Доклады АН ВШ РФ

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№2(63) апрель - июнь 2024

Оценка эффективности применения абсорбционных тепловых насосов повышающего типа для теплоснабжения на основе среднетемпературных геотермальных источников

Выпуск № 3 (60) июль-сентябрь 2023
Авторы:

Алексеенко Сергей Владимирович,
Мухин Дмитрий Геннадьевич,
Степанов Константин Ильич,
Елистратов Сергей Львович,
Миронова Нина Владимировна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2023-3-46-58
Аннотация

На территории Российской Федерации имеется большое количество геотермальных источников тепла с низким температурным потенциалом – не более 50 °С, на базе которых возможно создание экологически чистых систем теплоснабжения с использованием тепловых насосов. Выполнены оценки эффективности использования для этих целей абсорбционных тепловых насосов повышающего типа, в которых геотермальный или техногенный теплоисточник с температурой 40…45 °С теоретически способен обеспечить в зимний период нагрев теплоносителя системы теплоснабжения до 55…63 °С при удельных затратах электрической энергии на работу растворных, циркуляционных насосов, систем автоматизации и управления не более 1,0 % от их полезной теплопроизводительности. В качестве охлаждающей среды рассматривался окружающий воздух с отрицательными температурами, достаточными для понижения температуры охлаждающей жидкости до минус 4 °С. Диапазон полученных расчетных значений коэффициентов трансформации теплоты для рассмотренных условий составил α = 0,46…0,47. Проведен анализ сравнительных преимуществ и недостатков использования в качестве рабочих тел водных растворов солей LiBr и LiCl, на основании которого показана перспективность применения в абсорбционных тепловых насосах повышающего типа водных растворов соли LiCl.


Ключевые слова: геотермальный теплоисточник, отопление и горячее водоснабжение, абсорбционный тепловой насос повышающего типа, водные растворы бромида и хлорида лития

Список литературы
  1. Геотермическая карта России. – URL: https://www.geokniga.org/maps/1009 (дата обращения: 08.09.2023).
  2. Геотермальные ресурсы России. – URL: https://geographyofrussia.com/geotermalnye-resursy-rossii/ (дата обращения: 08.09.2023).
  3. Горячий источник пос. Белый Яр. – URL: http://blog.kob.tomsk.ru/wiki/index.php?title=Горячий_источник_пос._Белый_Яр (дата обращения: 08.09.2023).
  4. Целебные источники. – URL: https://fanatbaikala.ru/portfolio-view/mineralnye-istochniki (дата обращения: 08.09.2023).
  5. Постановление Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. № 170 «Об утверждении Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда». – URL: https://base.garant.ru/12132859/ (дата обращения: 08.09.2023).
  6. Абсорбционные преобразователи теплоты: монография / А.В. Бараненко, Л.С. Тимофеевский, А.В. Долотов, А.В. Попов. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 338 с.
  7. Cudok F., Giannetti N. Absorption heat transformer – state-of-the-art of industrial applications // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 141. – P. 110757. – DOI: 10.1016/j.rser.2021.110757.
  8. Дзино А.А., Малинина О.С. Оценка влияния температуры греющего источника на энергетическую эффективность одноступенчатых циклов абсорбционных термотрансформаторов // Омский научный вестник. Серия: Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. – 2019. – Т. 3, № 3. – С. 33–39. – DOI: 10.25206/2588-0373-2019-3-3-33-39.
  9. Experimental study of negative temperatures in lithium-bromide absorption refrigerating machines / K.I. Stepanov, D.G. Mukhin, S.V. Alekseenko, O.V. Volkova // Thermophysics and Aeromechanics. – 2015. – Vol. 22 (4). – P. 481–489. – DOI:  10.1134/S0869864315040095.
  10. ASHRAE Handbook of Fundamentals. – Atlanta, 1997.
  11. Thermodynamic evaluation of LiCl-H2O and LiBr-H2O absorption refrigeration systems based on a novel model and algorithm / J. Ren, Z. Qian, Z. Yao, N. Gan, Y. Zhang // Energies. – 2019. – Vol. 12. – P. 3037. – DOI: 10.3390/en12153037.
  12. Energy analysis of lithium bromide-water and lithium chloride-water based single effect vapour absorption refrigeration system: A comparison study/ T. Ahmad, Md. Azhar, M.K. Sinha, Md. Meraj, I.M. Mahbubul, A. Ahmade // Cleaner Engineering and Technology. – 2022. – Vol. 7. – P. 100432. – DOI: 10.1016/j.clet.2022.100432.
  13. Kim K.J., Ameel T.A., Wood B.D. Performance evaluations of LiCl and LiBr for absorber design applications in the open-cycle absorption refrigeration system // Journal of Solar Energy Engineering. – 1997. – Vol. 119 (2). – P. 165–173. – DOI: 10.1115/1.2887898.
  14. Conde-Petit M.R. Aqueous solutions of lithium and calcium chlorides: Property formulations for use in air conditioning equipment design. – Zurich, Switzerland: M. Conde Engineering, 2014. – 29 p. – URL: http://www.mrc-eng.com/Downloads/Aqueous%20LiCl&CaCl2%20Solution%20Props.pdf (accessed: 08.09.2023).
  15. Водные растворы абсорбционных термотрансформаторов: монография / А.В. Бараненко, С.В. Караван, О.А. Пинчук, Д.В. Караван. – СПб.: Страта, 2019. – 414 с. – (Основы энергосбережения).
Благодарности. Финансирование

Расчеты цикла повышающего АБТН выполнены в рамках государственного задания ИТ СО РАН АААА-А17-121031800229-1.

Для цитирования:

Алексеенко С.В., Мухин Д.Г., Степанов К.И., Елистратов С.Л. , Миронова Н.В. Оценка эффективности применения абсорбционных тепловых насосов повышающего типа для теплоснабжения на основе среднетемпературных геотермальных источников // Доклады АН ВШ РФ. – 2023. – № 3 (60). – C. 46–58 – doi: 10.17212/1727-2769-2023-3-46-58

For citation:

Alekseenko S.V., Mukhin D.G., Stepanov K.I., Elistratov S.L., Mironova N.V. Otsenka effektivnosti primeneniya absorbtsionnykh teplovykh nasosov povyshayushchego tipa dlya teplosnabzheniya na osnove srednetemperaturnykh geotermal'nykh istochnikov [Evaluation of the efficiency of the use of booster-type absorption heat pumps for heat supply based on medium-temperature geothermal sources]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii = Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2023, no. 3 (60), pp. 46–58. DOI: 10.17212/1727-2769-2023-3-46-58.

Просмотров: 707