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

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

A comprehensive mathematical model of a heat supply system that uses the energy of a seasonal heat accumulator with the possibility of crystallization of the heat carrier has been developed. The model takes into account the mutual influence of the electromechanical and thermal-technical components o...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2024
Автори: Popovych, O., Golovan , I.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024
Теми:
seasonal thermal accumulator with water crystallization
complex mathematical model
energy and re-source efficiency criteria.
Онлайн доступ:https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/485
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Vidnovluvana energetika

Репозитарії

Vidnovluvana energetika
id veorgua-article-485
record_format ojs
institution Vidnovluvana energetika
baseUrl_str
datestamp_date 2024-12-10T11:11:49Z
collection OJS
language Ukrainian
topic seasonal thermal accumulator with water crystallization
complex mathematical model
energy and re-source efficiency criteria.
spellingShingle seasonal thermal accumulator with water crystallization
complex mathematical model
energy and re-source efficiency criteria.
Popovych, O.
Golovan , I.
STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
topic_facet seasonal thermal accumulator with water crystallization
complex mathematical model
energy and re-source efficiency criteria.
сезонний тепловий акумулятор з кристалізацією води
комплексна математична модель
кри-терії енергетичної та ресурсної ефективності.
format Article
author Popovych, O.
Golovan , I.
author_facet Popovych, O.
Golovan , I.
author_sort Popovych, O.
title STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
title_short STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
title_full STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
title_fullStr STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
title_full_unstemmed STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT
title_sort study of heat and power systems with seasonal heat accumulators with crystallisation of the coolant
title_alt ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ ІЗ СЕЗОННИМИ ТЕПЛОВИМИ АКУМУЛЯТОРАМИ З КРИСТАЛІЗАЦІЄЮ ТЕПЛОНОСІЯ
description A comprehensive mathematical model of a heat supply system that uses the energy of a seasonal heat accumulator with the possibility of crystallization of the heat carrier has been developed. The model takes into account the mutual influence of the electromechanical and thermal-technical components of the system and is intended to determine the effective ratio of design and operating parameters of the system with a thermal accumulator with and without crystallization. As a criterion for the energy efficiency of the system variant, we used a reduction in energy consumption from the electrical grid during the heating season, compared to that of a system with a heat pump that takes energy from the atmosphere. The ratio of the cost of saving electricity and thermal insulation of the seasonal heat accumulator is used to assess the efficiency of capital investments. Variants of the system with seasonal thermal accumulators are investigated: with water in a liquid state when the range of its operating temper-atures changes; taking into account the heat of crystallization of the entire volume of water or its half. The study was performed for variants of changing the required energy for heating by a factor of 10 and 100. The regularities of power and temperature changes during the heating season and the integral values of efficiency criteria are determined. It is shown that the use of a thermal accumulator with water in a liquid state can increase the energy efficiency of the system by up to two times. The influ-ence of using the heat of crystallisation of the entire volume of water on the change in the required volume of the heat accumula-tor, the values of energy and resource efficiency indicators is determined. The option with crystallization is inferior to the option with water in a liquid state in terms of energy and resource efficiency, but prevails in terms of the required size of the accumula-tor. For the variant with the crystallisation of half the volume of water, the synergistic effect of obtaining drinking water purified by defrosting was investigated, showing the possibility of improving the resource efficiency indicators by 2.5...8.5 times, which can reduce the payback period for thermal insulation costs by up to several months.
publisher Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2024
url https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/485
work_keys_str_mv AT popovycho studyofheatandpowersystemswithseasonalheataccumulatorswithcrystallisationofthecoolant
AT golovani studyofheatandpowersystemswithseasonalheataccumulatorswithcrystallisationofthecoolant
AT popovycho doslídžennâteploenergetičnihsistemízsezonnimiteplovimiakumulâtoramizkristalízacíêûteplonosíâ
AT golovani doslídžennâteploenergetičnihsistemízsezonnimiteplovimiakumulâtoramizkristalízacíêûteplonosíâ
first_indexed 2024-12-15T20:52:37Z
last_indexed 2024-12-15T20:52:37Z
_version_ 1818541118419107840
spelling veorgua-article-4852024-12-10T11:11:49Z STUDY OF HEAT AND POWER SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS WITH CRYSTALLISATION OF THE COOLANT ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ ІЗ СЕЗОННИМИ ТЕПЛОВИМИ АКУМУЛЯТОРАМИ З КРИСТАЛІЗАЦІЄЮ ТЕПЛОНОСІЯ Popovych, O. Golovan , I. seasonal thermal accumulator with water crystallization, complex mathematical model, energy and re-source efficiency criteria. сезонний тепловий акумулятор з кристалізацією води, комплексна математична модель, кри-терії енергетичної та ресурсної ефективності. A comprehensive mathematical model of a heat supply system that uses the energy of a seasonal heat accumulator with the possibility of crystallization of the heat carrier has been developed. The model takes into account the mutual influence of the electromechanical and thermal-technical components of the system and is intended to determine the effective ratio of design and operating parameters of the system with a thermal accumulator with and without crystallization. As a criterion for the energy efficiency of the system variant, we used a reduction in energy consumption from the electrical grid during the heating season, compared to that of a system with a heat pump that takes energy from the atmosphere. The ratio of the cost of saving electricity and thermal insulation of the seasonal heat accumulator is used to assess the efficiency of capital investments. Variants of the system with seasonal thermal accumulators are investigated: with water in a liquid state when the range of its operating temper-atures changes; taking into account the heat of crystallization of the entire volume of water or its half. The study was performed for variants of changing the required energy for heating by a factor of 10 and 100. The regularities of power and temperature changes during the heating season and the integral values of efficiency criteria are determined. It is shown that the use of a thermal accumulator with water in a liquid state can increase the energy efficiency of the system by up to two times. The influ-ence of using the heat of crystallisation of the entire volume of water on the change in the required volume of the heat accumula-tor, the values of energy and resource efficiency indicators is determined. The option with crystallization is inferior to the option with water in a liquid state in terms of energy and resource efficiency, but prevails in terms of the required size of the accumula-tor. For the variant with the crystallisation of half the volume of water, the synergistic effect of obtaining drinking water purified by defrosting was investigated, showing the possibility of improving the resource efficiency indicators by 2.5...8.5 times, which can reduce the payback period for thermal insulation costs by up to several months. 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. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-12-10 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/485 10.36296/1819-8058.2024.4(79).36-45 Возобновляемая энергетика; № 4(79) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 36-45 Відновлювана енергетика; № 4(79) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 36-45 Vidnovluvana energetika ; No. 4(79) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 36-45 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.4(79) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/485/394 Copyright (c) 2024 Vidnovluvana energetika

Схожі ресурси