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...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/589 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1859471843883220992 |
|---|---|
| author | Lobunets , Yu. |
| author_facet | Lobunets , Yu. |
| author_sort | Lobunets , Yu. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-28T23:01:41Z |
| 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. |
| first_indexed | 2026-02-08T07:59:34Z |
| format | Article |
| id | veorgua-article-589 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:48:59Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | veorgua-article-5892026-02-28T23:01:41Z 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 Возобновляемая энергетика; № 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 275-290 Відновлювана енергетика; № 4(83) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 275-290 Vidnovluvana energetika ; No. 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 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 Vidnovluvana energetika |
| 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 |