Дослідження енергоекономічної ефективності змінних режимів роботи систем енергозабезпечення з когенераційно-теплонасосними установками з використанням теплоти промислових та природних джерел

Abstract

Приведено результати досліджень енергоекономічної ефективності змінних режимів роботи систем енергозабезпечення (СЕ) з піковими джерелами теплоти (ПДТ) та когенераційно-теплонасосними установками (КТНУ) з використанням теплоти промислових та природних джерел, що забезпечують обґрунтоване визначення енергоефективних та економічно ефективних режимів роботи СЕ з КТНУ та ПДТ з комбінованим сезонним використанням низькотемпературної теплоти промислових та природних джерел. Результати досліджень приведені на прикладі СЕ з КТНУ та ПДТ для теплової схеми котельні санаторію. Запропоновано застосувати енергоефективний та економічно доцільний варіант системи енергозабезпечення з КТНУ на основі парокомпресійних теплових насосів та газопоршневих двигунів-генераторів (ГПД) з метою покращення показників роботи теплової схеми котельні санаторію. В нашому дослідженні передбачено комбіноване сезонне використання в КТНУ теплоти відхідних газів котельні санаторію з використанням утилізаційного обладнання, а також природної теплоти поверхневих вод. Визначено, що за умови змінних режимів роботи СЕ з КТНУ та комбінованого сезонного використання в КТНУ теплоти промислових та природних джерел, найефективнішим за енергетичними, економічними та технічними показниками є варіант застосування СЕ з КТНУ в тепловій схемі котельні санаторію з утилізацією 50% теплової потужності відхідних газів котлів в утилізаційному обладнанні та КТНУ. У разі застосування цього варіанту СЕ з КТНУ та ПДТ будуть забезпечені енергоефективні та економічно обґрунтовані режими роботи вказаних СЕ з комбінованим сезонним використанням низькотемпературної теплоти промислових та природних джерел. Запропонований в цій статті підхід, щодо дослідження енергоекономічної ефективності змінних режимів роботи СЕ з ПДТ та КТНУ з використанням низькотемпературної теплоти промислових та природних джерел, дозволив забезпечити обґрунтоване визначення енергоефективних та економічно ефективних режимів роботи СЕ з КТНУ та ПДТ з комбінованим сезонним використанням низькотемпературної теплоти промислових та природних джерел.

The results of the research of energy economic efficiency of variable operation modes of energy supply systems (ESS) with peak sources of heat (PSH) and cogeneration heat pump installations (CHPI), using the heat of the industrial and natural sources are presented in the given research, they enable to provide the substantiated determination of energy efficient and economically efficient operation modes of ESS with CHPI and PSH with the combined seasonal usage of low-temperature heat of industrial and natural sources. We suggest the results of the research on the example of ESS with CHPI and PSH for thermal scheme of the health resort boiler house. In our study the application of energy efficient and economically expedient variant of energy supply system with CHPI, based on steam-compressor heat pumps and gas-piston engines-generators (GPE) was suggested in order to improve the operating indices of the thermal scheme of the health resort boiler house. In the study the combined seasonal usage of the boiler house waste flue gases heat in CHPI was foreseen with the usage of utilization equipment as well as the natural heat of the surface waters. It is determined that under the conditions of variable operation modes of ESS with CHPI and combined seasonal usage of the heat of the industrial and natural sources in CHPI, the most efficient by energy, economic and technical indices is the variant of ESS with CHPI application in the thermal scheme of the health resort boiler house with the utilization of 50% of the thermal power of the boiler house waste f gases in utilization equipment and CHPI. If this variant of ESS with CHPI and PSH is used, then energy efficient and economically substantiated operation modes of ESS with combined seasonal usage of low-temperature heat of the industrial and natural sources will be provided. The approach, suggested in the given paper, concerning the study of energy economic efficiency of variable operation modes of ESS with PSH and CHPI, using low-temperature heat of the industrial and natural sources, enabled to provide the substantiated definition of energy efficient and economically efficient operation modes of ESS with CHPI and PSH with the combined seasonal usage of low-temperature heat of the industrial and natural sources.

Результаты исследования энергоэкономической эффективности переменных режимов работы систем энергоснабжения (ЭСС) с пиковыми источниками тепла (ПСХ) и когенерационных тепловых насосных установок (ТЭЦ), использующих тепло промышленных и природных источников, представлены в В результате проведенных исследований они позволяют обоснованно определить энергоэффективные и экономически эффективные режимы работы ЭСС с ТЭЦ и ТГК с комбинированным сезонным использованием низкотемпературного тепла промышленных и природных источников. Предлагаем результаты исследования на примере ESS с CHPI и PSH для тепловой схемы санаторно-курортной котельной. В нашем исследовании рассматривается применение энергоэффективного и экономически целесообразного варианта системы энергоснабжения с ТЭЦ, на основе парокомпрессорных тепловых насосов и газопоршневых двигателей-генераторов (ГПЭ) было предложено улучшить эксплуатационные показатели тепловой схемы санаторно-курортной котельной. В исследовании предусматривалось комбинированное сезонное использование тепла отходящих газов котельной в ТЭЦ с использованием утилизирующего оборудования, а также естественного тепла поверхностных вод. Установлено, что в условиях изменяющихся режимов работы ESS с CHPI и комбинированного сезонного использования тепла промышленных и природных источников в CHPI наиболее эффективным по энергетическим, экономическим и техническим показателям является вариант ESS с применением CHPI в тепловая схема санаторно-курортной котельной с утилизацией 50% тепловой мощности котельной отработанных газов в утилизационном оборудовании и ТЭЦ. Если использовать этот вариант ESS с CHPI и PSH, то будут обеспечены энергоэффективные и экономически обоснованные режимы работы ESS с комбинированным сезонным использованием низкотемпературного тепла промышленных и природных источников.