Повышение эффективности и выбор рациональных параметров и режимов работы теплонасосных станций для систем отопления и горячего водоснабжения

• Автор: Исанова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ОБЗОР НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ

ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ.

1.1. Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения

1.2. Анализ схем теплонасосиых установок и классификация низкопотенциальных источников теплоты

1.3. Использования теплоаккумуляторов в теплонасосных системах

1.4. Цели и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ

ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Математическая модель теплонасосной станции для систем отопления и горячего водоснабжения.
2.2. Оптимальных температур конденсации рабочих тел тепловых насосов при малых относительных разностях их КПД и конечных разностях температур в конденсаторах.
2.3. Аналитические зависимости расхода топлива тепловых насосов при малых относительных конечных разностях температур в конденсаторах
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ НА МИНИМАЛЬНЫЙ
РАСХОД ТОП ЛИВ А СИСТЕМЫ.
3.1. Влияния основных параметров работы теплонасосной станции на расход условного топлива при малых относительных разностях их КПД и конечных разностях температур в конденсаторах.
3.2. Влияния параметров работы теплонасосной станции
на рациональные температуры конденсации рабочего тела при малых относительных конечных разностях температур в конденсаторах
3.3. Выводы
4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И Г ОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
4.1. Выбор рациональных режимов работы теплонасосных станций
для систем отопления
4.2. Выбор рациональных режимов работы тсплонасосных станций
для систем горячего водоснабжения
4.3. Техникоэкономические показатели теплонасосных станций
для систем отопления и горячего водоснабжения
4.4. Выводы.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием современных методов теоретических исследований, фундаментальных математических методов анализа и законов тепло- и массообмена, соотнесённых с полученными данными из других источников, апробацией приведённых решений на теплоэнергетических предприятиях. Научная значимость работы состоит в разработке методики определения параметров и режимов работы теплонасосной станции для отопления и горячего водоснабжения, описывающей влияние основных параметров её работы на расход топлива. Практическая значимость работы определяется применением научных положений методики и практических рекомендаций, способствующих экономии топливно-энергетических ресурсов при использования теплонасоных станций в системах отопления и горячего водоснабжения. Апробация работы. Основные теоретические и практические рекомендации докладывались на: Международной конференции и Российской научной школе «Системные проблемы надёжности, качества, информационных и электрических технологий в управлении инновационными проектами» (Москва, ); IV Международной молодёжной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань: ЮГУ, ); IX Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов (Воронеж: ВГТУ, ); V Международной научно-практической конференции «Разработка, производство и эксплуатация турбо-электронасосных агрегатов и систем на их основе «Системы, насосы, трубы «СИНТ’» (Воронеж, ); X Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых учёных, аспирантов и студентов «Научные исследования в области транспортных, авиационных и космических систем «АКТ-» (Воронеж: ВГТУ, ); Международной научно-практической конференции «Развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации» (Воронеж: ВГАСУ, ). Публикации. Основные результаты работы были опубликованы в научных статьях общим объёмом стр. Пять работ опубликованы в изданиях, рекомендованных к размещению публикаций Высшей аттестационной комиссией («Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура», «Вестник ВГТУ»). Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего 1 наименований. Материалы диссертации изложены на 6 страницах и содержит рисунка, таблицы и формул. В первой главе изложено современное состояние вопроса, представлен обзор научно-технической литературы. Рассмотрены основные области применения теплонасосных станций. Обоснована теоретически и подтверждена практически эффективность использования тепловых насосов в системах отопления и горячего водоснабжения в качестве энергосберегающего оборудования, доказанная мировым опытом. Дана характеристика существующих методов расчета технико-экономических параметров теплонасосных систем теплоснабжения. На основании проведенного анализа современного состояния указанной проблемы сформулированы цель и задачи данного исследования. Во второй главе на основе анализа термодинамического цикла разработана математическая модель теплонасосной станции для системы отопления и горячего водоснабжения. В третьей главе исследовано влияние основных параметров теплонасосной станции на минимальный расход её условного топлива. Построены поверхности отклика расхода топлива в зависимости от основных параметров работы ТНС. При обосновании вариантов последовательного соединения тепловых насосов в тепловой станции, выявлено влияние КПД тепловых насосов на минимальный расход топлива и рациональную схему их соединения. В четвёртой главе при практическом обосновании предложенной методики определения параметров и режимов работы теилонасосной станции, обеспечивающих минимальный расход условного топлива, приводятся результаты её апробации в системе горячего водоснабжения микрорайона Придонской г. Воронеж. Определены оптимальные температуры нагрева теплоносителя в конденсаторах тепловых насосов и предложена рациональная схема соединения ТН в тепловой станции. Разработаны наиболее предпочтительные схемы теплонасосных станций, имеющих различные: виды тепловых нагрузок - отопление, горячее водоснабжение; низкопотенциальные источники теплоты — поверхностные воды (водохранилище), коммунальные сточные воды.