STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT

• Date: 2024
• Main Authors: Popovych, O., Golovan , I.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024
• Subjects: seasonal thermal accumulator with water crystallization; complex mathematical model; energy and re-source efficiency criteria.
• Online Access: https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/485
• Journal Title: Vidnovluvana energetika

Розроблено комплексну математичну модель системи теплопостачання, яка використовує енергію сезонного тепло-вого акумулятора з можливістю кристалізації теплоносія. Модель враховує взаємний вплив електромеханічних і теп-лотехнічних складових системи та призначена для визначення ефективного співвідношення конструктивних і режимних параметрів системи з тепловим акумулятором з кристалізацією і без неї. Як критерій енергетичної ефективності варіанта системи застосовано зниження споживання енергії з електричної мережі протягом опалювального сезону порівняно з таким споживанням системи з тепловим насосом, який бере енергію з атмосфери. Відношення вартостей економії електричної енергії й теплової ізоляції сезонного теплового акумулятора використано для оцінки ефективно-сті капітальних вкладень. Досліджено варіанти системи з сезонними тепловими акумуляторами: з водою у рідкому стані за зміни діапазону її робочих температур; з урахуванням тепла кристалізації всього об’єму води або його половини. Дослідження виконано для варіантів зміни потрібної енергії на опалення у 10 і 100 разів. Визначено закономірності зміни потужностей і температур протягом опалювального сезону, інтегральні величини критеріїв ефективності. Показано, що застосування теплового акумулятора з водою у рідкому стані може збільшити енергетичну ефективність систе-ми до двох разів. Визначено вплив використання теплоти кристалізації всього об’єму води на зміну потрібного об’єму теплового акумулятора, величини показників енергетичної та ресурсної ефективності. Варіант з кристалізацією програє варіанту з водою у рідкому стані за показниками енергетичної та ресурсної ефективності, але дозволяє змен-шити потрібну величину акумулятора. Для варіанта з кристалізацією половини об’єму води досліджено синергетичний ефект отримання питної води, очищеної розморожуванням, показано можливість покращення при цьому показників ресурсної ефективності у 2,5 … 8,5 раза, що може знижувати термін окупності витрат на теплову ізоляцію до кількох місяців.