Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат
Heat pump station (HPS) as a source of heat supply for district heating system is considered as an alternative to heating boilers on fossil fuels (mainly on natural gas). One of the promising areas of application of powerful HPS, which currently is being studied actively, is their use as consumers-r...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/761 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Репозитарії
System Research in Energy| id |
oai:www.systemre.org:article-761 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
System Research in Energy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-07-07T06:44:49Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
енерговитрати порівняльний аналіз теплонасосні системи артезіанські підземні води автономна котельня теплопостачання |
| spellingShingle |
енерговитрати порівняльний аналіз теплонасосні системи артезіанські підземні води автономна котельня теплопостачання Bilodid V.D. Stanytsina V.V. Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| topic_facet |
energy consumption comparative analysis heat pump systems groundwater deep-well water autonomous boiler house heat supply енерговитрати порівняльний аналіз теплонасосні системи артезіанські підземні води автономна котельня теплопостачання |
| format |
Article |
| author |
Bilodid V.D. Stanytsina V.V. |
| author_facet |
Bilodid V.D. Stanytsina V.V. |
| author_sort |
Bilodid V.D. |
| title |
Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_short |
Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_full |
Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_fullStr |
Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_full_unstemmed |
Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_sort |
оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат |
| title_alt |
Estimation of the efficiency of thermal energy production by heat pump stations on the basis of heat of low-temperature groundwater according to the methodology of full energy costs |
| description |
Heat pump station (HPS) as a source of heat supply for district heating system is considered as an alternative to heating boilers on fossil fuels (mainly on natural gas). One of the promising areas of application of powerful HPS, which currently is being studied actively, is their use as consumers-regulators in the control of electrical load in power systems. In this article, we consider groundwater (deep-well water), which lies at a shallow depth and has stable parameters throughout a year, as a source of low-potential heat. On the territory of Ukraine, there are regions with sufficient groundwater reserves that can be used as a source of low-potential heat for HPS.We carried out calculation of the energy consumption for construction, operation and liquidation of HPS on the example of HPS project with an installed heat capacity of 9 MW, consisting of 3 heat pumps with a capacity of 1.9 MW each and a peak gas boiler with a capacity of 3.2 MW, with regard for a typical schedule of heat loads under conditions of Kyiv.The efficiency of such HPS was determined by the method of estimating the total energy costs by comparing the obtained characteristics with similar characteristics of a gas boiler house of the same capacity.We determined energy consumption for the creation of all elements of HPS and its construction: heat pump and other equipment, station building, drilling and arrangement of wells, pipelines, and peak gas boiler. Energy consumption for the creation and operation of an autonomous gas boiler house of the same capacity was calculated. The reduction of energy consumption for the creation of HPS due to the use of polyethylene-propylene pipes instead of steel is determined.The comparison of energy consumption shows that the creation and operation of HPS on deep-well water with a peak boiler house during the first year of operation compensates the energy consumption for its creation and ensures further energy saving. Operation of such HPS with the use of deep-well water will provide an almost fourfold energy saving as compared with an autonomous boiler house. |
| publisher |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://systemre.org/index.php/journal/article/view/761 |
| work_keys_str_mv |
AT bilodidvd estimationoftheefficiencyofthermalenergyproductionbyheatpumpstationsonthebasisofheatoflowtemperaturegroundwateraccordingtothemethodologyoffullenergycosts AT stanytsinavv estimationoftheefficiencyofthermalenergyproductionbyheatpumpstationsonthebasisofheatoflowtemperaturegroundwateraccordingtothemethodologyoffullenergycosts AT bilodidvd ocínkaefektivnostíviroblennâteplovoíenergííteplonasosnimistancíâminaosnovíteplotinizʹkotemperaturnihpídzemnihvodzametodologíêûpovnihenergetičnihvitrat AT stanytsinavv ocínkaefektivnostíviroblennâteplovoíenergííteplonasosnimistancíâminaosnovíteplotinizʹkotemperaturnihpídzemnihvodzametodologíêûpovnihenergetičnihvitrat |
| first_indexed |
2025-09-24T17:33:57Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:33:57Z |
| _version_ |
1850410272931446784 |
| spelling |
oai:www.systemre.org:article-7612023-07-07T06:44:49Z Estimation of the efficiency of thermal energy production by heat pump stations on the basis of heat of low-temperature groundwater according to the methodology of full energy costs Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат Bilodid V.D. Stanytsina V.V. energy consumption, comparative analysis, heat pump systems, groundwater, deep-well water, autonomous boiler house, heat supply енерговитрати, порівняльний аналіз, теплонасосні системи, артезіанські підземні води, автономна котельня, теплопостачання Heat pump station (HPS) as a source of heat supply for district heating system is considered as an alternative to heating boilers on fossil fuels (mainly on natural gas). One of the promising areas of application of powerful HPS, which currently is being studied actively, is their use as consumers-regulators in the control of electrical load in power systems. In this article, we consider groundwater (deep-well water), which lies at a shallow depth and has stable parameters throughout a year, as a source of low-potential heat. On the territory of Ukraine, there are regions with sufficient groundwater reserves that can be used as a source of low-potential heat for HPS.We carried out calculation of the energy consumption for construction, operation and liquidation of HPS on the example of HPS project with an installed heat capacity of 9 MW, consisting of 3 heat pumps with a capacity of 1.9 MW each and a peak gas boiler with a capacity of 3.2 MW, with regard for a typical schedule of heat loads under conditions of Kyiv.The efficiency of such HPS was determined by the method of estimating the total energy costs by comparing the obtained characteristics with similar characteristics of a gas boiler house of the same capacity.We determined energy consumption for the creation of all elements of HPS and its construction: heat pump and other equipment, station building, drilling and arrangement of wells, pipelines, and peak gas boiler. Energy consumption for the creation and operation of an autonomous gas boiler house of the same capacity was calculated. The reduction of energy consumption for the creation of HPS due to the use of polyethylene-propylene pipes instead of steel is determined.The comparison of energy consumption shows that the creation and operation of HPS on deep-well water with a peak boiler house during the first year of operation compensates the energy consumption for its creation and ensures further energy saving. Operation of such HPS with the use of deep-well water will provide an almost fourfold energy saving as compared with an autonomous boiler house. Теплонасосна станція (ТНС) як джерело постачання теплової енергії системи централізованого теплопостачання розглядається як альтернатива опалювальним котельням на органічному паливі (переважно на природному газі). Одним із перспективних напрямів застосування потужних ТНС, який сьогодні активно досліджується, є використання їх як споживачів-регуляторів при регулюванні електричного навантаження в електроенергетичних системах. В статті як джерело низькопотенційної теплоти (ДНТ) розглянуто підземні (артезіанські) води, які залягають на невеликій глибині та мають стабільні параметри впродовж року. На території України існують регіони із достатніми запасами підземних вод, які можуть бути використані в якості ДНТ для ТНС.Розрахунок енерговитрат на будівництво, експлуатацію та ліквідацію ТНС проведено на прикладі проекту ТНС встановленою тепловою потужністю 9 МВт у складі 3-х теплових насосів потужністю 1,9 МВт кожен та пікового газового котла потужністю в 3,2 МВт, з врахуванням типового графіку теплових навантажень для умов м. Києва.Ефективність такої ТНС визначалася за методологію оцінки повних енергетичних витрат з порівнянням отриманих показників з аналогічними показниками газової котельні такої ж потужності.Визначено енерговитрати на створення всіх елементів ТНС та її будівництво: теплового насосу та іншого обладнання, будівлі станції, буріння та облаштування свердловин, трубопроводів, пікового газового котла. Розраховано енерговитрати на створення і експлуатацію автономної газової котельні такої ж потужності. Оцінено зменшення енерговитрат на створення ТНС за рахунок використання поліетилен-пропіленових труб замість сталевих.Порівняння енерговитрат показує, що створення і експлуатація ТНС на артезіанських водах з піковою котельнею протягом першого ж року експлуатації компенсує енерговитрати на її створення, а в подальшому забезпечується їх економія. Експлуатація такої ТНС з використанням артезіанських вод забезпечить майже чотирикратну економію енергії у порівнянні з автономною котельною. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-09-29 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/761 10.15407/pge2020.03.046 System Research in Energy; No. 3 (62) (2020): The Problems of General Energy; 46-52 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (62) (2020): Проблеми загальної енергетики; 46-52 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/761/656 |