SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY
The issue of using heat pumps for the needs of autonomous heat supply of private houses, office premises and production premises is considered. The analysis of efficiency of work of the compression heat pump with fan coil for heat supply of buildings is given. The current model of the experimental h...
Saved in:
| Date: | 2022 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/341 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103525291819008 |
|---|---|
| author | Zurian, О. Oliinichenko, V. |
| author_facet | Zurian, О. Oliinichenko, V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "О. Zurian",
"institution": "Candidate of Technical Sciences, Researcher of the Department of Geothermal Energy of the Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "V. Oliinichenko",
"institution": "researcher at Geothermal Energy Department, Institute of Renewable Energy of National Academy of Sciences of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Zurian, О. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:16Z |
| description | The issue of using heat pumps for the needs of autonomous heat supply of private houses, office premises and production premises is considered. The analysis of efficiency of work of the compression heat pump with fan coil for heat supply of buildings is given. The current model of the experimental heat pump system developed and constructed in IVE of NASU is presented. The method of conducting research is described. The characteristics of the measuring equipment installed on the experimental setup, which was used to obtain data in the process of research, are given. The results of scientific work obtained in the course of theoretical calculations and experimental studies of the efficiency of the heat pump system are presented. The conversion factor of the air-to-water heat pump in the heating system of a residential building with an area of up to 100 m is calculated. The dependences of the heat pump transformation coefficient on the type of renewable source of low-potential heat energy are given. The dependences of the efficiency of the heat pump system on the parameters of the primary source of low-potential heat and design features of the heat supply system are substantiated. It has been experimentally confirmed and theoretically substantiated that the fan coil is an effective space heating device when working in conjunction with a heat pump. It is substantiated that further studies of heat pump systems implementation are promising, where low-potential energy of natural surface layers of the Earth and water of open reservoirs and aquifers and improvement of heat extraction systems from low-potential renewable energy sources are used as primary sources. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2022.2(69).81-89 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
81
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
УДК 504.062.2; 697.975
СИСТЕМА: КОМПРЕСІЙНИЙ ТЕПЛОВИЙ НАСОС-ФАНКОЙЛ
ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ, ЕФЕКТИВНІСТЬ
Отримано 11 бер. 2022; рекомендовано до публікації 6 черв. 2022
Доступно онлайн 30 черв. 2022
О. В. Зур’ян1, В. Г. Олійніченко2
Автор для кореспонденції: Олексій Зур’ян
e-mail: alexey_zuryan@ukr.net
Розглядається питання застосування для потреб ав-
тономного теплопостачання приватних будинків,
офісних приміщень та виробничих приміщень теплових насосів. Надано аналіз ефективності роботи
компресійного теплового насоса з фанкойлом для теплопостачання будівель. Представлений діючий
макет розробленої і сконструйованої в ІВЕ НАНУ експериментальної теплонасосної системи. Описана
методика проведення досліджень. Наведено характеристики вимірювального обладнання, встановле-
ного на експериментальній установці, яке використовувалося для отримання даних в процесі прове-
дення досліджень. Викладено результати наукової роботи, отримані в ході теоретичних розрахунків і
проведених експериментальних досліджень ефективності теплонасосної системи. Наведено розраху-
нок коефіцієнта перетворення теплового насоса "повітря – вода" в системі опалення житлового бу-
динку площею до 100 м. Виконано порівняльний аналіз ефективності використання теплового насоса
повітря – вода та вода – вода однакової потужності, підключених до фанкойлів. Подано залежності
коефіцієнта трансформації теплового насоса від типу відновлюваного джерела низькопотенційної
теплової енергії. Обґрунтовано залежності ефективності теплонасосної системи від параметрів пер-
винного джерела низькопотенційного тепла і кон-структивних особливостей системи теплопоста-
чання. Експериментально підтверджено та теоретично обґрунтовано, що фанкойл є ефективним
пристроєм обігріву приміщень під час роботи в зв’язці з тепловим насосом. Наведено експерименталь-
но отримані дані щодо ефективності використання фанкойла в різних режимах роботи вентилятора
примусового обдуву радіатора. Обґрунтовано пер-спективність подальших досліджень впровадження
теплонасосних систем, де як первинне джерело використовується низькопотенційна енергія припове-
рхневих шарів Землі й води відкритих водойм і водоносних горизонтів та вдосконалення систем відбо-
ру тепла від низькопотенційного відновлюваного джерела енергії.
Ключові слова: тепловий насос, теплонасосна система, теплопостачання, фанкойл, коефіцієнт пе-
ретворення
1 канд. техн. наук, науковий співробітник відділу
геотермальної енергетики Інституту відновлюваної
енергетики НАН України https://orcid.org/0000-0002-
2391-1611
2 науковий співробітник відділу геотермальної енер-
гетики Інституту відновлюваної енергетики НАН Ук-
раїни https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY
Received 11 Mar 2022; accepted 6 June 2022.
Available online 30 June 2022
Oleksii Zurian, Valery Oliinichenko
Author for correspondence: Oleksii Zurian
e-mail: alexey_zuryan@ukr.net
The issue of using heat pumps for the needs of autonomous
heat supply of private houses, office premises and produc-
1 Candidate of Technical Sciences, Researcher of the
Department of Geothermal Energy of the Institute of
Renewable Energy of the National Academy of Scienc-
es of Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2391-1611
2 researcher at Geothermal Energy Department, Insti-
tute of Renewable Energy of National Academy of
Sciences of Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4651
-9628
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
https://orcid.org/0000-0002-2391-1611
https://orcid.org/0000-0002-2391-1611
https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
mailto:alexey_zuryan@ukr.net
https://orcid.org/0000-0002-2391-1611
https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
82
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
Перелік використаних скорочень та позначень:
ТН – тепловий насос
ТРВ – терморегулювальний вентиль
ПЗ – програмне забезпечення
ТЕЦ – теплоелектроцентраль
В/Ф/Гц – напруга/кількість фаз/частота
ε – коефіцієнт перетворення теплоти (англ. Coefficient of
performance) – коефіцієнт, що показує ефективність теп-
лового насоса
Вступ. Енергоощадні технології є одним основних засобів
економії паливних ресурсів та захисту навколишнього
середовища. Одне з найгостріших питань сьогодення, що
стоїть перед світовим суспільством, – це необхідність
встановлення балансу між задоволенням сучасних по-
треб людства і захистом інтересів майбутніх поколінь [5].
Вирішенню цієї проблеми сприятиме застосування авто-
номного децентралізованого енергопостачання на основі
відновлювальних джерел енергії. Використання теплових
насосів в нинішніх умовах є однією з найбільш доступних
та популярних енергоощадних технологій, яка дозволяє
значною мірою підвищити ефективність теплопостачання
за рахунок того, що енергія, отримана від традиційного
джерела, долучається в тепловому насосі до теплової
енергії навколишнього середовища, в результаті чого
споживач отримує в кілька разів більше теплової енергії,
ніж може бути вироблено традиційним джерелом енергії
[1].
Разом з тим ефективність роботи теплонасосної системи
істотно залежить, як від температури на вході до теплово-
го насоса, що визначається параметрами первинного
джерела низькопотенційної теплової енергії, так і від те-
мператури на виході з теплового насосу, яка в свою чергу
визначається конструктивними особливостями системи
опалення будівлі.
Це обумовлює проведення широкого спектра досліджень
щодо визначення оптимального поєднання в одній теп-
лонасосній системі трьох основних компонентів: віднов-
люваного джерела первинної низькопотенційної енергії з
системою відбору теплоти та переносу її до теплового
насосу, самого теплового насосу та системи опалення
будівлі, яка складається з опалювальних пристроїв різно-
манітної конструкції, що забезпечують передачу теплоти
від теплоносія до приміщень будівлі.
Останніми роками питанням підвищення ефективності
теплонасосних систем присвячено велику кількість дослі-
джень. Перспективи застосування теплових насосів у світі
та в Україні досліджені в роботах [3, 4, 7, 9, 17]. Аналіз
ефективності використання теплового потенціалу довкіл-
ля та верхніх шарів Землі наведено в роботах [12, 18]. В
роботах [8, 11, 16, 19] проведено оцінку ефективності
теплових насосів з різними системами вилучення віднов-
люваної теплової енергії з приповерхневих шарів Землі та
води й виконано їх термодинамічний аналіз. Автором
[15] зроблено порівняльний енергетичний аналіз тепло-
вих насосів і традиційних систем опалення.
Слід відзначити, що використання екзотичної й відносно
недешевої теплонасосної техніки не є звичним не лише
для пересічних споживачів, але часто і для спеціалістів.
Аналіз економічної ситуації в України та, зокрема, в низь-
коефективному житлово-комунальному господарстві
демонструє наявність колосальних потенційних можли-
востей щодо збереження коштовного органічного палива
і зниження забруднення довкілля продуктами згоряння, а
також покращення соціальних умов проживання насе-
лення в разі впровадження теплонасосної технології у
сферах, де воно доцільне. Це насамперед системи опа-
лення і гарячого водопостачання житлових, адміністрати-
tion premises is considered. The analysis of efficiency of
work of the compression heat pump with fan coil for heat
supply of buildings is given. The current model of the experi-
mental heat pump system developed and constructed in IVE
of NASU is presented. The method of conducting research is
described. The characteristics of the measuring equipment
installed on the experimental setup, which was used to ob-
tain data in the process of research, are given. The results of
scientific work obtained in the course of theoretical calculations and experimental studies of the efficiency of the
heat pump system are presented. The conversion factor of the air-to-water heat pump in the heating system of a
residential building with an area of up to 100 m is calculated. The dependences of the heat pump transformation
coefficient on the type of renewable source of low-potential heat energy are given. The dependences of the effi-
ciency of the heat pump system on the parameters of the primary source of low-potential heat and design fea-
tures of the heat supply system are substantiated. It has been experimentally confirmed and theoretically sub-
stantiated that the fan coil is an effective space heating device when working in conjunction with a heat pump. It
is substantiated that further studies of heat pump systems implementation are promising, where low-potential
energy of natural surface layers of the Earth and water of open reservoirs and aquifers and improvement of heat
extraction systems from low-potential renewable energy sources are used as primary sources.
Keywords: heat pump, heat pump system, heat supply, fan coil, conversion factor
3 researcher at Institute for Renewable Energy, National
Academy of Sciences of Ukraine https://orcid.org/0000
-0003-1845-9904
4Junior Researcher on marketing research at the Insti-
tute for Renewable Energy of the National Academy of
Sciences of Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9921-
9077
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
https://orcid.org/0000-0001-9921-9077
https://orcid.org/0000-0001-9921-9077
83
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
вних та соціальних об’єктів, деякі технологічні процеси в
промисловості та сільському господарстві [10].
З огляду на перспективність теплонасосної технології сьо-
годні багато державних та здебільшого приватних проми-
слових підприємств починають впроваджувати ці проєкти
власним коштом. Водночас відомо, шо виробництво теп-
лових насосів у світі підпорядковано конкретним потре-
бам країн виробників. Зокрема, враховуються не лише
кліматичні особливості різних країн, але і рівень буді-
вельних технологій, що використовуються, і архітектурно-
планувальних рішень об’єктів житлово-комунального
господарства, і нові будівельні матеріали, і попит ринку, і
навіть національні особливості. Тому незважаючи на уяв-
ну простоту пряме копіювання іноземних проєктів, відсут-
ність науково-обґрунтованого підходу до впровадження
цих систем може не тільки призвести до неоптимальних
рішень, але і взагалі дискредитувати саму ідею впрова-
дження теплонасосних технологій.
Постановка завдання. Об’єкт дослідження – теплопоста-
чання офісного приміщення за допомогою повітряного
теплового насоса з використанням акумулятора теплової
енергії та фанкойлів.
Метою роботи є аналіз термодинамічної ефективності
повітряної теплонасосної системи теплопостачання; ви-
значення оптимальних умов та режимів роботи пристро-
їв, що забезпечують передачу теплоти від теплоносія,
нагрітого тепловим насосом та накопиченого в акумуля-
торі теплової енергії, до приміщення будівлі, та визначен-
ня їх конструктивних особливостей.
Відповідно до поставленої мети дослідження мають бути
виконані такі завдання:
1. Загальний аналіз побудови, принципу роботи та скла-
ду теплонасосної системи «чиллер – фанкойл».
2. Обґрунтування складу комплекту лабораторного об-
ладнання та вимірювальних приладів, що використо-
вувалася для проведення досліджень.
3. Визначення основних теплофізичних параметрів,
що визначають ефективність системи «тепловий на-
сос – фанкойл».
4. Створення методики проведення досліджень.
5. Узагальнення результатів дослідження.
6. Порівняльний аналіз теплонасосних систем з різними
видами первинного відновлюваного джерела тепло-
вої енергії та систем теплозабезпечення будівлі.
7. Визначення перспективи подальших наукових розро-
бок у цьому напрямку.
Виклад основного матеріалу
З огляду на необхідність економії енергоресурсів мають
удосконалюватися системи опалення, кондиціювання і
вентиляції задля покращення якості повітря в будинках.
Підтримка належного рівня вентиляції та сприятливого
мікроклімату в приміщенні є надзвичайно важливою для
житлових, виробничих і соціальних об'єктів. Якщо раніше
з цією метою використовували переважно кондиціонери,
то сьогодні нагріти або охолодити повітря в приміщенні
можна завдяки використанню системи «чиллер – фан-
койл». “Чиллер – фанкойл» – це професійна система кон-
диціонування і підтримки оптимального мікроклімату
всередині приміщення. Мовою оригіналу цей термін пи-
шеться як fan-coil, що в дослівному перекладі означає
«вентилятор-теплообмінник». У системі кондиціонування
повітряних потоків циркулює не стандартний газ-
холодоагент, а спеціальна рідина, що не замерзає. Охо-
лодження пристрою забезпечується холодильною уста-
новкою, призначеною для підтримки необхідного темпе-
ратурного режиму рідини [13].
Система складається з таких елементів [2].
Чиллер – холодильна машина типу «вода – повітря».
Вона розташовується на вулиці і передає в навколиш-
нє середовище тепло або холод, забраний у води.
Влітку система працює на охолодження приміщень, а
взимку слугує тепловим насосом, нагріваючи воду для
забезпечення опалення приміщень.
Фанкойл передає теплову енергію або холод від води
повітрю приміщень. Число фанкойлів залежить від
кількості кондиціонованих кімнат.
Акумулятор теплової енергії, що виконує як свою без-
посередню роль акумулятора тепла, так і стабілізатора
теплових навантажень на систему. До акумулятора
теплової енергії може бути підключено додаткове
джерело теплової енергії для нагріву теплоносія при
низьких температурах, коли ефективність чиллера
істотно знижується.
Мережа трубопроводів. Вода, що служить одночасно
тепло- і холодоносієм, рухається по трубах від чилле-
ра і нагрівача до фанкойла і назад.
Гідравлічний модуль. Являє собою водяний насос,
підключений до блоку керування.
Засоби автоматизації та регулювання – електронний
блок керування, датчики температури, багатоходові та
автоматичні клапани, розширювальні баки.
У роботі проведено аналіз ефективності застосування
компресійного теплового насоса (ТН) для теплозабезпе-
чення на прикладі опалення двох адміністративних при-
міщень загальною площею застосування за умови їх пов-
ного відключення від існуючої централізованої системи
опалення (ТЕЦ).
На рис. 1 показана функціональна схема комплекту лабо-
раторного обладнання, що використовувалася для прове-
дення досліджень. Експериментальна установка для дос-
лідження енергоефективності теплонасосного теплохла-
допостачання Інституту відновлюваної енергетики НАН
України складається із семи основних елементів:
1 – тепловий насос P(S)AXRW020;
2 – циркуляційний насос AQUARIO AC 254-180 гідромоду-
ля теплового насосу;
3 – циркуляційний насос системи опалення AQUARIO AC
254-180;
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
84
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
4 – фанкойли SP200L/RM;
5 – клапани безпеки, що використовуються для видален-
ня повітря з циркуляційних контурів та як запобіжний
клапан від підвищення тиску в контурі (тиск спрацювання
1 МПа);
6 – акумулятор тепла об’ємом 120 л;
7 – мембранний бак-розширювач об’ємом 12 л.
Один теплообмінник теплового насоса з’єднаний з венти-
лятором для забезпечення протікання зовнішнього повіт-
ря через нього для відбору первинної низькопотенційної
енергії довкілля. Другий теплообмінник теплового насосу
об’єднаний з трубопроводами, що утворюють замкнутий
контур з баком – акумулятором теплової енергії об’ємом
200 л. Теплообмінники в залежності від режиму роботи
(опалення або охолодження) виконують функцію конден-
сатора аба випарювальника теплового насосу. Фанкойли
теплонасосної системи поєднані трубопроводами, що
утворюють замкнутий контур з акумулятором теплової
енергії. Обидва замкнуті контури трубопроводів мають
циркуляційні насоси, які забезпечують циркуляцію тепло-
носія від теплового насосу через акумулятор теплової
енергії до фанкойлів. Внаслідок чого в приміщеннях під-
тримується комфортна температура для перебування
людей та роботи техніки. Як теплоносій в лабораторній
установці використовується вода.
Рис. 1. Схема експериментальної установки
дослідження енергоефективності теплонасосного теп-
лохолодопостачання Інституту відновлюваної енерге-
тики НАН України: 1 – тепловий насос P(S)AXRW020; 1а –
компресор ТН; 1b – конденсатор ТН; 1с – терморегулю-
вальний вентиль ТН; 1d – випарник ТН;
2 – циркуляційний насос акумулятора тепла; AQUARIO
AC254-180; 3 – циркуляційний насос системи опалення
AQUARIO AC254-180; 4 – тепловий лічильник AQUATHEM;
5 – фанкойли SP200L/RM;
6 – клапани безпеки; 7 – акумулятор тепла;
8 – мембранний бак розширювач
Fig. 2. Scheme of the experimental installation
of the study of energy efficiency
of heat pump heat and cold supply of
the Institute of Renewable Energy of
the National Academy of Sciences of Ukraine:
1 – heat pump P(S)AXRW020; 1a – HP compressor;
1b – HP capacitor; 1c – thermostatic valve HP;
1d – HP evaporator; 2 – circulating heat accumulator pump;
AQUARIO AC254-180;
3 – circulating pump of the AQUARIO AC254-180 heating
system, 4 – AQUATHEM heat meter;
5 – fan coils SP200L/RM; 6 – safety valves;
7 – heat accumulator; 8 – diaphragm tank expander
В системі використовується тепловий насос P(S)AXRW020
типу повітря – вода потужністю 5,5 КВт.
Характеристики обладнання експериментальної теплона-
сосної системи наведено в табл. 1.
Таблиця 1. Експлуатаційні дані теплового насоса P(S)
AXRW020
Table 1. P(S)AXRW020 heat pump operating data
Параметр Од. виміру Значення
Теплова потужність кВт 5,5
Електрична потужність
(компресора)
кВт 1,7
Робочий струм А 7,7
Електроживлення В/Ф/Гц 220/1/50
Кількість компресорів 1
Тип компресора Спіральний
Кількість вентиляторів 1
Потужність вентилятора Вт 75
Кількість обертів вентилятора Об/хв 850
Розташування вентилятора горизонтальне
Рівень шуму dB (A) 51
Гідравлічний модуль
Витрата води м3/год 3
Падіння тиску кПа 10
Модель
Об’єм
повітря,
м3/год
Холодо-
продук-
тивність, Вт
Теплопро-
дуктивність,
Вт
Об’єм протоку води, кг/год
Вхідна потужність,
Вт
SP200L/RM 340 2020 3030 348 37
Таблиця 2. Експлуатаційні дані фанкойла SP200L/RM
Table 2. Fancoil SP200L/RM performance data
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
85
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
Таблиця 3. Експлуатаційні дані циркуляційного насосу
AQUARIO AC 254-180
Table 3. Operating data of the circulating pump AQUARIOAC
254-180
Відповідно до поставленого завдання дослідження для
вимірювань температури у контрольних точках системи
були встановлені датчики температури
(термоперетворювачі опору) ТСП-204. Термоперетворю-
вачі опору ТСП-204 внесені до Державного реєстру засо-
бів вимірювальної техніки України за номером У246-07.
Робочий діапазон вимірюваних температур від –40 до
+270 °С, показник теплової інерції не більше 6–8 с.
Датчики температури встановлені: на вході в конденса-
тор теплового насоса та виході з нього (при роботі в ре-
жимі обігріву приміщення), на вході в акумулятор
теплової енергії та виході з нього і на магістралях подачі
та повернення теплоносія з фанкойлів. Також було вста-
новлено датчики температури для вимірювання темпера-
тури повітря у приміщенні та на вулиці (рис. 3.).
З метою перетворення даних з вимірювальних пристроїв
у цифрову інформацію та її візуалізації для комфортного
аналізу оператором застосовували вимірювач температу-
ри восьмиканальний І8 8УВ/1ОК-RS485-ІПІ-Щ. Інформація
з вимірювача знімалася в ручному режимі з часовим ін-
тервалом в п'ять хвилин.
Параметр Од. виміру Значення
Максимальна потуж-
ність
Вт 65
Електроживлення В/Ф/Гц 220/1/50
Число ступенів регу-
лювання
Од 3
Максимальний робо-
чий тиск в системі
Бар 10
Максимальна темпе-
ратура теплоносія
°С 110
Температура навко-
лишнього повітря
°С від +2 до +40
Рис. 2. Гідравлічні характеристики
циркуляційного насоса AQUARIO AC 254-180
Fig. 2. Hydraulic characteristics
of the circulating pump AQUARIO AC 254-180
a b c d
Рис. 3. Місця встановлення вимірювальних пристроїв на експериментальній установці для дослідження
енергоефективності теплонасосного теплохолодопостачання ІВЕ НАНУ:
a – зовнішній вигляд датчика температури ТСП-204;
b– датчики температури встановлені на вході в тепловий насос і на виході з нього;
c – метод монтажу датчика температури з теплоізоляцією на виході з акумулятор тепла;
d – метод монтажу датчиков температури на магістралях подачі та повернення теплоносія з фанкойлів
Fig. 3. Places of installation of measuring devices at the experimental installation of energy efficiency research
of heat-pump heat-cold supply of IRE NASU:
a – appearance of the temperature sensor TSP-204;
b – temperature sensors are installed at the inlet and outlet of the heat pump;
c – method of mounting the temperature sensor with thermal insulation at the outlet of the heat accumulator;
d – method of installation of temperature sensors on the supply and return of coolant from fan coils
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
86
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
Подібно до всіх інших холодильних машин, тепловий на-
сос використовує механічну (електричну або іншу) енер-
гію для реалізації термодинамічного циклу. Ця енергія
витрачається на привід компресора. Основною характе-
ристикою теплового насоса є коефіцієнт потужності
(коефіцієнт перетворення).
Коефіцієнт потужності (ε) – це співвідношення теплової
енергії, що відводиться із системи джерела тепла вхідно-
го контура, та електроенергії Е, що споживається тепло-
вим насосом [14].
ε = Q/E (1)
Q = m∙Cν∙ΔT/3600 (2)
де:
Q – теплова енергія, що відводиться з ТН, кВт;
Е – електрична енергія, що споживається ТН, кВт;
cv – питома масова теплоємність рідини в циклі опалення
[Дж / кг ·К];
m – маса теплоносія, [кг];
ΔT – різниця температур теплоносія до і після віддачі теп-
лової енергії [K].
На рис. 4. представлено графік коливань температур в
контрольних точках системи тепловий насос – фанкойл.
Вимірювання проводилися при температурі повітря
(зовнішнього низькопотенційного джерела тепла) -1 °С.
Рис. 4. Графік коливань температури в контрольних
точках системи тепловий насос – фанкойл: 1 – темпе-
ратура на виході з ТН; 2 – температура на вході до
фанкойла; 3 – температура на виході з фанкойла;
4 – температура на вході до ТН; 5 – температура по-
вітря у приміщенні; 6 – температура зовнішнього по-
вітря; І – режим роботи фанкойла без примусового об-
дуву; II, III, IV – режим роботи фанкойла з примусовим
обдувом різної інтенсивності (IV˃III˃ II).
Fig. 4. Graph of temperature fluctuations in the control
points of the heat pump – fancoil system: 1 – temperature at
the outlet of the HP; 2 – temperature at the entrance to the
fan coil; 3 – temperature at the outlet of the fan coil;
4 – temperature at the entrance to the HP; 5 – room temper-
ature; 6 – outside air temperature; I – fancoil operation
mode without forced blowing; II, III, IV – fan coil operation
mode with forced blowing of different intensity (IV˃III˃ II).
За допомогою формул (1) , (2), та даних, отриманих екс-
периментально та аналітично, розраховано:
Q = (4,2 кДж/(кг·K) ∙ 4,3 K ∙ 1100 кг) = 18480 кДж
Q = 19866/3600 = 5,1 кВт·год
Е = 1,7 [кВт·год]
ε = 3,0
Тобто при температурі зовнішнього повітря –1 °С на кож-
ний кіловат електричної енергії ми отримуємо 3,0 кВт
теплової енергії. Відомо, що коефіцієнт потужності зале-
жить від температури зовнішнього джерела тепла [6].
При зменшенні зовнішньої температури з 0 до -12 коефі-
цієнт потужності (ε) зменшується практично у два рази. І,
навпаки, при збільшенні лише на 10 градусів від 0 до +10,
ε збільшується також практично вдвічі [14].
Теплові насоси, де відновлюваним джерелом живлення є
повітря, найбільше залежать від погодних умов, на відмі-
ну від ґрунтових теплонасосів або тих, що використову-
ють як джерело живлення ґрунтові води. Авторами було
досліджено ефективність теплового насоса при різних
значеннях температури зовнішнього джерела тепла –
повітря [5]. Отримані дані, щодо залежності коефіцієнта
трансформації від джерела відновлюваної енергії зведе-
но в Таблицю 4.
Таблиця 4. Залежність коефіцієнта трансформації теп-
лонасосної системи в залежності від джерела низькопо-
тенційної теплової енергії
Крім того, коефіцієнт потужності більший при менших
температурах у вторинному колі. Отже, найвигідніше ТН
використовувати з низькотемпературними системами
опалення типу теплі поли, теплі стіни, фанкойли тощо, де
температура у вторинному колі не перевищує 40 °С [14].
Результати аналізу експериментально отриманих даних
свідчать про те, що вид опалювального приладу має зна-
чний вплив на розподіл параметрів мікроклімату
(температури та циркуляції повітря, температури повер-
хонь) і рівень теплового комфорту в приміщенні.
На рис 5. наведено результати експериментального дос-
лідження ефективності обігрівального приладу в різних
режимах його експлуатації: без обдуву та з примусовим
обдувом вентилятором потужністю 75 Вт (фанкойл). А
саме: режим І – робота обігрівального приладу без при-
мусового обдуву; ІІ – режим роботи фанкойла з примусо-
вим обдувом вентилятором – 110 м3/год; ІІІ – режим ро-
боти фанкойла з примусовим обдувом вентилятором -
225 м3/год; VІ – режим роботи фанкойла з примусовим
обдувом вентилятором – 350 м3/год.
Місяць
Коефіцієнт трансформації (ε)
(геотермаль
на система)
(гідротерма
льна систе-
ма)
(повітряна
система)
Грудень 4,5 4.5 3.2
Січень 4,5 4.5 2.9
Лютий 4,5 4.5 3.0
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
87
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
Для визначення величини співвідношення ефективності
роботи фанкойла в різних режимах було запропоновано
метод співвідношень площі прямокутних трикутників, які
утворюються кутом підйому кривої, що відображає зміну
температури в приміщенні, де були проведені дослі-
дження (рис. 6).
Рис. 5. Графік коливань температури в приміщенні з
нанесеним на нього маркерами оцінки потужності в
залежності від режиму роботи фанкойла: 1 – маркер
оцінки потужності роботи фанкойла без обдуву;
2 – маркер оцінки потужності роботи фанкойла з при-
мусовим обдувом вентилятором – 110 м3/год; 3 – мар-
кер оцінки потужності роботи фанкойла з примусовим
обдувом вентилятором – 225 м3/год; 4 – маркер оцінки
потужності роботи фанкойла з примусовим обдувом
вентилятором –359 м3/год; 5 – температура повітря у
приміщенні; І– режим роботи фанкойла без примусово-
го обдуву; II, III, IV – режим роботи фанкойла з примусо-
вим обдувом різної інтенсивності (IV˃III˃ II)
Fig. 5. Graph of temperature fluctuations in the room with
markers of power estimation applied to it depending on the
mode of operation of the fan coil: 1 – marker of power esti-
mation of fincoil operation without blowing; 2 – marker for
estimating the power of fancoil operation with forced fan
blowing - 110 m3 / h; 3 – marker for estimating the power of
the fan coil with forced fan blowing - 225 m3 / h; 4 – marker
for estimating the power of fan coil with forced fan blowing -
359 m3 / h; 5 – room temperature; And - fancoil operation
mode without forced blowing; II, III, IV – fan coil operation
mode with forced blowing of different intensity (IV˃III˃ II)
Якщо за 100 % ефективності роботи обігрівального при-
ладу взяти маркер, що визначає найбільшу площу трикут-
ника, то ефективність роботи фанкойла в інших режимах
роботи можна визначити відношенням площин інших
трикутників до площі найбільшого трикутника за форму-
лою:
Kn= Sn / Smax *100%, (3)
де:
Kn – коефіцієнт ефективності (коефіцієнт, що визначає
відсоток, на який змінюється ефективність роботи обігрі-
вального приладу).
Smax – найбільша площа трикутника (найбільша площа
прямокутного трикутника, який утворюються найбільшим
кутом підйому кривої, що відображає зміну температури
в приміщенні в одному з режимів роботи фанкойла).
Sn – площа трикутника (площі інших трикутників – за ви-
нятком найбільшої площі прямокутного трикутника, – які
утворюються кутом підйому кривої, що відображає зміну
температури в приміщенні).
З урахуванням, що Smax=S2, та даних, отриманих з графі-
ка на рис. 6, можна зробити розрахунок коефіцієнта ефе-
ктивності для кожного з режимів роботи фанкойла за
формулою (2):
K1= S1/ S2*100%=(a*4b)/2/(a*10b)/2*100%=4/10=40%
K2=S2/S2*100%=100%;
K3=S3/S2*100%=(a*7b)/2/(a*10b)/2*100%=7/10=70%;
K3=S4/S2*100%=(a*1b)/2/(a*10b)/2*100%=1/10=10%.
Отримані розрахункові дані наглядно зображено на
рис. 6.
Рис. 6. Гістограма ефективності роботи фанкойла в
різних режимах: І – відсоток ефективності роботи фа-
нкойла без обдуву; ІІ – відсоток ефективності роботи
фанкойла з примусовим обдувом вентилятором –
110 м3/год; ІІІ – відсоток ефективності роботи фанкой-
ла з примусовим обдувом вентилятором – 225 м3/год;
ІV – відсоток ефективності роботи фанкойла з приму-
совим обдувом вентилятором – 350 м3/год
Fig. 6. Histogram of fancoil efficiency in different modes: I-
percentage of fincoil efficiency without blowing;
ІІ- percentage of fincoil efficiency with forced fan blowing –
110 m3/h; ІІІ – percentage of fincoil efficiency with forced fan
blowing - 225 m3/h; IV – percentage of fincoil efficiency with
forced fan blowing – 350 m3/h
Експериментально встановлено, що ефективність систе-
ми тепловий насос – фанкойл при температурі навколиш-
нього середовища –1 °С, зростає більше ніж удвічі в разі
використання примусового обдуву радіатора фанкойла
при малих обертах вентилятора та тепловому потоці
110 м3/год. При подальшому нарощуванні обертів радіа-
тора та збільшенні теплового потоку до 225 м3/год ефек-
тивність фанкойла починає знижуватися, залишаючись
при цьому на 30 % більшою в порівнянні з опалювальним
приладом без примусового обдуву. Найнижчі показники
ефективності були отримані на найбільших обертах вен-
тилятора та тепловому потоці повітря 350 м3/год. Це свід-
чить, що температура подачі теплоносія на фанкойл не-
достатня для роботи в цьому режимі і ми отримуємо зво-
ротний ефект.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
88
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
З експериментально отриманих даних попередньо мож-
но зробити висновок, що при заміні традиційних систем
опалення на низькотемпературні ефективність теплових
насосів різко зростає. Водночас при використанні приму-
сового обдуву для фанкойлів слід враховувати площу
приміщення, потужність опалювального приладу та тем-
пературу навколишнього середовища, що можливо за
рахунок застосування відповідних науково обґрунтованих
методик та розробки відповідних алгоритмів роботи сис-
теми керування з урахуванням особливостей місця розта-
шування та структури системи опалення.
Висновки:
1. Тепловий насос є надійним, високоефективним, без-
печним та екологічним джерелом відновлюваної ене-
ргії для використання у системах опалення та гарячого
водопостачання.
2. Ефективність теплового насоса типу «повітря – вода»
значною мірою залежить від температури зовнішньо-
го повітря. Крім того, на ефективність теплового насо-
са цього типу істотно впливає температура, на яку роз-
рахована система опалення. Найефективнішими для
роботи з ТН є низькотемпературні системи опалення:
тепла підлога, теплі стіни, фанкойли тощо.
3. Система «повітряний ТН компресійного типу – фан-
койл» в Україні на сьогодні недостатньо розповсю-
джена і переважно використовується на великих гро-
мадських об’єктах (торгові центри, кінотеатри і т. ін.).
4. Система «геотермальний ТН компресійного типу –
фанкойл» є найефективнішою енергоощадною систе-
мою опалення та кондиціювання. Однак незважаючи
на очевидний економічний ефект від впровадження
енергоощадних технологій, в Україні поки що не так
багато великих об'єктів, де впроваджені та експлуату-
ються кліматичні системи на ТН.
ПОСИЛАННЯ
1. Ананьєв В. А. Системи вентиляції і кондиціювання.
Теорія та практика. М.: Євроклімат. 2001. 416 с.
2. Безродний М. К., Притула Н. О. Термодинамічна та
енергетична ефективність теплонасосних схем тепло-
постачання: Підручник. Київ: НТУУ «КПІ». 2016. 272 с.
3. Безродний М. К., Пуховий І. І., Кутра Д. С. Теплові на-
соси та їх використання: навч. посіб. К.: НТУУ «КПІ».
2013. 312 с.
4. Долинский А. А., Драганов Б. Х. Тепловые насосы в
системе теплоснабжения зданий. Промышленная
теплотехника. 2008. т . 30. № 6. С. 71–83.
5. Зур’ян О. В., Олійніченко В. Г. Гідротермальна система
отримання теплової енергії, фізичні процеси, ефекти-
вність. Вісник Вінницького політехнічного інституту.
2021. № 4. С. 40–46. https://doi.org/10.31649/1997-
9266-2021-157-4-40-46
6. Зур’ян. О. В. Експериментальні дослідження теплово-
го режиму гідротермальної теплонасосної системи.
Відновлювана енергетика. 2021. 4(67). 77–89. https://
doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89
7. Кудря С. О. Відновлювані джерела енергії. Київ.: ІВЕ
НАН України. 2020. 354 с.
8. Малкін Е. С., Кулінко Є. О. Перспективи та аспекти
застосування систем теплохолодопостачання, які ви-
користовують приповерхневі шари води в якості теп-
лового акумулятора. Вентиляція, освітлення та тепло-
газопостачання. 2014. № 17. С. 63–69.
9. Мацевитый Ю. М., Чиркин Н. Б., Богданович Л. С.,
Клепанда А. С. О рациональном использовании теп-
лонасосных технологий в экономике Украины. Энер-
госбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2007. № 3.
с. 20–31.
10. Місюра Т. О. Підвищення ефективності систем тепло-
постачання на базі повітряних теплових насосів та
додаткових джерел енергії. Магістерська дисертація
зі спеціальності 144 «Теплоенергетика». Науковий
керівник проф., д. т. н. Безродний М. К., НТУУ КПІ
ім. Сікорського. м. Київ. 2019. 114с.
11. Морозов Ю. П. та ін. Енергетична ефективність вико-
ристання перших від поверхні водоносних горизонтів
для тепло- і хладопостачання. Ю. П. Морозов,
А. А. Барило, Д. М. Чалаєв, М. П. Добровольський.
Відновлювана енергетика. 2019. № 2. С. 70-78.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
12. Морозов Ю. П., Чалаєв Д. М., Ніколаєвська Н. В., Доб-
ровольський М. П. Оцінка ефективності використання
теплового потенціалу довкілля та верхніх шарів Землі
України. Відновлювана енергетика. 2019. №4(63).
С. 80–88. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.4
(63).80-88
13. Сердюк В. Р. Ошовська А. В. Перспективи впрова-
дження системи «чиллер – фанкойл». мат. Міжн
конф. Енергоефективність в галузях економіки Ук-
раїни. 2017. ВНТУ.
14. Тiтко Р., Калініченко А. В., Калініченко В. М. Ефектив-
ність використання теплового насосу типу «повітря –
вода» у системах теплопостачання. Вісник Полтавсь-
кої державної аграрної академії. Технічні науки. 2011.
№ 1. С. 158–162.
15. Denisov O. I. Comparative energy analysis of heat pumps
and traditional heating systems. Tehnicheskaya teplofizi-
ka i promyishlennaya teploenergetika. Ukraine. 2010.
vol. 2, pp. 22–34.
16. Goshovskyi S., Zurian O. Еnvironmentally safe usage of
hydropower potential by hydrothermal power supply
systems. Visnyk of Taras Shevchenko National University
of Kyiv: Geology. 2019. v. 4(87). pp. 67–75 http://
doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
17. Lund J., Sanner B., Rybach L. Curtis R., Hellstrоm G. Geo-
thermal (ground-source) heat pumps a world overview.
GHC bulletin. 2004. vol. 9. pp. 1–10.
18. Zhu Ke, Blum Philipp, Ferguson Grant, Balke Klaus-
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-40-46
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-40-46
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.4(63).80-88
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.4(63).80-88
http://doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
http://doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
89
© О. В. Зур’ян, В. Г. Олійніченко https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
Відновлювана енергетика, 2022. | Геотермальна енергетика
Dieter, Bayer Peter. The geothermal potential of urban
heat islands. 2010. Environ. Res. Lett. No. 5. pp. 1-6.
http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/6/1/019501
19. Zurian O. V. Comparison of efficiency of geothermal and
hydrothermal energy systems. XIX International Multi-
disciplinary Scientific GeoConference SGEM. Renewable
Energy Sources and Clean Tech. Varna. Bulgaria. 2019. С.
83–90. https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1/S17.011
REFERENCES
1. Ananyev V. A. Ventilation and air conditioning systems.
Teoriya ta praktyka. Yevroklimat. 2001. 416 с. (in Ukraini-
an)
2. Bezrodnyj M. K., Prytula N. O. Thermodynamic and ener-
gy efficiency of heat pump schemes of heat supply.
Pidruchnyk. Kyiv: NTUU «KPI». 2016. 272 с. (in Ukrainian)
3. Bezrodnyj M. K. Puxovyj I. I., Kutra D. S. Heat pumps and
their use: navch. posib. K. NTUU «KPI». 2013. 312 с. (in
Ukrainian)
4. Doly`nskyj A. A., Draganov B. X. Heat pumps in the heat-
ing system of buildings. Promіshlennaya teplotexnyka.
2008. т. 30. № 6. С. 71–83. (in Ukrainian)
5. Zurian O. V., Olijnichenko V. G. Hydrothermal system for
extracting thermal energy, physical processes, efficiency.
Visnyk Vinnyczkogo politexnichnogo instytutu. 2021. № 4.
С. 40–46. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157
-4-40-46 (in Ukrainian)
6. Zurian. O. V. Experimental investigation of the thermal
regime of a hydrothermal heat pump system. Vid-
novliuvana energetyka. 2021. 4(67).C. 77–89. https://
doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89 (in
Ukrainian)
7. Kudrya S. O. Renewal Energy Kyiv: IVE NAN Ukrayiny.
2020. 354 с. (in Ukrainian)
8. Malkin E. S., Kulinko Ye .O. Prospects and aspects of ap-
plication of heat and cold supply systems that use near-
surface layers of water as a heat accumulator. Ventylyaci-
ya, osvitlennya ta teplogazopostachannya. 2014. № 17.
С. 63–69. (in Ukrainian)
9. Macevytij Yu. M., Chyrkyn N. B., Bogdanovych L. S.,
Klepanda A. S. On the rational use of heat pump technol-
ogies in the economy of Ukraine. Energosberezhenye.
Energetyka. Energoaudyt. – 2007. № 3. C. 20–31. (in
Ukrainian)
10. Misyura T. O. Improving the efficiency of heat supply
systems based on air heat pumps and additional energy
sources. Magisters`ka dysertaciya zi specialnosti 144
«Teploenergetyka». Naukovyj kerivnyk prof., d. t. n.
Bezrodnyj M. K.: NTUU KPI im. Sikorskogo. m. Kyiv. 2019.
114 с. (in Ukrainian)
11. Morozov Yu. P. et al. Energy efficiency of using the first
aquifers from the surface for heat and cold supply.
Yu. P. Morozov, A. A. Barylo, D. M. Chalayev, M. P. Do-
brovolskyj. Vidnovliuvana energetyka. 2019. № 2. С. 70–
78. https://doi.org/ 10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-
78 (in Ukrainian)
12. Morozov Yu. P., Chalayev D. M., Nikolayevska N.
V.,Estimation of efficiency of use of thermal potential of
environment and the top layers of the Earth of Ukraine.
Vidnovliuvana energetyka. 2019. № 4(63). С. 80–88.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.4(63).80-88
(in Ukrainian)
13. Serdyuk V. R. Oshovska A. V. Prospects for the implemen-
tation of the system "chiller - fancoil". mat. Mizhn konf.
Energoefektyvnist v galuzyax ekonomiky Ukrayiny. 2017.
VNTU. (in Ukrainian)
14. Titko R., Kalinichenko A.V., Kalinichenko V. M. Efficiency
of air-to-water heat pump use in heat supply systems.
Visnyk Poltavskoyi derzhavnoyi agrarnoyi akademiyi.
Texnichni nauky. 2011. № 1. С. 158–162. (in Ukrainian)
15. Denisov O. I. Comparative energy analysis of heat pumps
and traditional heating systems. Tehnicheskaya teplofizi-
ka i promyishlennaya teploenergetika. Ukraine. 2010. vol.
2, pp 22–34.
16. Goshovskyi S., Zurian O. Еnvironmentally safe usage of
hydropower potential by hydrothermal power supply
systems. Visnyk of Taras Shevchenko National University
of Kyiv: Geology. (2019). v. 4(87). pp. 67–75 http://
doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
17. Lund J., Sanner B., Rybach L. Curtis R., Hellstrоm G. Geo-
thermal (ground-source) heat pumps a world overview.
GHC bulletin. 2004. vol. 9. pp. 1–10.
18. Zhu Ke, Blum Philipp, Ferguson Grant, Balke Klaus-Dieter,
Bayer Peter. The geothermal potential of urban heat is-
lands. 2010. Environ. Res. Lett. №. 5. pp. 1–6. http://
dx.doi.org/10.1088/1748-9326/6/1/019501
19.Zurian O. V. Comparison of efficiency of geothermal and
hydrothermal energy systems. XIX International Multidis-
ciplinary Scientific GeoConference SGEM. Renewable En-
ergy Sources and Clean Tech. Varna. Bulgaria. 2019.
С. 83–90. https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1/
S17.011
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)849
https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1/S17.011
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-40-46
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-40-46
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.4(67).77-89
%20https:/doi.org/%2010.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
%20https:/doi.org/%2010.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.4(63).80-88
http://doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
http://doi.org/10.17721/1728-2713.87.10
http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/6/1/019501
http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/6/1/019501
|
| id | veorgua-article-341 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:09:35Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/35/482421750b909d94fd97cea1d7e70435.pdf |
| spelling | veorgua-article-3412026-07-18T06:32:16Z SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY СИСТЕМА: КОМПРЕСІЙНИЙ ТЕПЛОВИЙ НАСОС-ФАНКОЙЛ ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ, ЕФЕКТИВНІСТЬ Zurian, О. Oliinichenko, V. heat pump heat pump system heat supply fan coil conversion factor тепловий насос теплонасосна система теплопостачання фанкойл, коефіцієнт перетворення The issue of using heat pumps for the needs of autonomous heat supply of private houses, office premises and production premises is considered. The analysis of efficiency of work of the compression heat pump with fan coil for heat supply of buildings is given. The current model of the experimental heat pump system developed and constructed in IVE of NASU is presented. The method of conducting research is described. The characteristics of the measuring equipment installed on the experimental setup, which was used to obtain data in the process of research, are given. The results of scientific work obtained in the course of theoretical calculations and experimental studies of the efficiency of the heat pump system are presented. The conversion factor of the air-to-water heat pump in the heating system of a residential building with an area of up to 100 m is calculated. The dependences of the heat pump transformation coefficient on the type of renewable source of low-potential heat energy are given. The dependences of the efficiency of the heat pump system on the parameters of the primary source of low-potential heat and design features of the heat supply system are substantiated. It has been experimentally confirmed and theoretically substantiated that the fan coil is an effective space heating device when working in conjunction with a heat pump. It is substantiated that further studies of heat pump systems implementation are promising, where low-potential energy of natural surface layers of the Earth and water of open reservoirs and aquifers and improvement of heat extraction systems from low-potential renewable energy sources are used as primary sources. Розглядається питання застосування для потреб автономного теплопостачання приватних будинків, офісних приміщень та виробничих приміщень теплових насосів. Надано аналіз ефективності роботи компресійного теплового насоса з фанкойлом для теплопостачання будівель. Представлений діючий макет розробленої і сконструйованої в ІВЕ НАНУ експериментальної теплонасосної системи. Описана методика проведення досліджень. Наведено характеристики вимірювального обладнання встановленого на експериментальній установці,  яке використовувалося для отримання даних в процесі проведення досліджень. Викладено результати наукової роботи, отримані в ході теоретичних розрахунків і проведених експериментальних досліджень ефективності теплонасосної системи. Наведено розрахунок коефіцієнту перетворення теплового насосу "повітря - вода" в системі опалення житлового будинку площею до 100 м. Виконано порівняльний аналіз ефективності використання теплового насосу повітря-вода та вода-вода однакової потужності, підключених до фанкойлів. Даються залежності коефіцієнта трансформації теплового насоса від типу відновлюваного джерела низькопотенціальної теплової енергії. Обґрунтовано залежності ефективності теплонасосної системи від параметрів первинного джерела низькопотенційного тепла і конструктивних особливостей системи теплопостачання. Експериментально підтверджено та теоретично обґрунтовано, що фанкойл є ефективним пристроєм обігріву приміщень при роботі в зв’язці з тепловим насосом. Надано експериментально отримані дані, щодо ефективності роботи фанкойла в різних режимах роботи вентилятора примусового обдуву радіатора. Обґрунтовано, що мають перспективу подальші дослідження впровадження теплонасосних систем, де в якості первинного джерела використовується низькопотенційна енергія приповерхневих шарів Землі та води відкритих водойм та водоносних горизонтів та вдосконалення систем відбору тепла від низькопотенційного відновлюваного джерела енергії. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/341 10.36296/1819-8058.2022.2(69).81-89 Vidnovluvana energetika ; No. 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 81-89 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 81-89 Відновлювана енергетика; № 2(69) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 81-89 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.2(69) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/341/267 Copyright (c) 2022 О. Zurian, V. Oliinichenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | heat pump heat pump system heat supply fan coil conversion factor Zurian, О. Oliinichenko, V. SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title | SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title_alt | СИСТЕМА: КОМПРЕСІЙНИЙ ТЕПЛОВИЙ НАСОС-ФАНКОЙЛ ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ, ЕФЕКТИВНІСТЬ |
| title_full | SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title_fullStr | SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title_full_unstemmed | SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title_short | SYSTEM: COMPRESSION HEAT PUMP-FANCOIL, FEATURES OF CONSTRUCTION, EFFICIENCY |
| title_sort | system: compression heat pump-fancoil, features of construction, efficiency |
| topic | heat pump heat pump system heat supply fan coil conversion factor |
| topic_facet | heat pump heat pump system heat supply fan coil conversion factor тепловий насос теплонасосна система теплопостачання фанкойл, коефіцієнт перетворення |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/341 |
| work_keys_str_mv | AT zuriano systemcompressionheatpumpfancoilfeaturesofconstructionefficiency AT oliinichenkov systemcompressionheatpumpfancoilfeaturesofconstructionefficiency AT zuriano sistemakompresíjnijteplovijnasosfankojlosoblivostíkonstrukcííefektivnístʹ AT oliinichenkov sistemakompresíjnijteplovijnasosfankojlosoblivostíkonstrukcííefektivnístʹ |