Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода»
Представлено принцип та схему модернізації існуючої системи теплопостачання адміністративного корпусу з використанням теплового насоса типу «повітря-вода». Представлены принцип и схема модернизации существующей системы теплоснабжения административного корпуса с использованием теплового насоса типа «...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61016 |
| 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: | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, І.О. Кочешев, Ю.Є. Ніколаєнко // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 19-21. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859976142416510976 |
|---|---|
| author | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Кочешев, І.О. Ніколаєнко, Ю.Є. |
| author_facet | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Кочешев, І.О. Ніколаєнко, Ю.Є. |
| citation_txt | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, І.О. Кочешев, Ю.Є. Ніколаєнко // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 19-21. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлено принцип та схему модернізації існуючої системи теплопостачання адміністративного корпусу з використанням теплового насоса типу «повітря-вода».
Представлены принцип и схема модернизации существующей системы теплоснабжения административного корпуса с использованием теплового насоса типа «воздух-вода».
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:23:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 19
УДК 621.643
Басок Б.І.,1 Бєляєва Т.Г.1, Коба А.Р.1, Недбайло О.М.1, Ткаченко М.В.1,
Хибина М.А.1, Луніна А.О.1, Кочешев І.О.1, Ніколаєнко Ю.Є.2
1Інститут технічної теплофізики НАН України
2Міністерство промислової політики України
КОМПЛЕКСНА МОДЕРНІЗАЦІЯ ТИПОВОЇ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ
БУДІВЛІ НА ОСНОВІ ВИКОРИСТАННЯ ТЕПЛОВОГО НАСОСУ ТИПУ «ПОВІТРЯ-
ВОДА»
Представлено принцип та схему модернізації існуючої системи теплопостачання
адміністративного корпусу з використанням теплового насоса типу «повітря-вода».
Представлены принцип и схема модернизации существующей системы теплоснабжения
административного корпуса с использованием теплового насоса типа «воздух-вода».
ККД – коефіцієнт корисної дії.
Використання відновлювальних джерел
енергії надає можливість обмежити використан-
ня традиційних палив, зменшити антропогенне
навантаження на довкілля, покращити якість
теплопостачання. Збільшення використання
енергії альтернативних відновлювальних дже-
рел складає важливу частину комплексу заходів,
потрібних для дотримання Кіотського протоко-
лу та Рамкової конвенції ООН про кліматичні
зміни. Сьогодні Україна покриває свої потре-
би в енергоспоживанні приблизно на 53 %,
імпортуючи 75 % необхідного об'єму природ-
ного газу та 85 % нафти та нафтопродуктів. В
Україні на потреби комунального господарства
витрачається одна п'ята частина всіх паливних
ресурсів та електроенергії та одна третя частина
теплової енергії. Використання відновлювальних
джерел енергії надає можливість обмежити ви-
користання традиційних палив, зменшити антро-
погенне навантаження на довкілля, покращити
якість теплопостачання. Збільшення використан-
ня енергії альтернативних відновлювальних
джерел складає важливу частину комплексу
заходів, потрібних для дотримання Кіотського
протоколу та Рамкової конвенції ООН про
кліматичні зміни. Сьогодні Україна покриває
свої потреби в енергоспоживанні приблизно на
53 %, імпортуючи 75 % необхідного об'єму при-
родного газу та 85 % нафти та нафтопродуктів.
В Україні на потреби комунального господар-
ства витрачається одна п'ята частина всіх палив-
них ресурсів та електроенергії та одна третя ча-
стина теплової енергії. При цьому ефективність
використання теплової енергії у комунальному
господарстві дуже низька (на 1 Гкал споживаної
теплоти витрачається 180…200 кг у.п., тоді як в
розвинутих країнах – 150…160 кг у.п., на опа-
лення 100 м2 витрачається 4,4 т у.п., що значно
більше ніж в США та Європі). Це пов'язано, у
першу чергу, з тим, що технічний стан об'єктів
комунальної енергетики не відповідає сучасним
вимогам. Втрати виробленої теплової енергії
складають 30…40 %. Спалення органічного па-
лива вносить основний вклад у накопичення пар-
никових газів та шкідливих викидів. Рішенням
Кіотського протоколу 1997 року визначені межі
емісії парникових газів на 2008-2012 рік для
країн Європи, в тому числі і України.
У 2008 році тепловий насос офіційно за-
рахований у категорію систем опалення, які ви-
користовують відновлювальні джерела енергії.
Світовий ринок теплових насосів, як показали
недавні дослідження авторитетної Британської
Асоціації Маркетингових Досліджень та
Інформації у галузі будівництва (BSRIA),
розвивається дуже швидкими темпами. За ми-
нулий рік у Європі було реалізовано більше
400 тис. теплових насосів. Зокрема, фірма
DAIKIN з 2005 року виробляє тепловий насос
типу «повітря-вода» ALTERMA, який успішно
використовується у скандинавських країнах
для опалення і гарячого водопостачання, а в те-
плий період – для кондиціонування приміщень.
У Норвегії для опалення житлових будинків
широко використовуються насоси невеликої
потужності (до 10 кВт). Треба відмітити, що
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №720
67 % встановлюваних у Норвегії теплових
насосів використовують як джерело тепла атмос-
ферне повітря.
Мета дослідження
Енергозбереження за рахунок підвищення
ефективності використання енергії та залучен-
ня в енергетичний баланс відновлювальних
низькопотенційних джерел енергії є одним з
найважливіших завдань для комунальної тепло-
енергетики України. Забезпечення теплопоста-
чання житлових будинків на основі технології з
використання теплових насосів є найбільш по-
ширеним у світовій альтернативній енергетиці.
Такі системи мають високу енергетичну
ефективність, екологічно безпечні, забезпечу-
ють автономність теплопостачання. Тепловий
насос, на основі якого створюється автономна
система теплопостачання, використовує спо-
житу енергію більш ефективніше за будь-яких
котлів, що працюють на спалюванні органічних
палив. Величина ефективного ККД теплового
насосу є значно більшою за лдиницю. Насоси
типу «повітря-вода» дешевші інших типів те-
плових насосів за рахунок того, що їх викори-
стання у системі теплопостачання не потребує
прокладання труб та буріння свердловин. Дже-
рело низькопотенційного розсіяного тепла для
цього типу насосів можна знайти у будь-якому
місці, що забезпечує безперебійне автономне
теплопостачання, яке не залежить від поставки
органічних палив, падіння тиску у газопроводі і
т. п. Тепловий насос є безпечним для жителів бу-
динку та навколишнього середовища. Створен-
ня нової енергоощадної технології автономного
теплопостачання приміщень з використанням
відновлювальних альтернативних джерел енергії
(низькопотенційної теплоти атмосферного
повітря) з використанням теплового насосу типу
«повітря-вода» надає можливість комплексного
вирішення проблеми теплопостачання будинку.
Переваги технологій, в яких викори-
стовуються теплові насоси в порівняні з їх
традиційними аналогами пов'язані не тільки з
значним зменшенням витрат енергії в систе-
мах теплопостачання, а також з екологічною
чистотою та новими можливостями в області
підвищення ступеня автономності систем тепло-
постачання. В залежності від умов одержання
низькопотенційної теплоти на 1 кВт витраченої
електроенергії можливо одержати 3…6 кВт
споживаної теплоти. Так, наприклад, при
однаковій теплопродуктивності 1 Гкал/годину
питома економія палива при використанні тепло-
вого насосу становить у порівнянні:
- з електроопаленням – 0,277…0,335 т у.п.;
- котельною на вугіллі (ККД = 0,65) –
0,113…0,121 т у.п.;
- з котельною на природному газі (ККД =
0,8) – 0,072…0,130 т у.п., де перше значення
відноситься до використання у тепловому насосі
низькопотенційного джерела теплоти температу-
рою 5 0С, а друге – з температурою 40 0С.
Мета наведеного дослідження полягає у
впроваджені нової енергоощадної технології з
використанням альтернативних джерел енергії
для автономного теплопостачання житлових
будинків та будівель соціально-адміністративного
призначення.
Етапи створення та принципова схема
Модернізація реалізується за наступними
етапами:
- будівництво експериментальної уста-
новки теплопостачання та кондиціонування
приміщення на основі технології з використан-
ням парокомпресійного теплового насосу типу
«повітря-вода» для опалення частини трьохпо-
верхового адміністративного корпусу Інституту
технічної теплофізики НАНУ;
- проведення комплексних експериментальних
випробувань установки, відпрацювання опти-
мальних режимів та розробка рекомендацій
щодо експлуатації;
- розробка рекомендацій для подальшого впро-
вадження і створення автономних теплонасосних
систем теплопостачання для комунальної теплое-
нергетики з теплопостачання житлових будинків
та будівель соціально-адміністративного призна-
чення.
На рис. 1 наведено принципову схему
підключення теплового насосу «повітря-вода»
до існуючої системи опалення адміністративного
корпусу.
Комплексна модернізація системи опален-
ня адміністративного корпусу включає монтаж
додаткового циркуляційного контуру із тепло-
вим насосом типу «повітря-вода» «IVT Optima
1700» вихідною теплової потужністю 16 кВт.
Додатковий контур гідравлічно роз’єднаний із
існуючим опалювальним контуром (тепловим
навантаженням) за допомогою пластинчато-
го теплообмінника 10 «Alfa Laval». При цьому,
за допомогою запірної арматури здійснюється
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 21
відключення від теплової мережі частини
існуючого опалювального контуру, а саме ше-
сти або чотирьох стояків (в залежності від
необхідності підтримання теплового режиму си-
Рис.1. Принципова схема підключення тепло-
вого насосу «повітря-вода» до існуючої систе-
ми опалення:
1 – клапан балансуючий; 2 – барботажний се-
паратор; 3 – насос циркуляційний; 4 – фільтр
сітчастий; 5 – бак розширювальний мембран-
ний; 6 – повітряспускник; 7 – тепловий насос
«повітря-вода»; 8 – лічильник теплоти;
9 – радіатор системи опалення;
10 – пластинчатий теплообмінник.
стеми) із радіаторами 9. Також, схема передбачає
можливість роботи в «традиційному» режимі
відключення теплового насосу (у випадку
аварії чи проведення технічного обслуговуван-
ня). Гідравлічний режим циркуляції у стояках
централізованої системи опалення регулюється
балансуючими клапанами 1, які встановлені на
зворотних трубопроводах. В контурі теплово-
го насосу теплоносієм є 20 %-й водний розчин
поліпропіленгліколю, який має температуру за-
мерзання нижче – 22 ˚С. Теплоносій від тепло-
вого пункту фільтрується барботажним сепа-
ратором 2 Spirovent. При заповненні контурів
та їх роботі повітря з них видаляється за допо-
могою повітряспускників 6. Циркуляція в обох
контурах із заданої витратою забезпечується,
відповідно, насосами 3 Wilo Top Star RS 15/16
та Wilo Top Z 25/10 із очищенням теплоносія
фільтрами 4. Для компенсації об’ємного розши-
рення теплоносія застосовуються дві ємності 5,
відповідно, із об’ємом 4 та 50 дм3. Вимірювання
кількості теплоти, яка витрачається для опален-
ня приміщень здійснюється окремо у кожному
з контурів тепловими лічильниками 8 Apator
LQM–III–K, що дає змогу оцінити втрати теплоти
у магістральних трубопроводах та ефективність
роботи теплообмінника.
Висновки
Створення, впровадження та дослідження
автономної системи теплопостачання з викори-
станням теплового насосу типу «повітря-вода»
дозволить:
- забезпечити теплопостачання частини
адміністративного корпусу, використовуючи
низькопотенційну теплоту повітря,
- дослідити особливості її експлуатації,
- виробити рекомендації щодо подальшого ви-
користання та впровадження систем теплопоста-
чання, що використовують альтернативні джере-
ла,
- створювати проекти модернізації наявних си-
стем теплопостачання.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61016 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:23:40Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Кочешев, І.О. Ніколаєнко, Ю.Є. 2014-04-23T19:37:41Z 2014-04-23T19:37:41Z 2009 Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, І.О. Кочешев, Ю.Є. Ніколаєнко // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 19-21. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61016 621.643 Представлено принцип та схему модернізації існуючої системи теплопостачання адміністративного корпусу з використанням теплового насоса типу «повітря-вода». Представлены принцип и схема модернизации существующей системы теплоснабжения административного корпуса с использованием теплового насоса типа «воздух-вода». uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» Article published earlier |
| spellingShingle | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Кочешев, І.О. Ніколаєнко, Ю.Є. |
| title | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| title_full | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| title_fullStr | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| title_full_unstemmed | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| title_short | Комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| title_sort | комплексна модернізація типової системи теплопостачання будівлі на основі використання теплового насосу типу «повітря-вода» |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61016 |
| work_keys_str_mv | AT basokbí kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT bêlâêvatg kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT kobaar kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT nedbailoom kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT tkačenkomv kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT hibinama kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT lunínaao kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT kočeševío kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda AT níkolaênkoûê kompleksnamodernízacíâtipovoísistemiteplopostačannâbudívlínaosnovívikoristannâteplovogonasosutipupovítrâvoda |