Эксергетический анализ отопительного режима тригенерационного энергокомплекса на базе нового трансформатора теплоты

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-58-68
В статье анализируется с энергетической и эксергетической позиций тригенерационный энергокомплекс, разработанный авторами и состоящий из двух основных блоков: тепло-вогодвигателя и нового трансформатора теплоты, дополнительно имеющий генератор для вы-работки электроэнергии на собственные нужды. Основным преимуществом данного энерго-комплекса является сокращение потребления топлива в отопительном режиме. Делается акцент именно на тепловой эффективности установки и ее термодинамических параметрах.
Исследуемый энергокомплекс работает на органическом топливе, а также использует возоб-новляемые источники энергии (тепловой насос на органическом топливе) и позволяет получать значение коэффициента энергетической эффективности от полутора до более трех в отопитель-ном режиме. На основе анализа энергетической эффективности, посчитанной методом тепло-вых балансов, авторами проведен эксергетический анализ. Были рассмотрены различные вари-анты включения механического и теплового компрессоров парокомпрессионного и абсорбци-онного насосов, такие как последовательный, параллельный и смешанный. Для каждой вариа-ции будут различные условия работы, эффективность и различное применение источника теп-лоты и механической энергии
В результате проведенного расчетного анализа сделан вывод о том, что при достаточно вы-соком коэффициенте энергетической эффективности в отопительном режиме, энергокомплекс также имеет еще и большой потенциал для его дополнительного увеличения. Кроме того, энер-гокомплекс производит холод в теплый сезон и не нуждается в подключении к сетям электро-снабжения. А недостаточно высокие значения эксергетического КПД говорят о несовершенстве термодинамической системы и ее потенциале дальнейшего улучшения и повышения коэффи-циента энергетической эффективности.
[1] Папин В.В., Безуглов Р.В., Ефимов Н.Н., Дьяконов Е.М., Шмаков А.С., Добрыднев Д.В., Янучок А.И. Комбинирование вторичных и возобновляемых источников энергии в гибридном теплонасосном комплексе // Энергетик. 2022. № 7. С. 14 – 18.
[2] Папин В.В., Безуглов Р.В., Дьяконов Е.М., Шмаков А.С., Янучок А.И. Теплогенератор // Пат. 2 772 445 Российская Федерация: МПК F24D 17/02 (2006.01) F25B 25/02 (2006.01) F25B 30/00 (2006.01) F25B 27/02 (2006.01) СПК F24D 17/02 (2022.02)F25B 25/02 (2022.02) F25B 30/00 (2022.02) F25B 27/02 (2022.02). Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. № 2021117593; заявл. 15.06.2021; опубл. 20.05.2022, Бюл. № 14.

[3] Папин В.В., Безуглов Р.В., Ефимов Н.Н., Белов А.А., Шмаков А.С., Добрыднев Д.В. Прототип тригенерационного теплоэнергетического комплекса // Известия вузов. Электромеханика. 2022. Т. 3. № 65. С. 107 – 119. DOI: 10.17213/0136-3360-2022-3-107-119
[4] Папин В.В., Безуглов Р.В., Шмаков А.С., Филмонов В.Р., Добрыднев Д.В., Янучок А.И., Ведмичев Н.А. Энергокомплекс // Пат. 2 788 268 Российская Федерация: МПК F24D 17/02 (2006.01)) / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. № 2022118519; заявл. 07.07.2022; опубл. 17.01.2023, Бюл. № 2.
[5] Бадылькес И.С., Данилов Р.Л. Абсорбционные холодильные машины. М.: Пищепромиздат, 1966. 356 с.
[6] Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов. Одесса: Студия «Негоциант», 2006. 712 с.
[7] Shiflett M.B. Hybrid vapor compression-absorption cycle // Patent USA, no. 8707720, 2014.
[8] Malewski W., Holldorff G. Absorption refrigeration system with booster compressor and extraction of a partial vapor flow at an intermediate pressure // Patent USA, no. US4505133A, 1982.
[9] Khorolsky V., Anikuev S., Mastepanenko M., Gabrielyan Sh., Sharipov I. Synthesis of the structure of an automated power management system in an industrial enterprise // Journal of Management & Technology. 2022. Vol. 22. P. 58 – 72.
[10] Dudin M.N., Zasko V.N., Dontsova O.I., Osokina I.V. Methodology for assessing financial results of implementation of energy innovations depending on their progressiveness // International Journal of Energy Economics and Policy. 2022. Vol. 12. № 1. P. 110 – 119. DOI: 10.32479/ijeep.11991
[11] Scherbakov V.N., Dubrovsky A.V., Makarova I.V., Anokhin, S.A., Shchennikova V.N., Nozdrin V.S. Fuel and energy sector in Russia in the structure of industrial modernization // Laplage em Revista. 2021. Vol. 7. № Extra B. P. 414 – 421.
[12] Osinovskaya I.V., Pogrebinskaya Yu.A. Main challenges of managing a fuel and energy balance // Turismo: Estudos & Práticas. 2021. Vol. 1. № Suppl. 1. P. 1 – 8.
[13] Neverov E.N., Korotkiy I.A., Korotkih P.S., Mokrushin M.Y. Improving the environmental efficiency of engineering systems operating under the scheme of secondary use of thermal energy // International Journal of Heat and Technology. 2022. Vol. 40. № 6. P. 1533 – 1539. DOI: 10.18280/ijht.400623
[14] Петраш В.Д., Барышев В.П., Шевченкл Л.Ф., Гераскина Э.А., Даниченко Н.В. Перспективные пути энергоэффективной модернизации систем теплоснабжения на основе теплонасосных технологий // Проблемы регилнальной энергетики. 2022. № 4 (56). С. 47 – 60.
[15] Kulikov I., Karpukhin K. Studying energy efficiency of thermal management systems designed for electric vehicles with in-wheel motors // International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. 2020. Vol. 8. № 6. P. 2654 – 2662. DOI: 10.30534/ijeter/2020/71862020
Папин В.В., Безуглов Р.В. Эксергетический анализ отопительного режима
тригенерационного энергокомплекса на базе нового трансформатора теплоты // Строительные материалы и изделия. 2023. Том 6. № 4. С. 58 – 68.
https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-4-58-68