PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS

The aim of this work is to analyze the potential for the effective application of thermoelectric heat pumps in district heating systems. The need to improve the characteristics of heat pumps for heating, ventilation, and air-conditioning systems in the municipal sector is driven by plans to transiti...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2025
Автори та афіліації:	Yu. Lobunets — Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Ключові слова:	keywords
1. Verfasser:	Lobunets , Yu.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025
Schlagworte:	district heating low-temperature heating thermoelectric heat pump.
Online Zugang:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/589
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Vidnovluvana energetika
Завантажити файл:

Institution

Vidnovluvana energetika

_version_	1871104057617154048
author	Lobunets , Yu.
author_facet	Lobunets , Yu.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Yu. Lobunets ", "institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Lobunets , Yu.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:23Z
description	The aim of this work is to analyze the potential for the effective application of thermoelectric heat pumps in district heating systems. The need to improve the characteristics of heat pumps for heating, ventilation, and air-conditioning systems in the municipal sector is driven by plans to transition, in the near future, to low-temperature district heating systems as a component of the energy sector’s decarbonization strategy. The history and current state of district heating systems are reviewed, demonstrating that the implementation of heat pumps (HPs) is a fundamental factor supporting the ongoing trend toward lowering distribution temperatures of heat carriers in modern heating systems. The technical characteristics of heat-pump equipment will largely determine the efficiency of future heating systems, prompting the search for more advanced thermal energy conversion technologies. The thermoelectric method of energy conversion is one such technology, showing promising prospects for application in these systems due to its capability to provide efficient HP thermal configurations. A schematic design of a thermoelectric heat pump implementing a reverse Lorenz thermodynamic cycle with internal heat regeneration is proposed. An analysis of the characteristics of this configuration demonstrates that its efficiency may exceed that of modern compression-type HPs. A preliminary assessment of the normalized cost of thermal energy in such a system confirms the competitiveness of this technology, supporting the conclusion that further theoretical and experimental research aimed at optimizing the characteristics of the proposed configuration is justified.
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2025.4(83).275-290
first_indexed	2026-02-08T07:59:34Z
format	Article
fulltext	275 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика УДК 697.358 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2025.4(83).275-290 ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНИХ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ У НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНИХ СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ Отримано 17 вер. 2025 р.; рекомендовано до публікації 09 груд. 2025 р. Доступно онлайн 31 груд. 2025 р. Лобунець Ю. М.1 Автор для кореспонденції: Лобунець Юрій, e-mail: yurilobunets@yahoo.co.uk Анотація. Метою роботи є аналіз можливостей ефективного застосування термоелектричних теп- лових насосів у системах централізованого теплопостачання. Потреба в удосконаленні характерис- тик теплових насосів для систем опалення, вентиляції та кондиціонування в комунальному секторі пов’язана з планами переходу в найближчому майбутньому до систем низькотемпературного тепло- постачання як однієї зі складових стратегії декарбонізації енергетичної галузі. Розглянуто історію ро- звитку та сучасний стан централізованих систем теплопостачання, показано, що застосування теп- лових насосів (ТН) є фундаментальним фактором підтримки існуючого тренду на зниження температур розподілу теплоносіїв у сучасних системах теплопостачання. Технічні характеристики теплонасосного обладнання значною мірою визначатимуть ефективність систем теплопостачання майбутнього, що ініціює пошук досконаліших технологій перетворення теплової енергії. Термоелект- ричний метод перетворення енергії є однією з технологій, яка має перспективи застосування в таких системах завдяки можливості створення ефективних теплових схем ТН. Запропоновано схему термо- електричного теплового насоса, що реалізує зворотний термодинамічний цикл Лоренца з внутріш- ньою регенерацією теплоти. Проведено аналіз характеристик такої схеми, показано, що її ефектив- ність може перевищувати ефективність сучасних ТН компресійного типу. Попередня оцінка нормалізованої вартості теплової енергії в такій системі підтверджує конкурентоздатність цієї те- хнології, на основі чого зроблено висновок про доцільність проведення подальших теоретичних та екс- периментальних досліджень з оптимізації характеристик розглянутої схеми. Ключові слова: централізоване теплопостачання, низькотемпературне опалення, термоелектрич- ний тепловий насос. Історія розвитку централізованих систем опалення Близько 40 % всієї енергії, що витрачається в країнах Єв- ропи, споживається житловими та комерційними буди- нками. З цього обсягу 68 % припадає на системи опа- лення [1]. Ці потреби забезпечуються здебільшого за рахунок викопних джерел енергії; частка відновлюва- них джерел в енергетичному балансі систем опалення становить незначну частину (IEA). Плани переходу світо- вої енергетики переважно на відновлювані джерела енергії підіймають питання можливості радикального збільшення цієї частки, і в перспективі – доведення її до 100 %. Однією з основних проблем в такому переході є необхідність пристосування систем централізованого опалення до низькотемпературних режимів (<50 °С), що є особливістю відновлюваних джерел й теплових відхо- дів, на відміну від сучасних систем опалення, які прис- тосовані до використання викопних палив і вищих тем- ператур теплоносія (130–70 °С). В історії розвитку централізованого теплопостачання виділяють три періоди, яким відповідають три поколін- ня систем ЦТ [2, 3]. Перше покоління систем централізо- ваного опалення використовувало пар які теплоносій. Вперше ці системи були запроваджені в США в 1880-ті роки. Майже всі системи централізованого опалення, створені до 1930 року, використовували цю технологію. Пар з температурою до 200 °С постачався паропрово- дами, які пролягали в бетонних каналах, тепло переда- валось споживачам за допомогою конденсаційних теп- лообмінників. Конденсат з температурою близько 80 °С повертався в парогенератор. Сьогодні такі системи вва- жаються застарілими, оскільки високі температури пари та конденсату спричинюють значні втрати тепла під час транспортування та ризики серйозних аварій. Труби зворотного конденсату піддаються корозії, що призво- дить до втрат конденсату та знижує енергоефективність. Такі системи ще використовуються в старих районах Нью-Йорка та Парижа. У Зальцбурзі, Гамбурзі, Мюнхені та Копенгагені такі системи успішно замінено на ефек- тивніші. У системах другого покоління як теплоносій використо- вують гарячу воду під тиском, температура подачі 1 д-р. техн. наук https://orcid.org/0000-0002-3593-1687 1 Інститут відновлюваної енергетики НАН України, м. Київ, Україна 276 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика переважно становить 130 °С, температура зворотного теплоносія – <70 °С. Ці системи виникли в 1930-х роках, і до 70-х років домінували в усіх нових системах. Типо- вими компонентами є сталеві труби в бетонних каналах, а також матеріаломісткі великі кожухотрубні теплооб- мінники та клапани. Основною мотивацією впрова- дження таких систем ЦТ було досягнення економії па- лива та кращого комфорту за рахунок використання ТЕЦ. Недоліками цих систем є великі втрати під час тра- нспортування, відсутність контролю над потребою та споживанням тепла. Третє покоління систем ЦТ виникло в 1970-х роках, і це була основна частка всіх розширень у 1980-х і пізніше. Вода під тиском залишається теплоносієм, температура подачі знизилась до 70 °С, а температура зворотного те- плоносія – до 45 °С. Це покоління практично є розвит- ком попереднього за рахунок використання досконалі- ших комплектуючих. Типовими компонентами є збірні, попередньо ізольовані труби, безпосередньо заглиб- лені в землю, компактні індивідуальні теплові пункти (ІТП), що використовують пластинчасті теплообмінники з нержавіючої сталі, та стійкіші матеріали. Усі розши- рення систем ЦТ та всі нові системи в країнах Європи, Північної Америки та Азії використовують цю техноло- гію третього покоління. Завдяки використанню доскона- ліших технологій та обладнання впродовж цих трьох по- колінь систем ЦТ відбувалося послідовне зниження температур розподілу теплоносіїв. Це стало можливим завдяки зменшенню втрат потенціалу на ділянці від джерела теплоти до споживача, а також тому, що в ста- рих забудовах існує достатній резерв потужності опалю- вальних приладів [4]. Нові забудови одразу проєкту- ються на використання теплоносіїв низького потенціалу й обладнані високоефективними низькотемператур- ними системами опалення – радіаторами з розвинутою поверхнею теплообміну (на зразок «тепла підлога»), фе- нкойлами та повітряними системами опалення. На відміну від трьох попередніх поколінь четверте поко- ління систем ЦТ (4DHG) має принципові відмінності, обумовлені необхідністю переходу на нові джерела енергії [5]. 4DHG плануються як важлива складова зага- льної інфраструктури майбутньої стійкої енергосистеми з оптимальним поєднанням централізованих та децен- тралізованих систем теплопостачання, інтегрованих в загальну енергетичну систему, пристосовану до віднов- люваних джерел енергії, які мають перемінний у часі ха- рактер зі стохастичними коливаннями потужності в се- зонних і добових циклах. Ефективність систем ЦТ Основними параметрами, що впливають на ефектив- ність систем ЦТ, є температура подачі Th та температура зворотного теплоносія Tc. Під час спалювання викопних палив або біомаси технічних обмежень на температуру подачі не існує – робочі температури джерел енергії значно перевищують необхідні. Але високі температури подачі призводять до великих втрат теплової енергії під час транспортування – завдяки зменшенню Th ці втрати скоротились від 25 % в ЦТ першого покоління до 6 % у ЦТ третього покоління. Крім того, пряме спалювання є нераціональним з погляду використання потенціалу па- ливних джерел енергії, і сучасні підходи базуються ви- ключно на використанні схем комбінованого виробниц- тва теплової й електричної енергії. Виходячи з умов оптимізації техніко-економічних показників такі схеми потребують мінімізації температури подачі. У гранич- ному випадку ця температура обмежена температурою конденсації парового циклу, що зазвичай дорівнює 40– 45 °С. З погляду ефективності використання енергетич- ного потенціалу джерела енергії це ідеальний рівень те- мператури подачі. Але у звичайних системах ЦТ тепло- носій з такою температурою не здатен забезпечити необхідну для споживача теплову потужність, оскільки існуючі системи опалення та гарячого водопостачання розраховані на вищі температури (≈70 °С). Від температури зворотного теплоносія Tc залежить ро- боча різниця температур, яка визначає необхідні масові витрати теплоносія в системі, тобто їх мінімізація зни- жує витрати енергії на прокачку теплоносіїв. Окрім того, зниження Tc нижче температури точки роси димових га- зів дозволяє застосувати в циклі водяні економайзери, що забезпечують використання латентної теплоти водя- них парів з потенціалом підвищення ефективності сис- теми до 15 % [6–9]. Можливості зниження температури зворотного теплоносія в граничному випадку обмежено комфортною температурою приміщень (20–25 °С) та властивостями приладів опалення споживачів. Основні засоби наближення до цієї межі – це реконструкція іс- нуючих систем опалення шляхом заміни однотрубних систем циркуляції теплоносія на двотрубні та заміни традиційних радіаторів на низькотемпературні опалю- вальні прилади – радіатори поверхневого типу, фен- койли типу вода / повітря, повітряні системи опалення. Суттєво розширити робочий діапазон температур до- зволяє застосування бустерних теплових насосів. Вирі- шенню проблеми зниження температур ЦТ також спри- яють заходи щодо підвищення загальної енерго- ефективності будівель шляхом використання енерго- зберігаючих технологій. Сучасний стан систем централізованого теплопоста- чання Отже, розвиток систем централізованого теплопоста- чання послідовно йшов шляхом зниження температур прямого та зворотного теплоносія з метою підвищення економічної ефективності та надійності цих систем. Ця мета досягається за рахунок модернізації технологій та обладнання всього циклу виробництва й споживання теплової енергії. Зараз перед цією галуззю постала нова проблема задача створення нової інфраструктури сис- тем теплопостачання, яка орієнтована на 100 % викори- стання відновлюваних джерел енергії, а також завдання забезпечення переходу від існуючих систем до цієї сис- теми майбутнього. Ця задача вирішується шляхом впро- вадження систем ЦТ четвертого покоління. Нижче наве- дено приклади поступової модернізації систем ЦТ у 277 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика різних країнах Європи. Найпоказовішими є приклади скандинавських країн, зокрема Швеції, яка вважається європейським полігоном з удосконалення систем опа- лення. Достатньо сказати, що ЦТ третього покоління но- сять також назву «шведської системи ЦТ» завдяки вдос- коналенням, розробленим та впровадженим у цій країні. Шведський підхід до створення систем ЦТ базу- ється на ідеї, яка відрізняється від загальноприйнятих і полягає у «використанні для задоволення місцевих пот- реб споживачів в опаленні місцевих паливних або над- лишкових теплових ресурсів, які в іншому разі не вико- ристовувались, або були б витрачені даремно» [10]. Мається на увазі, що надлишкові теплові ресурси – це теплота установок з комбінованого виробництва елект- ричної та теплової енергії та промислові теплові від- ходи, що постачаються через розподільчу мережу труб, яка відіграє роль місцевого ринку теплової енергії. З цими джерелами поєднуються також джерела віднов- люваної теплової енергії, як-от геотермальна енергія, сонячна енергія та біомаса. До цього ринку за певними правилами мають доступ як споживачі, так і постачаль- ники. Це забезпечує заміщення звичайних джерел пер- винної енергії в різних суспільних потребах у теплі і ство- рює принципово іншу ділову ситуацію для централізо- ваного теплопостачання порівняно з іншими джере- лами енергопостачання. Шведські системи централізо- ваного опалення змогли реалізувати цю фундамента- льну ідею в багатьох вимірах, як-от проникнення на ринок, використання місцевих внутрішніх ресурсів, роз- галужені мережі розподілу тепла, низький вплив на до- вкілля та сильні рушійні сили. Сучасна ситуація може ха- рактеризуватися високою безпекою постачання, низьким рівнем викидів вуглекислого газу та ефектив- ним використанням доступних джерел тепла. Розподіл ринку опалення Швеції між джерелами теплоти за останні 55 років наведено на рис. 1 [11]. Рис. 1. Розподіл споживання теплової енергії у Швеції за джерелами постачання [11] Як випливає з наведених даних, перевага віддається си- стемам централізованого постачання й тепловим насо- сам. Частка цих джерел монотонно зростає й сумарно вже досягла 80 %, тоді як викопні паливні джерела (на- фтопродукти та газ) практично витіснені з ринку. Проєк- тування розподільчих мереж ЦТ здійснюється з розраху- нковою різницею температур близько 50 °С. Фактично середньорічні температури протягом останніх років ста- новили 86 °С у трубах подачі й 47 °С у зворотних трубах [13]. Середній рівень втрат становить 12 %, що дещо пе- ревищує планові показники. Водночас, попри те що за- гальновідомі методи технічно дозволяють знизити ро- бочі температури теплоносіїв та розширити робочий діапазон, як зазначається в [14], здебільшого це стриму- ється організаційними проблемами та відсутністю до- статніх стимулів щодо збільшення різниці температур та зниження температури розподілу. Іншою провідною країною Європи з розвиненими мережами централізованого теплопостачання є Данія. Сектор централізованого теплопостачання забезпечує опален- ням близько 70 % усіх домогосподарств. Широке впро- вадження ЦТ у Данії розпочалося після енергетичних криз 70-х років, з прийняттям Закону про теплопоста- чання в 1979 році. Закон містить норми щодо впрова- дження та змісту теплового планування в країні, що ре- гулюються на муніципальному рівні. Як наслідок, було введено обов’язкове підключення для нових та існую- чих житлових проєктів у зонах централізованого тепло- постачання. Датська централізована теплова промисло- вість розглядається як природна монополія й керується принципами некомерційної діяльності [15]. Це забезпе- чило можливість впровадження методів стратегічного енергетичного планування, що мають пріоритети над короткостроковими, сьогоденними економічними ці- лями. У червні 2018 року парламент Данії прийняв рі- шення щодо переходу країни до рівня нульових викидів 278 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика не пізніше 2050 року. Частка відновлюваних джерел та теплових відходів у країні – понад 60 %. Другим за зна- чущістю джерелом є природний газ; частка вугілля та нафтопродуктів монотонно зменшується. Системи централізованого опалення в Данії мають дещо нижчі рівні температури розподілу порівняно зі Швецією. Середня температура подачі 77.6 °С, середня темпера- тура зворотного теплоносія 43.1 °С [16]. Це пояснюється тим, що тут досить поширено використання сонячних ко- лекторів для систем теплопостачання, що стимулює до зниження робочих температур у системах ЦТ. Загалом в 27 країнах ЄС функціонує 3773 централізовані системи постачання теплової енергії, розташовані в 3373 містах [17]. Найпоширеніший цей напрям забезпечення тепло- вою енергію – у скандинавських країнах (Данія, Швеція, Фінляндія), країнах Балтії (Естонія, Латвія, Литва) та схід- ноєвропейських країнах (Україна, Польща, Румунія, Угор- щина, Болгарія, Чехія, Словаччина, Австрія, Словенія). У західноєвропейських країнах цей напрям одержав імпу- льс до розвитку в зв’язку з запровадженням ініціатив Кі- отського протоколу та Паризьких кліматичних угод 2015 року. Ці ініціативи змінили парадигму розвитку систем ЦТ – якщо раніше їх впровадження визначалось виклю- чно економічною ефективністю, то в нових умовах вони стають потужним інструментом виконання планів обме- ження темпів глобального потепління шляхом змен- шення викидів парникових газів. Підсумовуючи наведену вище інформацію, можна кон- статувати, що абсолютна більшість систем централізова- ного теплопостачання в європейських країнах є систе- мами третього покоління. Найпоширенішими ці системи є в скандинавських країнах та в східноєвропей- ських країнах, де вони складають основу сектору опа- лення. Їх ефективність та конкурентоздатність забезпе- чується завдяки використанню місцевих джерел енергії (відновлювана енергія та теплові відходи), оптимізації температурних режимів та впровадженню нормативної бази, що стимулює розвиток ЦТ. Досвід цих країн одним з найважливіших факторів підвищення ефективності си- стем ЦТ визначає низькі температури розподілу. Опти- мальний рівень температури подачі в сучасних ефекти- вних системах становить 70–100 °С (залежно від температури атмосферного повітря), а температури зво- ротного теплоносія – від 30 до 45 °С. У менш ефективних системах температура зворотного теплоносія може ся- гати 65 °С. Подальше зниження температур подачі об- межене необхідністю забезпечення достатнього потен- ціалу для систем гарячого водопостачання (≈50 °С), рівнем енергоефективності споруд та характеристиками опалювальних приладів (це переважно високотемпера- турні радіатори). За цих умов більшою мірою на ефекти- вність впливає температура зворотного теплоносія че- рез можливість розширення перепаду температур і відповідного скорочення необхідних витрат теплоносія. Зниження зворотної температури можливе як з допомо- гою технічних рішень, так і організаційними методами. Проведені дослідження показують, що здебільшого те- мператури зворотного теплоносія на рівні 30 °С достат- ньо для забезпечення комфортної температури приміщень навіть за пониженої температури атмосфер- ного повітря. Регулювання потужності споживання при цьому забезпечується шляхом інтенсифікації циркуляції теплоносія в системі опалення споживача. Для стимуля- ції споживачів у [18] пропонувалось встановити тарифи на опалення, які залежать від різниці температур на вході та виході з системи опалення – у разі переви- щення нормативної температури зворотного теплоносія ціна підвищується. Подібний метод регулювання засто- совується в системі ЦТ м. Каунас (Литва) [19], що дає змогу підтримувати необхідний тепловий режим сис- теми лише за рахунок температури подачі, тоді як тем- пература зворотного теплоносія підтримується практи- чно на постійному рівні. Це дозволяє знизити втрати в мережах та ефективно використовувати латентну теп- лоту димових газів ТЕЦ, що працюють на біомасі. За ра- хунок застосування конденсаційного економайзера те- плова потужність ТЕЦ збільшується на 10–15 %. Сучасні плани модернізації систем теплопостачання орі- єнтовані на створення централізованих систем четвер- того покоління з температурою подачі теплоносія на рі- вні 40 °С і температурою зворотного теплоносія близько 25 °С [20]. Фундаментальну роль у створенні таких сис- тем відіграють бустерні теплові насоси [21], які дають змогу підняти температуру подачі до необхідного рівня, відбираючи теплоту в теплоносія з системи ЦТ. Це одно- часно дозволяє знизити температуру зворотного тепло- носія нижче кімнатної температури й забезпечує над- звичайно високу ефективність схеми в цілому. Попри значні переваги існуючі теплові насоси мають певні не- доліки та виклики в разі застосування в системах ЦТ-4, які пов’язані з високими капітальними та експлуатацій- ними витратами, залежністю від електроенергії, техніч- ними труднощами інтеграції з існуючою інфраструкту- рою та екологічними обмеженнями на використання фреонів. Для вирішення цих проблем активно прова- дяться дослідження та розробки нових технологій ТН, здатних забезпечити зниження капіталомісткості, підви- щення надійності обладнання та відповідність екологіч- ним нормам. У [22] проведено оцінку можливих техно- логій для створення безкомпресорних ТН. Серед них як перспективна розглядається технологія термоелектрич- ного перетворення енергії. Деякі особливості цієї техно- логії розглядаються нижче. Ефективність термоелектричних теплових насосів у схемі ЦТ-4 Зворотний термодинамічний цикл у термоелектрич- ному тепловому насосі (ТТН) реалізується за рахунок по- глинання та виділення теплоти на контактах електрич- ного кола, що складається з провідників різної природи. На одному з контактів поглинається, а на іншому виділя- ється теплота, пропорційна електричному струму I, що протікає в колі, та температурі стику T (ефект Пелтьє) [23]: QΠ=IeT, (1) де коефіцієнт пропорційності e (коефіцієнт Зеєбека) за- лежить від властивостей матеріалів. 279 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика Якщо такий термоелемент розмістити між двома пото- ками теплоносія з температурами th, tc, його тепловий баланс за певних умов може складатись так, що темпе- ратура поглинаючого теплоту контакту підтримується нижче, ніж температура холоднішого теплоносія, а тем- пература іншого контакту – вище температури теплого, тобто забезпечується можливість передачі теплоти від холоднішого теплоносія до теплішого за рахунок потуж- ності зовнішнього джерела електроенергії N. Такий ре- жим реалізується в інтервалі струмів Imin<I<Imax , який за- лежить від теплофізичних властивостей системи. Характеристиками ТТН є максимально можливий пере- пад температур між контактами ΔТmax, теплопродуктив- ність Qh та коефіцієнт перетворення енергії COP=Qh/N. Для найкращих термоелектричних матеріалів максима- льний перепад температур сягає ΔТmax≈70 °С. Спільною властивістю обернених термодинамічних ци- клів є зворотна гіперболічна залежність коефіцієнта пе- ретворення (СОР) від різниці робочих температур. У за- гальному вигляді ефективність будь-якого теплового насоса можна представити як COP= 𝑇𝑐 𝛥𝑇 𝑓(𝑥𝑖) , (2) де f(xi) –функція, що характеризує внутрішні незворотні втрати в ТН. Цю залежність ілюструє рис. 2. Рис. 2. Залежність ефективності ТН від перепаду те- мператур У звичайних умовах термоелектричні ТН поступаються за ефективністб компресійним. Але технологія ТТН до- зволяє реалізувати ефективніші теплові схеми за раху- нок розділення загального перепаду температур на ряд невеличких інтервалів, у кожному з яких працює окре- мий ТТН з підвищеною ефективністю. У [24, 25] запропо- новано подібну схему термоелектричного теплового на- соса теплообмінного типу, яка вирішує проблему підвищення ефективності та розширення температурного діапазону ТТН за рахунок організації за- мкненого циклу теплоносія з внутрішньою регенера- цією теплоти (рис. 3) Низькотемпературний теплоносій з теплової мережі проходить крізь канал, утворений термоелектричними модулями, відбираючи теплоту від зворотного теплоно- сія, що рухається в протилежному напрямку. При такій схемі потоків початкова різниця температур між тепло- носіями значно перевищує поточну різницю температур вздовж каналів. Тобто кожен термоелемент ТТН працює в меншому інтервалі температур, ніж загальний пере- пад, і, відповідно, з підвищеною ефективністю. З теорії теплопередачі [26] відомо, що для протитечійного кон- туру різниця температур між теплоносіями вздовж по- верхонь теплообміну у випадку Gh=Gc є постійною, за- лежить від умов теплообміну в системі та дорівнює Δt=Δto/(1+KF/W), (3) де Δto=th-tc – початкова різниця температур теплоносіїв на вході в теплообмінник; W=GCp; G – витрата теплоно- сія, кг/с; Cp – питома теплоємність, кДж/кгK; K – коефіці- єнт теплопередачі, Вт/м2K; F – поверхня теплообміну, м2. З (2) видно, що СОР суттєво зростає в разі зменшення перепаду температур (при Δt→0 СОР→∞). Згідно з (3) за рахунок режимних та геометричних параметрів ТТН зав- жди можна забезпечити умови, коли поточна різниця температур між теплоносіями буде значно менше, ніж початкова, Δt<<Δtо. У цьому разі кожен окремий термо- електричний модуль працює з високим коефіцієнтом перетворення, а загальний підігрів теплоносія досяга- ється за рахунок послідовного підвищення температури на всіх окремих мікротеплових насосах. Загальний кое- фіцієнт перетворення (СОР) дорівнює середньому СОР усіх блоків. У наведеному на рис. 2 прикладі теплоносій з температурою подачі 30 °С з теплотраси надходить безпосередньо в ТТН, де підігрівається до температури 50 °С. Після охолодження в системі опалення він з тем- пературою 45 °С повертається в ТТН, де віддає теплоту в контур подачі і, охолоджений до 14 °С, повертається в зворотний трубопровід теплової мережі. Таким чином, підігрів теплоносія до необхідної температури здійсню- ється за рахунок перекачки теплоти за допомогою ТТН від зворотного потоку до прямого. Завдяки цьому забез- печується підвищення температури подачі до необхід- ного рівня й одночасно суттєве зниження температури зворотного теплоносія. У розглянутому прикладі робо- чий перепад температур у ТТН дорівнює 40 °С, тоді як перепад температур на термоелементах змінюється від 5 до 15 °С (у середньому становить близько 10 °С), що забезпечує суттєве підвищення СОР системи в цілому. По суті, розглянутий ТТН являє собою протиточний ре- куперативний теплообмінник з вбудованим тепловим насосом, де термоелектричні модулі виконують функції підсилювача теплопередачі та доводять параметри теп- лоносія до заданих умов. Результатом є електронна пе- редача теплоти від низькотемпературного теплоносія до вищого температурного рівня. Завдяки цьому тепло- носії системи в циклі нагріваються та охолоджуються до 280 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика необхідної температури. Кінцева температура може ре- гулюватися струмом живлення в дуже широких межах, і завжди можна програмно встановити оптимальне спів- відношення потужності та ККД теплового насоса. На ві- дміну від звичайного теплообмінника в термоелектрич- ному розподіл температур теплоносіїв нелінійний через наявність внутрішніх джерел теплоти (ефекти Джоуля, Томсона та Пельтьє), що дещо знижує ефективність по- рівняно з ідеальним варіантом. Практично розглянута схема реалізує обернений термодинамічний цикл Ло- ренца, теоретичний ККД якого щонайменше вдвічі ви- щий, ніж у оберненого циклу Карно, за яким працюють компресійні ТН [27]. Особливістю цього циклу є те, що підведення та відведення тепла здійснюється за змін- них температур, на відміну від постійних температур ци- клу Карно. Цей цикл досить легко реалізується в термо- електричних теплових насосах, тоді як у компресійних теплових насосах його практично неможливо реалізу- вати. Незалежними параметрами задачі є струм жив- лення І, властивості та кількість термоелектричних мо- дулів, а також масова витрата теплоносія, які об’єднуються у вигляді безрозмірних комплексів J=Ieh/λs та Fw=kF/W. Залежність ефективності ТТН від режимних параметрів (рис. 4) ілюструє можливість до- сягнення значень COP, що перевищують рівень СОР па- рокомпресійних теплових насосів. Наведені дані підтве- рджують можливість гнучкого регулювання потужності та ефективності ТТН у широкому діапазоні шляхом керу- вання параметрами режиму (струм живлення, витрати теплоносія). Термоелектричні теплові насоси забезпечують високу надійність, гнучкість і не потребують додаткових експлу- атаційних витрат. Інтегральним показником економіч- ної ефективності ТТН як джерела теплоти є нормалізо- вана вартість теплової енергії, що визначається як [28] 𝐿𝐶O𝐻= 𝐼𝑜+∑ 𝐴𝑡 1+𝑟 𝑡 1 ∑ 𝑄𝑠 1+𝑟 𝑡 1 , (4) де: 𝐿𝐶O𝐻 – нормована вартість теплоти (дол./кВт·год); 𝐼o – питомі витрати на систему ТТН, включно з монта- жем (дол.$); 𝐴𝑡 – постійні та змінні витрати на експлуатацію та обслу- говування в році t (дол./рік); 𝑟 – ставка дисконтування, % 𝑡 – рік протягом періоду використання (1,2,...𝑡𝑔) 𝑡𝑔 – термін служби теплової системи ТТП у роках (10 ро- ків); Qs – теплота, вироблена за рік 𝑡: Qs=Qo×365 днів×24 год (кВт·год/рік); Для розглянутого вище прикладу вартість теплової ене- ргії можна оцінити на основі таких даних: Номінальна потужність ТТН, Qo 2 кВт Вартість термоелектричного модуля включно з монтажем 20 дол. Кількість ТЕ модулів у ТТН, n 50 Вартість теплообмінників 150 дол. Вартість складання ТТН 500 дол. Вартість системи ТТН, Іо 1650 дол. Приведена ціна електроенергії, LCOE 0.15 дол./kWh Вартість електроенергії Pc=LCOEQo/COP, дол./рік Витрати на технічне обслугову- вання Pm =100, дол./рік Витрати на експлуатацію та об- слуговування At=Pc+tgPm, дол./рік Дисконтна ставка, r 3 % Рис. 3. Схема ЦТ з рекуперативним термоелектричним тепловим насосом [25] 281 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика Вартість постачання теплоносія з мережі центрального опалення не додається до експлуатаційних витрат, оскі- льки цей параметр залежить від багатьох зовнішніх фак- торів, нехарактерних для аналізованої схеми. Тобто розг- лянуті дані про вартість стосуються лише оцінки умов роботи бустерного теплового насоса. У цих умовах для ТТН тепловою потужністю 2 кВт нормалізована вартість теплової енергії оцінюється як 𝐿𝐶O𝐻≈0.038 дол./кВт·год. Враховуючи той факт, що для традиційних систем ЦТ но- рмалізована вартість теплової енергії 𝐿𝐶O𝐻 становить від 0,05 до 0,30 дол./кВт·год [29], отримані результати мо- жна вважати цілком прийнятними та конкурентоздат- ними. Висновки Плани створення стійких енергосистем майбутнього пе- редбачають впровадження низькотемпературних сис- тем опалення 4-го покоління як основного засобу забез- печення режиму нульового вуглецевого сліду в галузі комунального господарства. Фундаментальна роль у створенні таких систем належить тепловим насосам. Су- часні парокомпресійні теплові насоси мають низку не- доліків, що піднімає актуальність питання розробки но- вих технологій для теплових насосів безкомпресорного типу. Одним з можливих напрямів вирішення цієї про- блеми є застосування термоелектричного методу пере- творення енергії, однак у класичній реалізації він має недостатню ефективність, яка обмежена властивостями існуючих термоелектричних матеріалів. Запропоновано нову схему термоелектричного теплового насоса для систем низькотемпературного опалення, яка реалізує зворотний термодинамічний цикл Лоренца. Це дозво- ляє підвищити енергетичну та економічну ефективність ТТН за рахунок оптимізації температурних режимів тер- моелементів і забезпечення внутрішньої регенерації те- плоти в циклі. Проведений аналіз схеми підтверджує можливість зниження нормалізованої вартості теплової енергії таких ТТН нижче рівня кращих сучасних систем централізованого опалення. Це засвідчує доцільність та своєчасність наукових досліджень з аналізу та оптиміза- ції нових схем ТТН для систем централізованого опален- ня 4-го покоління та перспективність розробки відпові- дного обладнання за результатами цих досліджень. ПОСИЛАННЯ 1. https://ec.europa.eu/energy/content/energy-con- sumption-end-use_en 2. Helge Averfalk, Sven Werner. Essential improvements in future district heating systems. Energy Procedia, 116, 217–225, 2017. 3. Bernd Möller, Eva Wiechers, Urban Persson, Lars Grun- dahl, Rasmus Søgaard Lund, Brian Vad Mathiesen. Heat Roadmap Europe: Towards EU-Wide, local heat supply strategies, Energy, V. 177, Pp. 554–564, 2019. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.098. 4. Leo Laakkonena at all. Predictive Supply Temperature Optimization of District Heating Networks Using Delay Distributions. Energy Procedia 116, 297–309, 2017. 5. H. Lund at all. The status of 4th generation district heat- ing: Research and results, Energy, V.164, Pp. 147–159, 2018. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.206 6. Saari, J. at all. Evaluation of the Energy Efficiency Im- provement Potential through Back-End Heat Recovery in the Kraft Recovery Boiler. Energies, 14, 1550, 2021. 7. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019. 8. The improvement of the effectiveness of using natural gas in hot-water boilers by means of condensing econ- omizers. DOI: 10.1134/S0040601513070136. 9. Iliya Iliev, Angel Terziev, and Hristo Beloev. Condensing economizers for large scale steam Boilers. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018001004. 10. Frederiksen S, Werner S. District heating and cooling. Lund Studentlitteratur. 2013. 11. Sven Werner. District heating and cooling in Sweden. Energy, V.126, Pp. 419–429, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.052 12. Statistics Sweden. Electricity supply, district heating and supply of natural gas 2015, Statistiska Meddelanden EN11SM1601. 2016. 13. Gadd H, Werner S. Achieving low return temperatures from district heating substations. Appl Energy, 136, 59– 67, 2014. 14. Gong M, Werner S. Exergy analysis of network temper- ature levels in Swedish and Danish district heating sys- tems. Renew Energy, 13, 84–106. 2015. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.001. 15. Wallentun H, Johnsson J. Grundlaggande faktorer for lyckosamma avkylningsprojekt. Fundamental factors for successful increased differential temperature differ- ence projects. R&D-report 2005:137, Stockholm: Swe- dish District Heating Association; 2005. Рис. 4. Залежність ефективності ТТН від режимних параметрів https://ec.europa.eu/energy/content/energy-consumption-end-use_en https://ec.europa.eu/energy/content/energy-consumption-end-use_en https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.098 https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.206 https://doi.org/10.1016/j.energy.2019 https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018001004 http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.052 https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.001 282 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика 16. https://www.danskfjernvarme.dk/sitetools/eng- lish/the-danish-model 17. https://www.euroheat.org/knowledge-hub/district-en- ergy-denmark/ 18. U. Persson, B. Möller, S. Werner. Heat Roadmap Eu- rope: Identifying strategic heat synergy regions. Energy Policy 74, 663–681, 2014. http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol. 19. Ignas Degutis. Modernization of District Heat Supply Systems of Vilnius and Kaunas. Lietuvos Energija, Viluius, 2015. 20. Connolly D, Mathiesen B. V. A technical and economic analysis of one potential pathway to a 100% renewable energy system. Int J Sustainable Energy Plan Manage; 1:7–28, 2014. http://dx.doi.org/10.5278/ijsepm.2014.1.2. 21. Poul Alberg Østergaard, Anders N. Andersen. Booster heat pumps and central heat pumps in district heating. Applied Energy 184, 1374–1388, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.144. 22. William Goetzler, Robert Zogg, Jim Young, Caitlin John- son. Energy Savings Potential and RD&D Opportunities for Non-Vapor-Compression HVAC Technologies. Pre- pared for: U.S. Department of Energy Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, March 2014. Availa- ble at http://www.osti.gov/home/ 23. A. F. Ioffe, L. Semiconductor Thermoelements and Ther- moelectric Cooling, 1957, 184 p., Infosearch, London. 24. Лобунець Ю. М. Патент України № 151550. Спосіб підвищення ефективності ТТН, 10.08.2022. 25. Yuriy Lobunets. Regenerative thermoelectric heat pump for the HVAC systems. 6 th International Confer- ence on Smart Energy Systems, Aalborg, 6-7 October 2020. 26. Helmut Hausen. Warmeubertragung im Gegenstrom, Gleichstrom und Kreuzstrom. Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag. (1976). 27. Мартыновский В. С. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. Москва: Энергия, 1979. 288 с. 28. François Veynandt, Thomas Ramschak, Yoann Louvet, Michael Köhl, Stephan Fischer. LCoH Calculation Method: Comparison Between Task 54 and Solar Heat World Wide. TA$K54, INFO Sheet A013. 29. IEA (2021), Levelized cost of heating (LCOH) for consum- ers, for selected space and water heating technologies and countries, IEA, Paris. Available from: https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/lev- elized-cost-of-heating-lcoh-for-consumers-for-se- lected-space-and-water-heating-technologies-and- countries, Licence: CC BY 4.0 https://www.danskfjernvarme.dk/sitetools/english/the-danish-model https://www.danskfjernvarme.dk/sitetools/english/the-danish-model https://www.euroheat.org/knowledge-hub/district-energy-denmark/ https://www.euroheat.org/knowledge-hub/district-energy-denmark/ http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol http://www.osti.gov/home/ 283 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика UDC 697.358 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2025.4(83).275-290 PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS Received Sept. 17, 2025; accepted Dec. 09, 2025 Available online Dec. 31, 2025 Lobunets Yu.1 Author for correspondence: Lobunets Yurii, e-mail: yurilobunets@yahoo.co.uk Abstract. The aim of this work is to analyze the potential for the effective application of thermoelectric heat pumps in district heating systems. The need to improve the characteristics of heat pumps for heating, ventilation, and air- conditioning systems in the municipal sector is driven by plans to transition, in the near future, to low-temperature district heating systems as a component of the energy sector’s decarbonization strategy. The history and current state of district heating systems are reviewed, demonstrating that the implementation of heat pumps (HPs) is a fundamental factor supporting the ongoing trend toward lowering distribution temperatures of heat carriers in modern heating systems. The technical characteristics of heat-pump equipment will largely determine the efficiency of future heating systems, prompting the search for more advanced thermal energy conversion technologies. The thermoelectric method of energy conversion is one such technology, showing promising prospects for application in these systems due to its capability to provide efficient HP thermal configurations. A schematic design of a thermoelectric heat pump implementing a reverse Lorenz thermodynamic cycle with internal heat regeneration is proposed. An analysis of the characteristics of this configuration demonstrates that its efficiency may exceed that of modern compression-type HPs. A preliminary assessment of the normalized cost of thermal energy in such a system confirms the competitiveness of this technology, supporting the conclusion that further theoretical and experimental research aimed at optimizing the characteristics of the proposed configuration is justified. Keywords: district heating, low-temperature heating, thermoelectric heat pump. History of the Development of District Heating Systems Approximately 40% of all energy consumed in European countries is used by residential and commercial buildings. Of this amount, 68% is accounted for by heating systems [1]. These needs are met primarily through fossil energy sources; the share of renewable energy in the heating sec- tor’s energy balance remains small (IEA). Plans for a global transition toward predominantly renewable energy sources raise the issue of the possibility of radically increas- ing this share and, in the long term, bringing it to 100%. One of the main challenges in such a transition is the need to adapt district heating systems to low-temperature operat- ing modes (<50 °C), which are characteristic of renewable energy sources and thermal waste, unlike modern heating systems adapted to fossil fuels and higher heat-carrier tem- peratures (130–70 °C). The history of district heating development is commonly di- vided into three periods, corresponding to three genera- tions of district heating (DH) systems [2,3]. The first gener- ation of district heating systems used steam as the heat carrier. These systems were first introduced in the United States in the 1880s. Almost all district heating systems built before 1930 employed this technology. Steam at tempera- tures up to 200 °C was supplied through steam pipelines laid in concrete ducts, and heat was delivered to consumers via condensation heat exchangers. Condensate at a tem- perature of around 80 °C returned to the steam generator. Today, such systems are considered obsolete because the high temperatures of the steam and condensate lead to sig- nificant heat losses during transport and pose risks of seri- ous accidents. Return-condensate piping is prone to corro- sion, causing condensate losses and reducing energy efficiency. These systems are still used in older areas of New York and Paris. In Salzburg, Hamburg, Munich, and Co- penhagen, they have been successfully replaced by more efficient systems. In second-generation systems, hot water under pressure is used as the heat carrier, with supply temperatures typically at 130 °C and return temperatures below 70 °C. These sys- tems emerged in the 1930s and dominated all new installa- tions until the 1970s. Typical components include steel pipes in concrete ducts, as well as large, material-intensive shell-and-tube heat exchangers and valves. The main moti- vation for implementing such DH systems was fuel savings and improved comfort enabled by combined heat and power (CHP) plants. Disadvantages of these systems in- clude high distribution losses and the lack of control over heat demand and consumption. 1 Dr. of Science (Eng.) https://orcid.org/0000-0002-3593-1687 1 Institute of Renewable Energy of the NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine 284 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика The third generation of DH systems emerged in the 1970s and accounted for the majority of system expansions in the 1980s and thereafter. Pressurized water remained the heat carrier, but supply temperatures were reduced to 70 °C and return temperatures to around 45 °C. This generation es- sentially represents an advancement of the previous one due to the use of more advanced components. Typical com- ponents include prefabricated, pre-insulated pipes buried directly in the ground, compact individual heating substa- tions (IHS) equipped with stainless-steel plate heat ex- changers, and more durable materials. All modern DH sys- tem expansions and new systems in Europe, North America, and Asia use this third-generation technology. Due to the adoption of improved technologies and equip- ment across the three generations of DH systems, a con- sistent decrease in heat-carrier distribution temperatures has occurred. This was made possible by reducing losses of thermal potential from the heat source to the consumer and by the presence of sufficient reserve capacity in heat- ing appliances in older buildings [4]. New buildings are de- signed from the outset to use low-potential heat carriers and are equipped with highly efficient low-temperature heating systems—radiators with extended heat-transfer surfaces (such as floor heating), fan coils, and air-based heating systems. Unlike the previous three generations, the fourth genera- tion of DH systems (4GDH) has fundamental differences driven by the need to transition to new energy sources [5]. 4GDH systems are envisioned as an important component of the overall infrastructure of a future resilient energy sys- tem, featuring an optimal combination of centralized and decentralized heat supply systems integrated into a unified energy network adapted to renewable energy sources, which exhibit a time-varying behavior with stochastic power fluctuations across seasonal and daily cycles. Efficiency of District Heating Systems The main parameters influencing the efficiency of district heating (DH) systems are the supply temperature (Th) and the return temperature (Tc). When fossil fuels or biomass are burned, there are no technical limitations on the supply temperature—operating temperatures of energy sources significantly exceed the required levels. However, high sup- ply temperatures lead to substantial heat losses during transmission: by reducing (Th), these losses have declined from 25% in first-generation DH systems to 6% in third-gen- eration systems. Moreover, direct combustion is inefficient in terms of utilizing the energy potential of fuel sources, and modern approaches rely exclusively on combined heat and power (CHP) production schemes. From the standpoint of optimizing techno-economic indicators, such schemes require minimizing the supply temperature. In the limiting case, this temperature is constrained by the condensation temperature of the steam cycle, typically 40–45 °C. From an energy-utilization standpoint, this is the ideal supply- temperature level. However, in conventional DH systems, a heat carrier with such a temperature cannot provide the thermal output required by consumers, since existing heating and domestic hot-water systems are designed for significantly higher temperatures (≈70 °C). The return temperature (Tc) determines the operating tem- perature differential, which defines the required mass flow rate of the heat carrier in the system. Thus, minimizing this temperature difference reduces the pumping energy con- sumption. Additionally, lowering (Tc) below the dew point of flue gases enables the use of condensing economizers, which recover the latent heat of water vapor and can in- crease system efficiency by up to 15% [6–9]. The minimum feasible return temperature is limited by indoor comfort conditions (20–25 °C) and by the characteristics of con- sumer heating devices. Key measures to approach this limit include retrofitting existing heating systems by replacing one-pipe circulation systems with two-pipe systems and re- placing conventional radiators with low-temperature heat- ing appliances—surface-type radiators, water–air fan-coils, and air-based heating systems. The use of booster heat pumps significantly expands the operating temperature range. Additional contributions to reducing DH tempera- tures come from improving building energy efficiency through the adoption of energy-saving technologies. Current State of District Heating Systems Thus, the evolution of district heating systems has followed a consistent path of reducing supply and return tempera- tures to increase the economic efficiency and reliability of these systems. This goal has been achieved through the on- going modernization of technologies and equipment throughout the entire cycle of heat production and con- sumption. The sector now faces a new challenge: the crea- tion of a new heating-infrastructure paradigm oriented to- ward 100% renewable energy sources, as well as the need to manage the transition from existing systems to this fu- ture system. This challenge is being addressed through the deployment of fourth-generation DH systems. Below are examples of the progressive modernization of DH systems in various European countries. The most illus- trative examples come from the Scandinavian nations, par- ticularly Sweden, which is considered a European testing ground for district-heating improvements. It is noteworthy that third-generation DH systems are sometimes referred to as the “Swedish DH system” due to innovations devel- oped and implemented in Sweden. The Swedish approach to DH system design is based on an idea that differs from conventional practice and is centered on “using local fuel resources or excess heat to meet the local heating de- mand—resources that would otherwise remain unused or be wasted” [10]. Excess heat refers to heat from CHP plants and industrial waste heat supplied through a distribution network that acts as a local heat-energy market. Renewa- ble heat sources, such as geothermal, solar, and biomass, are also integrated into this market. Both consumers and suppliers have regulated access to this market. This enables the replacement of conventional primary-energy sources in meeting various societal heating demands and creates a fundamentally different business environment for district heating compared with other energy-supply solutions. 285 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика Swedish district heating systems have succeeded in imple- menting this fundamental idea across many dimensions, in- cluding market penetration, use of local internal resources, extensive heat-distribution networks, low environmental impact, and strong driving forces. The current situation is characterized by high supply security, low carbon-dioxide emissions, and efficient utilization of available heat sources. The distribution of Sweden’s heating market among heat sources over the past 55 years is shown in Fig. 1 [11]. Fig. 1. Distribution of heat energy consumption in Sweden by supply sources [11] As follows from the presented data, priority is given to dis- trict heating systems and heat pumps. The share of these sources has been steadily increasing and has already reached a total of 80%, while fossil fuel sources (oil prod- ucts and gas) have been virtually eliminated from the mar- ket. The design of district heating distribution networks is carried out with a calculated temperature difference of about 50 °C. In practice, over recent years, the average an- nual temperatures were 86 °C in the supply pipes and 47 °C in the return pipes [13]. The average heat loss is 12%, slightly exceeding the planned value. At the same time, alt- hough well-known methods technically allow reducing the operating temperatures of heat carriers and expanding the operating range, in most cases, as noted in [14], this is hin- dered by organizational issues and the lack of sufficient in- centives to increase the temperature difference and reduce distribution temperatures. Another leading European country with a well-developed district heating network is Denmark. The district heating sector provides heating for about 70% of all households. The large-scale deployment of district heating in Denmark began after the energy crises of the 1970s with the adop- tion of the Heat Supply Act in 1979. The Act includes provi- sions on the implementation and content of heat planning in the country, which is regulated at the municipal level. As a result, mandatory connection for new and existing resi- dential projects in district-heating zones was introduced. The Danish district heating industry is considered a natural monopoly and is regulated according to non-profit principles [15]. This has enabled the implementation of strategic energy-planning methods that take precedence over short-term economic goals. In June 2018, the Danish parliament decided that the country would achieve net- zero emissions no later than 2050. Renewable sources and waste heat account for more than 60% of the energy supply in the country. The second most significant source is natu- ral gas; the share of coal and oil products has been steadily declining. District heating systems in Denmark operate at slightly lower distribution temperatures compared with Sweden. The average supply temperature is 77.6 °C, and the average return temperature is 43.1 °C [16]. This is due to the wide- spread use of solar collectors in heating systems, which en- courages lowering operating temperatures in district heat- ing networks. In total, there are 3,773 district heating systems in 3,373 cities across the 27 EU countries [17]. This method of heat supply is most common in the Scandinavian countries (Denmark, Sweden, Finland), the Baltic states (Es- tonia, Latvia, Lithuania), and Eastern European countries (Ukraine, Poland, Romania, Hungary, Bulgaria, Czech Re- public, Slovakia, Austria, Slovenia). In Western Europe, dis- trict heating gained momentum due to the implementation of the Kyoto Protocol initiatives and the 2015 Paris Climate Agreement. These initiatives have changed the paradigm of district heating development: previously, their implemen- tation was driven solely by economic efficiency, whereas under new conditions they have become a powerful tool 286 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика for achieving global-warming mitigation targets by reduc- ing greenhouse gas emissions. Summarizing the information presented above, it can be stated that the vast majority of district heating systems in European countries belong to the third generation. These systems are most widespread in the Scandinavian and East- ern European countries, where they form the core of the heating sector. Their efficiency and competitiveness are en- sured by using local energy sources (renewable energy and waste heat), optimizing temperature regimes, and imple- menting regulatory frameworks that encourage district heating development. Experience from these countries shows that low distribution temperatures are among the most critical factors for improving DH efficiency. The opti- mal supply-temperature level in modern efficient systems is 70–100 °C (depending on outdoor air temperature), while return-temperature levels range from 30 to 45 °C. In less efficient systems, the return temperature may reach 65 °C. Further reduction of supply temperature is limited by the need to maintain a sufficient temperature for domestic hot water supply (~50 °C), the energy efficiency of buildings, and the characteristics of heating devices (mainly high-tem- perature radiators). Under these conditions, the return temperature has an even greater impact on overall system efficiency, as reducing it increases the temperature differ- ence and correspondingly reduces required flow rates. Lowering the return temperature is possible through both technical solutions and organizational methods. Studies show that in most cases, return temperatures around 30 °C are sufficient to maintain comfortable indoor conditions, even at low outdoor temperatures. Heat-load regulation in this case is ensured by increasing the circulation rate in the consumer’s heating system. To stimulate consumers, [18] proposed introducing tariffs that depend on the tempera- ture difference between the inlet and outlet of the heating system—when the return temperature exceeds the norma- tive value, the price increases. A similar method is applied in the district heating system of Kaunas (Lithuania) [19], al- lowing the required thermal regime to be maintained solely by adjusting supply temperature, while the return temper- ature remains nearly constant. This reduces heat losses in the network and enables effective use of the latent heat of flue gases from biomass-fired CHP plants. Using a conden- sation economizer increases the CHP thermal output by 10–15%. Current modernization plans for heating systems aim to create fourth-generation district heating systems with sup- ply temperatures around 40 °C and return temperatures around 25 °C [20]. Booster heat pumps [21] play a funda- mental role in creating such systems: they raise the supply temperature to the required level by extracting heat from the DH return stream. This simultaneously allows lowering the return temperature below room level and ensures ex- ceptionally high overall system efficiency. Despite their ad- vantages, existing heat pumps have certain drawbacks and challenges when used in DH-4 systems, including high cap- ital and operational costs, dependence on electricity, tech- nical difficulties in integrating with existing infrastructure, and environmental restrictions related to refrigerants. To address these issues, active research and development ef- forts focus on new heat-pump technologies capable of re- ducing capital costs, improving equipment reliability, and meeting environmental standards. Reference [22] evalu- ates possible technologies for creating compressor-free heat pumps, among which thermoelectric energy-conver- sion technology is highlighted as especially promising. Some features of this technology are discussed below. Efficiency of Thermoelectric Heat Pumps in 4th-Genera- tion District Heating Systems (DH-4) The reverse thermodynamic cycle in a thermoelectric heat pump (THP) is implemented through heat absorption and release at the junctions of an electric circuit composed of conductors of different types. At one junction heat is ab- sorbed, and at the other it is released, in an amount pro- portional to the electric current I flowing through the circuit and the junction temperature T (the Peltier effect) [23]: QΠ=IeT, (1) where the proportionality coefficient e (the Seebeck coeffi- cient) depends on the material properties. If such a thermoelectric element is placed between two heat-carrier streams with temperatures tₕ and t꜀, its heat balance under certain conditions may be arranged such that the temperature of the heat-absorbing junction re- mains lower than the temperature of the colder heat car- rier, while the other junction remains higher than the temperature of the warmer fluid. Thus, heat can be trans- ferred from the colder stream to the warmer one using the power N supplied from an external electrical source. This operating mode occurs in the current interval Iₘᵢₙ < I < Iₘₐₓ, which depends on the thermophysical properties of the system. Key THP characteristics include the maxi- mum achievable temperature difference between the junctions ΔTₘₐₓ, heating capacity Qₕ, and the coefficient of performance: For the best thermoelectric materials, the maximum tem- perature difference reaches approximately ΔTₘₐₓ ≈ 70 °C. A common property of all reversed thermodynamic cycles is the inverse-hyperbolic dependence of the coefficient of performance (COP) on the working temperature differ- ence. In general form, the efficiency of any heat pump can be written as: COP= 𝑇𝑐 𝛥𝑇 𝑓(𝑥𝑖) (2) where f(xᵢ) is a function representing internal irreversible losses in the heat pump. This dependence is illustrated in Fig. 2. 287 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика Fig. 2. Dependence of heat-pump efficiency on temperature difference Under typical conditions, thermoelectric heat pumps are less efficient than compression heat pumps. However, THP technology enables more efficient thermal schemes by splitting the overall temperature difference into multiple small intervals, with each interval handled by an individual THP operating at higher efficiency. References [24, 25] pro- pose such a thermoelectric heat-exchange-type heat pump configuration, which improves efficiency and expands the operating temperature range by organizing a closed inter- nal heat-carrier loop with internal heat regeneration (Fig. 3). A low-temperature heat carrier from the heating network passes through a channel formed by thermoelectric mod- ules, absorbing heat from the return flow moving in the op- posite direction. In such a counterflow configuration, the initial temperature difference between the heat carriers is much higher than the local temperature difference along the channels. Thus, each thermoelectric element operates across a smaller temperature span than the overall system span, resulting in higher efficiency. From heat-transfer theory [26], for a counterflow heat ex- changer, the temperature difference along the heat-ex- change surfaces (for Gₕ = G꜀) is constant, depends on heat- transfer conditions, and equals: Δt=Δto/(1+KF/W), (3) where Δt₀ = tₕ − tс — initial temperature difference at the heat- exchanger inlet, W = G C_p, G — mass flow rate (kg/s), Cₚ — specific heat capacity (kJ/kg·K), K — heat-transfer coefficient (W/m²·K), F — heat-exchange area (m²). From (2), the COP increases significantly as the tempera- ture difference decreases (as Δt → 0, COP → ∞). According to (3), by selecting appropriate operating and geometric parameters, THPs can always be configured so that the lo- cal temperature difference Δt is much smaller than the ini- tial Δt₀ (Δt « Δt₀). In this case, each thermoelectric module operates at a high COP, and the overall heating of the fluid is achieved through sequential temperature increases across many micro-heat-pump stages. The overall COP equals the average COP of all modules. In the example shown in Fig. 2, the heat carrier with a sup- ply temperature of 30 °C from the main network enters the THP and is heated to 50 °C. After cooling within the building heating system, it returns at 45 °C to the THP, where it transfers heat to the supply circuit and exits at 14 °C into the return pipeline. Thus, heating to the required supply temperature is achieved by pumping heat via the THP from the return side to the supply side. This simultaneously raises the supply temperature and significantly lowers the return temperature. Fig. 3. DH scheme with recuperative thermoelectric heat pump [25] 288 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика In the example, the overall operating temperature differ- ence of the THP is 40 °C, while the temperature difference across individual thermoelements ranges from 5 °C to 15 °C (average ~10 °C), enabling a significant increase in overall system COP. Essentially, the THP functions as a counter-flow recupera- tive heat exchanger with an integrated heat pump, where the thermoelectric modules act as heat-transfer amplifiers, bringing the heat carrier to the required parameters. The result is an electronic transfer of heat from a low-tempera- ture stream to a higher-temperature level. The final tem- perature can be widely adjusted using the power-supply current, allowing the optimal balance between heating ca- pacity and efficiency to be programmed. Unlike a typical heat exchanger, the temperature distribu- tion in a thermoelectric unit is nonlinear due to internal heat sources (Joule heating, Thomson and Peltier effects), which slightly reduces efficiency compared to the ideal case. In practice, this system implements the reversed Lo- renz cycle, whose theoretical efficiency is at least twice that of the reversed Carnot cycle used in compression heat pumps [27]. The distinguishing feature of this cycle is that heat addition and rejection occur at variable temperatures, unlike the constant-temperature processes of the Carnot cycle. This cycle is easily realized in thermoelectric heat pumps, whereas in compression systems, it is practically impossible. Independent parameters include the supply current I, the properties and number of thermoelectric modules, and the mass flow rate of the heat carrier. These are combined into dimensionless groups: J=Ieh/λs and Fw=kF/W. The de- pendence of THP efficiency on operating parameters (Fig. 4), demonstrates the potential to achieve COP values exceeding those of vapor-compression heat pumps. The presented data confirm the possibility of flexible control of THP heating capacity and efficiency across a wide range by adjusting operating parameters (supply current, flow rate). Thermoelectric heat pumps provide high reliability, flexibil- ity, and do not require additional operational costs. The in- tegral indicator of the economic efficiency of a THP as a heat source is the levelized cost of heat (LCOH), defined as [28]: 𝐿𝐶O𝐻= 𝐼𝑜+∑ 𝐴𝑡 1+𝑟 𝑡 1 ∑ 𝑄𝑠 1+𝑟 𝑡 1 (4) where: LCOH – levelized cost of heat [$/kWh]; I₀ – specific costs for the THP system, including installation [$]; Aₜ – fixed and variable operation and maintenance costs in year t [$ / year]; r – discount rate [%]; t – year within the service period [1,2,...,t_g]; tg – lifetime of the THP system in years (10 years); Qs – heat produced in year t: Qs=Qo×365 days×24 h, kWh/year For the example considered above, the cost of thermal en- ergy can be estimated using the following data: The cost of district heating supply is not included in operational costs because it depends on multiple external factors not characteristic of the analysed scheme. Thus, the costs presented refer only to the operation of the booster heat pump. Under these conditions, for a 2 kW THP, the levelized cost of heat is estimated as LCOH ≈ 0.038 $/kWh Considering that conventional district heating systems have LCOH values ranging from 0.05 to 0.30 $/kWh [29], the obtained results can be considered acceptable and competitive. Conclusions Plans for developing sustainable energy systems of the future involve introducing fourth-generation low- temperature district heating systems as a core tool to achieve zero-carbon operation in the municipal sector. Parameter Value Nominal THP power, Q₀ 2 kW Cost of one thermoelectric module incl. installation $20 Number of TE modules in THP, n 50 Cost of heat exchangers $150 Assembly cost of THP $500 Total system cost, I₀ $1650 Levelized cost of electricity, LCOE 0.15 $/kWh Annual electricity cost: (Pc=LCOEQo/COP) $/year Maintenance cost: (Pm = 100) $/year Operating and maintenance cost: (At=Pc+tgPm) $/year Fig. 4. Dependence of THP efficiency on operating parameters 289 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика Heat pumps play a fundamental role in creating such systems. Modern vapor-compression heat pumps have several disadvantages, raising the relevance of developing new compressor-free heat pump technologies. One possible approach is the use of thermoelectric energy conversion. However, in its classical form, this method has insufficient efficiency, limited by the properties of available thermoelectric materials. A new thermoelectric heat pump design is proposed for low-temperature heating systems, implementing the reverse Lorenz thermodynamic cycle. This enables improving the energy and economic efficiency of THPs by optimizing thermoelement temperature regimes and ensuring internal heat regeneration within the cycle. The analysis confirms the possibility of achieving a lower levelized cost of heat compared to the best modern district heating systems. This demonstrates the feasibility and timeliness of further research aimed at analyzing and optimizing new THP schemes for 4th-generation district heating, as well as the potential for developing corresponding equipment based on these findings. REFERENCES 1. European Commission. Energy consumption by end-use sectors. (Accessed 2025). Available at: https://ec.eu- ropa.eu/energy/content/energy-consumption-end- use_en 2. Averfalk H, Werner S. Essential improvements in future district heating systems. Energy Procedia. 2017. Vol. 116. Pp. 217–225. 3. Möller B, Wiechers E, Persson U, Grundahl L, Søgaard Lund R, Mathiesen B.V. Heat Roadmap Europe: Towards EU-wide local heat supply strategies. Energy. 2019. Vol. 177. Pp. 554–564. https://doi.org/10.1016/j.en- ergy.2019.04.098. 4. Laakkonen L. et al. Predictive supply temperature opti- mization of district heating networks using delay distri- butions. Energy Procedia. 2017. Vol. 116. Pp. 297–309. 5. Lund H. et al. The status of 4th generation district heat- ing: Research and results. Energy. 2018. Vol. 164. Pp. 147–159. https://doi.org/10.1016/j. energy.2018.08.206. 6. Saari J. et al. Evaluation of the energy efficiency im- provement potential through back-end heat recovery in the kraft recovery boiler. Energies. 2021. Vol. 14. P. 1550. 7. Energy. 2019. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019. 8. Improvement of the effectiveness of using natural gas in hot-water boilers by means of condensing economiz- ers. Therm. Eng. 2013. DOI: 10.1134/S0040601513070136. 9. Iliev I., Terziev A., Beloev H. Condensing economizers for large scale steam boilers. E3S Web Conf. 2020. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018001004. 10. Frederiksen S., Werner S. District Heating and Cooling. Lund: Studentlitteratur; 2013. 11. Werner S. District heating and cooling in Sweden. En- ergy. 2017. Vol. 126. Pp. 419–429. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.052. 12. Statistics Sweden. Electricity supply, district heating and supply of natural gas 2015. Stat. Medd. EN11SM1601. 2016. 13. Gadd H., Werner S. Achieving low return temperatures from district heating substations. Applied Energy. 2014. Vol. 136. Pp. 59–67. 14. Gong M., Werner S. Exergy analysis of network temper- ature levels in Swedish and Danish district heating sys- tems. Renewable Energy. 2015. Vol. 13. Pp. 84–106. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.001. 15. Wallentun H., Johnsson J. Fundamental factors for suc- cessful increased differential temperature projects. R&D Report 2005:137. Stockholm: Swedish District Heating Association; 2005. 16. Danish District Heating Association. The Danish model. Available at: https://www.danskfjernvarme.dk/site- tools/english/the-danish-model 17. Euroheat & Power. District energy in Denmark. Availa- ble at: https://www.euroheat.org/knowledge-hub/dis- trict-energy-denmark/ 18. Persson U., Möller B., Werner S. Heat Roadmap Europe: Identifying strategic heat synergy regions. Energy Pol- icy. 2014. Vol. 74. Pp. 663–681. http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol. 19. Degutis I. Modernization of District Heat Supply Sys- tems of Vilnius and Kaunas. Lietuvos Energija. Vilnius. 2015. 20. Connolly D., Mathiesen B.V. A technical and economic analysis of one potential pathway to a 100% renewable energy system. Int. J. Sustainable Energy Planning and Management. 2014. No. 1. Pp. 7–28. http://dx.doi.org/10.5278/ijsepm.2014.1.2. 21. Østergaard P.A., Andersen A.N. Booster heat pumps and central heat pumps in district heating. Applied En- ergy. 2016. Vol. 184. Pp. 1374–1388. http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.144. 22. Goetzler W., Zogg R., Young J., Johnson C. Energy Sav- ings Potential and RD&D Opportunities for Non-Vapor- Compression HVAC Technologies. U.S. DOE, EERE. March 2014. Available at: http://www.osti.gov/home/ 23. Ioffe A.F. Semiconductor Thermoelements and Thermo- electric Cooling. London: Infosearch; 1957. 184 p. https://ec.europa.eu/energy/content/energy-consumption-end-use_en https://ec.europa.eu/energy/content/energy-consumption-end-use_en https://ec.europa.eu/energy/content/energy-consumption-end-use_en https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.098 https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.098 https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.206 https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.206 https://doi.org/10.1016/j.energy.2019 https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018001004 http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.052 https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.001 https://www.danskfjernvarme.dk/sitetools/english/the-danish-model https://www.danskfjernvarme.dk/sitetools/english/the-danish-model https://www.euroheat.org/knowledge-hub/district-energy-denmark/ https://www.euroheat.org/knowledge-hub/district-energy-denmark/ http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol http://dx.doi.org/10.5278/ijsepm.2014.1.2 http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.144 http://www.osti.gov/home/ 290 Відновлювана енергетика. № 4/2025 \| Геотермальна енергетика 24. Lobunets Yu.M. Patent of Ukraine No. 151550. Method for improving thermoelectric heat pump efficiency. 10.08.2022. 25. Lobunets Y. Regenerative thermoelectric heat pump for HVAC systems. 6th International Conference on Smart Energy Systems. Aalborg, 6–7 October 2020. 26. Hausen H. Wärmeübertragung im Gegenstrom, Gleichstrom und Kreuzstrom. Berlin–Heidelberg–New York: Springer; 1976. 27. Martynovskii V.S. Cycles, Schemes and Characteristics of Thermotransformers. Moscow: Energiya; 1979. 288 p. 28. Veynandt F., Ramschak T., Louvet Y., Köhl M., Fischer S. LCoH calculation method: Comparison between Task 54 and Solar Heat Worldwide. TASK54 Info Sheet A013. 29. IEA. Levelized cost of heating (LCOH) for consumers for selected space and water heating technologies and countries. Paris: International Energy Agency; 2021. Available at: https://www.iea.org/data-and-statis- tics/charts/levelized-cost-of-heating-lcoh-for-consum- ers https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/levelized-cost-of-heating-lcoh-for-consumers https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/levelized-cost-of-heating-lcoh-for-consumers https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/levelized-cost-of-heating-lcoh-for-consumers
id	veorgua-article-589
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:18:03Z
publishDate	2025
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/ed/59f43f33f66b5ca45676adc638291ded.pdf
spelling	veorgua-article-5892026-07-18T06:32:23Z PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS Lobunets , Yu. district heating, low-temperature heating, thermoelectric heat pump. централізоване теплопостачання, низькотемпературне опалення, термоелектричний тепловий насос. The aim of this work is to analyze the potential for the effective application of thermoelectric heat pumps in district heating systems. The need to improve the characteristics of heat pumps for heating, ventilation, and air-conditioning systems in the municipal sector is driven by plans to transition, in the near future, to low-temperature district heating systems as a component of the energy sector’s decarbonization strategy. The history and current state of district heating systems are reviewed, demonstrating that the implementation of heat pumps (HPs) is a fundamental factor supporting the ongoing trend toward lowering distribution temperatures of heat carriers in modern heating systems. The technical characteristics of heat-pump equipment will largely determine the efficiency of future heating systems, prompting the search for more advanced thermal energy conversion technologies. The thermoelectric method of energy conversion is one such technology, showing promising prospects for application in these systems due to its capability to provide efficient HP thermal configurations. A schematic design of a thermoelectric heat pump implementing a reverse Lorenz thermodynamic cycle with internal heat regeneration is proposed. An analysis of the characteristics of this configuration demonstrates that its efficiency may exceed that of modern compression-type HPs. A preliminary assessment of the normalized cost of thermal energy in such a system confirms the competitiveness of this technology, supporting the conclusion that further theoretical and experimental research aimed at optimizing the characteristics of the proposed configuration is justified. Метою роботи є аналіз можливостей ефективного застосування термоелектричних теплових насосів у системах централізованого теплопостачання. Потреба в удосконаленні характеристик теплових насосів для систем опалення, вентиляції та кондиціонування в комунальному секторі пов’язана з планами переходу в найближчому майбутньому до систем низькотемпературного теплопостачання як однієї зі складових стратегії декарбонізації енергетичної галузі. Розглянуто історію розвитку та сучасний стан централізованих систем теплопостачання, показано, що застосування теплових насосів (ТН) є фундаментальним фактором підтримки існуючого тренду на зниження температур розподілу теплоносіїв у сучасних системах теплопостачання. Технічні характеристики теплонасосного обладнання значною мірою визначатимуть ефективність систем теплопостачання майбутнього, що ініціює пошук досконаліших технологій перетворення теплової енергії. Термоелектричний метод перетворення енергії є однією з технологій, яка має перспективи застосування в таких системах завдяки можливості створення ефективних теплових схем ТН. Запропоновано схему термоелектричного теплового насоса, що реалізує зворотний термодинамічний цикл Лоренца з внутрішньою регенерацією теплоти. Проведено аналіз характеристик такої схеми, показано, що її ефективність може перевищувати ефективність сучасних ТН компресійного типу. Попередня оцінка нормалізованої вартості теплової енергії в такій системі підтверджує конкурентоздатність цієї технології, на основі чого зроблено висновок про доцільність проведення подальших теоретичних та експериментальних досліджень з оптимізації характеристик розглянутої схеми. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-12-28 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/589 10.36296/1819-8058.2025.4(83).275-290 Vidnovluvana energetika ; No. 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 275-290 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 275-290 Відновлювана енергетика; № 4(83) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 275-290 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.4(83) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/589/500 Copyright (c) 2025 Yu. Lobunets https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	district heating low-temperature heating thermoelectric heat pump. Lobunets , Yu. PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title	PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title_full	PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title_fullStr	PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title_full_unstemmed	PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title_short	PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
title_sort	prospects for the application of thermoelectric heat pumps in low-temperature district heating systems
topic	district heating low-temperature heating thermoelectric heat pump.
topic_facet	district heating low-temperature heating thermoelectric heat pump. централізоване теплопостачання низькотемпературне опалення термоелектричний тепловий насос.
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/589
work_keys_str_mv	AT lobunetsyu prospectsfortheapplicationofthermoelectricheatpumpsinlowtemperaturedistrictheatingsystems

PROSPECTS FOR THE APPLICATION OF THERMOELECTRIC HEAT PUMPS IN LOW-TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS

Institution

Ähnliche Einträge