Аналіз застосування комбінованої системи сонячного нагрівання накопичувача наземного джерела теплового насоса для теплопостачання будівлі
DOI:
https://doi.org/10.32347/2310-0516.2019.12.30-41Ключові слова:
ґрунтовий колектор, тепловий насос, сонячний колектор, теплопостачання.Анотація
Представлені схемо технічні рішення і оціночні розрахунки основних параметрів системи теплопостачання адміністративного приміщення з використанням теплової енергії сонячного і грунтового колекторів. Схема складається з трьох контурів (опалення, сонячного колектора і теплового насоса), що проходять через бак-акумулятор, який дозволяє гідравлічно розв'язати їх із здійсненням теплообміну, а також контуру вертикального ґрунтового колектора. У холодний період року відбувається накопичення теплоти в баку-акумуляторі за рахунок використання теплоти інсоляції та відновлювальної теплоти ґрунтового масиву за допомогою теплового насоса.
За допомогою регулювання витрати теплоносіїв в контурах і комутацією останніх підтримується необхідна температура в баці-акумуляторі і для контурі опалення. Залежно від теплового навантаження опалення можливі варіанти спільного або одиночного використання джерел теплоти.
Розглянуто наступні технологічні варіанти роботи системи: циркуляція теплоносія через сонячний колектор і ґрунтовий теплообмінник, циркуляція теплоносія через сонячний колектор і тепловий насос, циркуляція теплоносія через ґрунтової теплообмінник і тепловий насос, циркуляція теплоносія через сонячний колектор до споживача.
Розрахована частка покриття теплових втрат будівлі сонячним колектором для холодного періоду року. Наведено оціночний техніко-економічний аналіз фінансових витрат при використанні комбінованої геліогрунтовой акумуляційної теплонасосної системи для теплопостачання приміщення. Для попередніх оцінних розрахунків основних фінансових показників розглянуті два варіанти системи теплопостачання будівлі: з урахуванням гарячого водопостачання в першому випадку і без нього.
Проведено порівняння енергоефективності комбінованої системи теплопостачання з традиційною системою при різних тарифах на природний газ.
Посилання
REFERENCES
Mysak Y., (2014). Solar energy: theory and practice: monography. Lviv Politechnic Publishing House, 340
Marek A., Karpinskia M., Pohrebennyk V., Kantora T., Mitryasovac O., (2004). Prospects of solar energy use in Ukraine Agricultural Engineering, 4 (152 ), 165 -173
Key Word Energy Statistics from the IEA, 2017 / OECD (IEA), 2017 URL: https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/KeyWorld2017.pdf (application date: 04.03.2019)
Renewables 2018 / IEA, 2017 URL: https://www.iea.org/renewables2017/ (application date: 07.06.2019)
Global solar atlas, 2019 URL: https://globalsolaratlas.info/ (application date: 06.03.2019)
Remap 2030 Background paper renewable energy prospects for Ukraine/IRENA, 2015 URL: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2015/Apr/IRENA_REmap_Ukraine_paper_2015.pdf (application date: 07.06.2019 )
Kjellsson, E., Hellstrom, G., Perrers, B. (2009). Optimization of systems with the combination of ground-source heat pump and solar collectors in dwellings. Energy, 35 (6), 2667-2673.
Helpin V., Kumert M., Cauret O. (2011). Experimental and simulation study of hybrid ground-source heat pump systems with unglazed solar collectors for French office buildings 12th conference of IBPSA proceedings. Sidney. Australia, 2957-2964
Inalli M, Esen H. (2004). Experimental thermal performance evaluation of 2 horizontal ground-source heat pump system. Thermal Engeering 24(14–15), 2219–32.
Huang B.J., Lee C.P. (2003). Long-term performance of solar-assisted heat pump water heater. Renewable Energy 29, 633–639
Ozgener O., Hepbasli A. (2005). Experimental investigation of the performance of a solar‐assisted ground‐source heat pump system for greenhouse heating. Energy Research 29, 217-231
Rad M.F. Fung A.S., Leong W.H. (2013). Feasibility of combined solar thermal and ground source heat pump systems in cold climate. Energy and Buildings, 61, 224–232.
Sparber W. Vajen K. Herkel S. (2011). Overview on solar thermal plus heat pump systems and review of monitoring results. International Energy Agency SHC program, 1-12.
Puhovoy I. (1992) Development and thermal calculations of solar heating systems. Kiev: Polytechnic, 1992, 24.
Chateauminois M., Mandineau D., Roux D., (2009). Tableau des temperatures du reseau froide Calcul d’installations solaire a eua, Collection de l’ESIM EDISUD
Bozhenko M.F., Salo V.P. (2004). Sources of heat supply and its consumers. Kiev: Polytechnic, 94.
Central Geophysical Observatory. Climate Cadastre of Ukraine, 2006. Nakorchevsky A.I. (2009). Calculation of the heat-receiving capacity of solar collectors // Industrial Heat Engineering, 31(2), 70 – 75.
Zadoy A. (2009). Micro economy//Kyiv: Znannya, , 176.
Nedbailo A.N. (2010). Using a solar collector for space heating // Industrial Heat Engineering, 32 (5), 66 – 70.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Basok Boris, Nedbailo Aleksandr, Olena Tutova, Мyroslav Tkachenko, Ihor Bozhko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
