) â ïå÷è ïëàâ- íîå, àâòîìàòè÷åñêîå ïðè ïîìîùè ýëåêòðîííîãî ðåãóëÿòîðà ÁÀÓ–ÒÏ. Íà ïå÷è óñòàíîâëåíû ïðè- áîðû äëÿ âèçóàëüíîãî êîíòðîëÿ âñåõ íåîáõîäè- ìûõ ïàðàìåòðîâ ðàáîòû â ïå÷è.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïå÷ü çàïóùåíà â ýêñ- ïëóàòàöèþ. Íà ïåðâîì ýòàïå â ñâÿçè ñ óâåëè÷å- íèåì êàïèòàëüíûõ çàòðàò ïå÷ü ðàáîòàåò áåç ðå- êóïåðàòîðà. Ýêîíîìèÿ òîïëèâà ñîñòàâèëà 20– 30 %. Ïðè óñòàíîâêå ðåêóïåðàòîðà óìåíüøåíèå ðàñõîäà ãàçà äîëæíî ñîñòàâèòü 40–50 %. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Òðèíêñ Â. Ïðîìûøëåííûå ïå÷è. — Ì. : Ìåòàë- ëóðãèçäàò, 1961. — 390 ñ. 2. Ãëèíêîâ Ì.À., Ãëèíêîâ Ã.Ì. Îáùàÿ òåîðèÿ ïå÷åé. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1978. — 263 ñ. 3. Íåìçåð Ã.Ã. Òåïëîòåõíîëîãèÿ êóçíå÷íî-ïðåññîâîãî ïðîèçâîäñòâà. — Ë. : Ìàøèíîñòðîåíèå, 1988. — 320 ñ. 4. Õçìàëÿí Ä.Ì. Òåîðèÿ òîïî÷íûõ ïðîöåññîâ. — Ì. : Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1990. — 352 ñ. 5. À.ñ. 859765 ÑÑÑÐ, ÌÊÈ3 F 23 D 15/00. Ãîðåë- êà/Â.Ñ.Ïèêàøîâ, À.Å.Åðèíîâ, Â.À.Âåëèêîäíûé è äð. — Îïóáë. 30.08.81, Áþë. ¹ 32. 6. Áàãðîâ Î.Í. Åâäîêèìåíêî À.È. Ìèíêåâè÷ Â.È. è äð. Ãîðÿ÷åå äóòüå â ïå÷àõ öâåòíîé ìåòàëëóðãèè. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1984. — 160 ñ. 7. Îãíåóïîðíûå èçäåëèÿ, ìàòåðèàëû è ñûðüå : Ñïðàâ. / Ïîä ðåä. À.Ê.Êàðêëèòà. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1991. — 418 ñ. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 29.01.2010 76 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 3 Industrial Furnases Construction and Heating Work Development Trotsenko L.N., Pikashov V.S. The Gas Institute of NASU, Kiev The example of heating furnace for chamber forge-pressing production modernization that allowed to increase the operational efficiency is presented. Key words: furnace, recuperator, heating, fuel saving. Received January 29, 2010 ÓÄÊ 621.48; 621.577 Ýôôåêòèâíîñòü òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè íà áàçå ìàøèíû Ñòèðëèíãà ÓÄÑ-1 Ôåäèåíêî À.Â., Ñòóäåíåö Â.Ï. Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ Âûïîëíåíî òåîðåòè÷åñêîå è ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê è ýôôåêòèâíîñòè òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè íà áàçå ìàøèíû Ñòèðëèíãà ñ ýëåêòðîïðè- âîäîì. Ïîëó÷åíû çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê óñòàíîâêè, ïîäòâåðæäàþùèå ïðèíöèïèàëüíóþ âîçìîæíîñòü ðàáîòû ìàøèíû ÓÄÑ-1 â ðåæèìå òåïëîâîãî íàñîñà. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìàøèíà Ñòèðëèíãà, òåïëîâîé íàñîñ, îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò. Âèêîíàíî òåîðåòè÷íå òà åêñïåðèìåíòàëüíå äîñë³äæåííÿ îñíîâíèõ õàðàêòåðèñòèê òà åôåêòèâíîñò³ òåïëîíàñîñíî¿ óñòàíîâêè íà áàç³ ìàøèíè Ñò³ðë³íãà ç åëåêòðîïðèâîäîì. Îòðèìàíî çíà÷åííÿ îñíîâíèõ õàðàêòåðèñòèê óñòàíîâêè, ùî ï³äòâåðäæóþòü ïðèíöèïî- âó ìîæëèâ³ñòü ðîáîòè ìàøèíè ÓÄÑ-1 â ðåæèì³ òåïëîâîãî íàñîñó. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ìàøèíà Ñò³ðë³íãà, òåïëîâèé íàñîñ, îïàëþâàëüíèé êîåô³ö³ºíò. � Ôåäèåíêî À.Â., Ñòóäåíåö Â.Ï., 2011 Èñïîëüçîâàíèå òåïëîâûõ íàñîñîâ äëÿ îáåñ- ïå÷åíèÿ íóæä â òåïëîñíàáæåíèè çäàíèé â ïî- ñëåäíåå âðåìÿ ïðèîáðåòàåò øèðîêîå ðàñïðî- ñòðàíåíèå. Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî òèïîâ òåïëî- íàñîñíûõ óñòàíîâîê (ÒÍÓ), ñðåäè êîòîðûõ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåíû ÒÍÓ, ðàáîòàþùèå ïî ïàðîêîìïðåññèîííîìó öèêëó. Îäíàêî ñóùåñòâó- þò è äðóãèå óñòàíîâêè, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ êðàéíå ðåäêî, íàïðèìåð, ÒÍÓ, ðàáîòàþùèå ïî îáðàòíîìó öèêëó Ñòèðëèíãà. Íåêîòîðûå àâòîðû óòâåðæäàþò, ÷òî ÒÍÓ, ðåàëèçóþùàÿ îáðàòíûé öèêë Ñòèðëèíãà, ìîæåò ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ òåïëîñíàáæå- íèÿ çäàíèé [1]. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ÒÍÓ òàêîãî òèïà áûë ñîçäàí ëàáîðàòîðíûé ñòåíä (ðèñ.1) íà áàçå ìà- øèíû Ñòèðëèíãà ÓÄÑ-1 [2, 3], íà êîòîðîì ïî- ëó÷åíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå è ñäåëàí âûâîä îá åå ýôôåêòèâíîñòè. Êðîìå òîãî, âû- ïîëíåí òåîðåòè÷åñêèé ðàñ÷åò òåïëîâîãî íàñîñà íà áàçå ÓÄÑ-1. Òåïëîòà, îòâîäèìàÿ ïðè èçîòåðìè÷åñêîì ñæàòèè: q1 = p dV V V ì ï � � RT1 ln(Vï/Vì) = RT1 ln �. Òåïëîòà, ïîäâîäèìàÿ ïðè èçîòåðìè÷åñêîì ðàñøèðåíèè: q2 = RT2 ln�. Ðàáîòà òåðìîäèíàìè÷åñêîãî öèêëà Ñòèð- ëèíãà: lö = q1 – q2 = R ln� (T1 – T2). Îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò ðàññ÷èòûâàåò- ñÿ òàê: = q1/ lö = (RT1 ln �)/ /[R ln � (T1 – T2)] = T1/(T1 – T2). Äëÿ ñðàâíåíèÿ èäåàëüíîãî òåïëîâîãî íàñî- ñà ñ òåïëîâîé ìàøèíîé Ñòèðëèíãà íà áàçå ÓÄÑ-1 âûáåðåì ïîêàçàòåëåì òåìïåðàòóðó íà ïîâåðõíîñòè òåïëîîòäàò÷èêà Ò1. Äëÿ íàõîæäå- íèÿ òåìïåðàòóðû Ò1 íåîáõîäèìî çíàòü ðåàëü- íóþ ðàáîòó öèêëà óñòàíîâêè è òåïëîòó, êîòîðàÿ ïîäâîäèòñÿ ê òåïëîîòäàò÷èêó ïðè Ò2 = 288 Ê (ðèñ.2). Äëÿ îöåíêè öèêëîâîé ðàáîòû òåïëîâîé ìàøèíû Ñòèðëèíãà ïðèìåì ñëåäóþùèå äîïóùå- íèÿ (òàáë.1): ñðåäíåå òåðìîäèíàìè÷åñêîå äàâëå- íèå ïðîöåññà èçîòåðìè÷åñêîãî ñæàòèÿ Ð1 = 140 êÏà; ñðåäíåå òåðìîäèíàìè÷åñêîå äàâëåíèå ïðî- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 3 77 Ðèñ.1. Ñõåìà òåïëîâîãî íàñîñà íà áàçå ìàøèíû Ñòèðëèíãà: 1 — øàòóí; 2 — ðàáî÷èé ïîðøåíü; 3 — ðàáî÷èé öèëèíäð; 4 — òðóáêà âíóòðåííåãî êîíòóðà; 5 — øàòóí; 6 — âòóëêà; 7 — òåï- ëîïðèåìíèê; 8 — âûòåñíèòåëüíûé ïîðøåíü; 9 — òåïëîîòäàò- ÷èê; 10 — êîðïóñ; 11 — êðèâîøèï; 12 — ðåìåííàÿ ïåðåäà÷à; 13 — àñèíõðîííûé ýëåêòðè÷åñêèé äâèãàòåëü. Òàáëèöà 1. Ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû òåïëî- âîé ìàøèíû íà áàçå ÓÄÑ-1 ¹¹ ï/ï Ïàðàìåòð Çíà÷åíèå 1 Äèàìåòð, ìì ðàáî÷åãî öèëèíäðà D – 40 äîïîëíèòåëüíîãî öèëèíäðà Dä – 65 âûòåñíèòåëÿ dâ – 63,4 2 Õîä ïîðøíÿ è âûòåñíèòåëÿ S, ìì – 30 3 Ðàáî÷èé îáúåì Vp, ñì3 – 37,68 4 Ïîëíûé îáúåì Vï, ñì3 – 130,86 5 Ìåðòâûé îáúåì Vì, ñì3 (Vì = Vï – Vp) – 93,18 Èñõîäíûå ïàðàìåòðû äëÿ òåïëîâîãî ðàñ÷åòà 1 Ñòåïåíü ñæàòèÿ � = Vï/ Vì – 1,4 2 Ìàññà âîçäóõà m, êã – 1,6.10–4 3 Ðàáî÷åå òåëî: âîçäóõ – 4 Òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû T2, K – 288 5 Äàâëåíèå ðàáî÷åãî òåëà: äî ïóñêà òåïëîâîé ìàøèíû P0, êÏà – 101, 33 ñðåäíåå òåðìîäèíàìè÷åñêîå èçîòåðìè- ÷åñêîãî ñæàòèÿ Ð1, êÏà – 140 ñðåäíåå òåðìîäèíàìè÷åñêîå èçîòåðìè- ÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ Ð2, êÏà – 120 6 Ïðèâîä — äâèãàòåëü ýëåêòðè÷åñêèé àñèíõðîííûé 7 Êîëè÷åñòâî îáîðîòîâ ïðèâîäà n1, îá/ìèí – 1440 8 Òèï ïåðåäà÷è – ðåìåííàÿ 9 Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî i – 0,3 10 Êîëè÷åñòâî îáîðîòîâ òåïëîâîé n2, îá/ìèí – 440 Ðèñ.2. p,V-äèàãðàììà öèêëà òåïëîâîãî íàñîñà. öåññà èçîòåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ Ð2 = 120 êÏà. Òîãäà ðàáîòà öèêëà ðàâíÿåòñÿ: Lö = P1 (Vï – Vì) – P2 (Vï – Vì) = 0,754 Äæ. Âû÷èñëèì òåïëîòó, êîòîðàÿ ïîäâîäèòñÿ ïðè Ò2: Q2 = R T2 mâ ln� = 4,486 Äæ. Âû÷èñëèì òåïëîòó, êîòîðàÿ îòâîäèòñÿ ïðè Ò1: Q1 = lö + q2 = 5,24 Äæ. Âû÷èñëèì ðàñ÷åòíóþ òåìïåðàòóðó Ò1: Ò1 = Q1/(R mâ ln�) = 339 Ê. Ïðè ýòîì îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò = 6,65. Ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå Ò1 ÿâëÿåòñÿ ðàñ÷åò- íîé òåìïåðàòóðîé íà âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè òåïëîïðèåìíèêà.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííîãî ýêñïåðèìåíòà íà òåïëîâîé ìàøèíå Ñòèðëèíãà íà áàçå ÓÄÑ-1 áûëà çàôèêñèðîâàíà òåìïåðà- òóðà íà ïîâåðõíîñòè òåïëîïðèåìíèêà 301 Ê. Ïîëó÷åííûå ïðè ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåíòà äàííûå è îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò òåïëîâîé ìàøèíû ïðåäñòàâëåíû â òàáë.2 è íà ðèñ.3. Äàííûé ðàñ÷åò íå ó÷èòûâàåò íåêîòîðûõ êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé òåïëîâîé ìàøè- íû, ÷òî è îáóñëîâèëî ðàçëè÷èå ýêñïåðèìåíòàëü- íûõ è ðàñ÷åòíûõ ðåçóëüòàòîâ. Âûâîäû Âûïîëíåíî òåîðåòè÷åñêîå è ýêñïåðèìåí- òàëüíîå èññëåäîâàíèå îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê è ýôôåêòèâíîñòè òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè íà áàçå ìàøèíû Ñòèðëèíãà ñ ýëåêòðîïðèâîäîì. Ïîëó÷åíû çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê óñòàíîâêè, ïîäòâåðæäàþùèå ïðèíöèïèàëüíóþ âîçìîæíîñòü ðàáîòû èññëåäóåìîé ìàøèíû ÓÄÑ-1 â ðåæèìå òåïëîâîãî íàñîñà. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Ðåé Ä., Ìàêìàéêë Ä. Òåïëîâå íàñîñû. — Ì. : Ýíåðãîèçäàò, 1982. — 224 ñ. 2. Äîëãàíîâ Ê.Å., Ëèñèöà Â.Ï. Ó÷åáíî-äåìîíñòðàöè- îííûé äâèãàòåëü Ñòèðëèíãà ìîäåëè ÓÄÑ-1 // Äâèãàòåëåñòðîåíèå. — 1989. — ¹ 5. — Ñ. 28–33. 3. Ñòóäåíåö Â.Ï., Ìèðîòþê Ï.À. Èññëåäîâàíèå ïàðà- ìåòðîâ äèíàìè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ â óñòàíîâêå «ñîëíå÷íûé èìèòàòîð — äâèãàòåëü Ñòèðëèíãà — ýëåêòðîãåíåðàòîð» // Ìàòåð. X þáèëåéíîé ìåæäó- íàð. íàó÷.–ïðàêò. êîíô. «Âîçîáíîâëÿåìàÿ ýíåðãåòè- êà XXI âåêà», ïãò Íèêîëàåâêà, ÀÐ Êðûì, 14–18 ñåíò. 2009 ã. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 07.02.11 78 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 3 Ðèñ.3. Ãðàôè÷åñêîå ïðåäñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåí- òà: èçìåíåíèå âî âðåìåíè òåìïåðàòóð òåïëîïðèåìíèêà (1), òåïëîîòäàò÷èêà (2), îòîïèòåëüíîãî êîýôôèöèåíòà (3). The Efficiency of Thermal Pump Unit on Stirling Machine UDS-1 Basis Fedienko A.V., Stoudenets V.P. National Technical University of Ukraine «KPI», Kyiv The theoretical and experimental investigation of heating pump unit on the Stirling ma- chine UDS-1 with electric drive basic characteristics is executed. The unit characteristics that confirms the opportunity of UDS-1 machine operation as thermal pump are ob- tained. Key words: Stirling machine, thermal pump, heating coefficient. Received February 7, 2011 Òàáëèöà 2. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà t, c 0 80 105 140 200 280 425 Ò1, Ê 288 290 291 292 293 294 295 Ò2, Ê 288 288 288 288 288 289 289 145 97 73 58,6 58,8 49,2 t, c 560 665 855 960 1085 1265 1490 Ò1, Ê 296 297 298 298 299 300 301 Ò2, Ê 290 291 291 292 292 293 294 49,3 49,5 42,6 49,7 42,7 42,9 43
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127007
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0235-3482
language Russian
last_indexed 2025-12-07T18:24:21Z
publishDate 2011
publisher Інститут газу НАН України
record_format dspace
spelling Федиенко, А.В.
Студенец, В.П.
2017-12-07T17:17:00Z
2017-12-07T17:17:00Z
2011
Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1 / А.В. Федиенко, В.П. Студенец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 3. — С. 76-79. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
0235-3482
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127007
621.48:621.577
Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование основных характеристик и эффективности теплонасосной установки на базе машины Стирлинга с электроприводом. Получены значения основных характеристик установки, подтверждающие принципиальную возможность работы машины УДС-1 в режиме теплового насоса.
Виконано теоретичне та експериментальне дослідження основних характеристик та ефективності теплонасосної установки на базі машини Стірлінга з електроприводом. Отримано значення основних характеристик установки, що підтверджують принципову можливість роботи машини УДС-1 в режимі теплового насосу.
The theoretical and experimental investigation of heating pump unit on the Stirling machine UDS-1 with electric drive basic characteristics is executed. The unit characteristics that confirms the opportunity of UDS-1 machine operation as thermal pump are obtained.
ru
Інститут газу НАН України
Энерготехнологии и ресурсосбережение
Краткие сообщения
Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
The Efficiency of Thermal Pump Unit on Stirling Machine UDS-1 Basis
Article
published earlier
spellingShingle Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
Федиенко, А.В.
Студенец, В.П.
Краткие сообщения
title Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
title_alt The Efficiency of Thermal Pump Unit on Stirling Machine UDS-1 Basis
title_full Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
title_fullStr Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
title_full_unstemmed Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
title_short Эффективность теплонасосной установки на базе машины Стирлинга УДС-1
title_sort эффективность теплонасосной установки на базе машины стирлинга удс-1
topic Краткие сообщения
topic_facet Краткие сообщения
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127007
work_keys_str_mv AT fedienkoav éffektivnostʹteplonasosnoiustanovkinabazemašinystirlingauds1
AT studenecvp éffektivnostʹteplonasosnoiustanovkinabazemašinystirlingauds1
AT fedienkoav theefficiencyofthermalpumpunitonstirlingmachineuds1basis
AT studenecvp theefficiencyofthermalpumpunitonstirlingmachineuds1basis