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
Алексеенко Сергей Владимирович
-р физ.-мат. наук, профессор, академик РАН, научный руководитель, Институт теплофизики СО РАН. Область научных интересов: волновые явления и процессы переноса в двухфазных средах, жидкие пленки и ривулеты, вихревые и когерентные структуры, турбулентные струи, экспериментальные методы, моделирование аэродинамики в топочных камерах, термическая переработка отходов, энергосберегающие технологии. Опубликовано 400 научных работ. (Адрес: 630090, Россия, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева,
• E-mail: ).
asvasus@yandex.ru
Orcid: 0000-0002-9286-7247
Мухин Дмитрий Геннадьевич
аспирант, кафедра ТЭС, НГТУ. Область научных интересов: абсорбционные тепловые насосы и холодильные машины, энергосбережение, вакуумные выпарные установки, аппараты мгновенного вскипания. Опубликовано 22 научные работы. (Адрес: Россия, 630073, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса,
• E-mail: ).
mukhindg@mail.ru
Orcid: 0000 0002 1448 3627
Степанов Константин Ильич
канд. техн. наук, главный инженер, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки, Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН). Область научных интересов: абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы, энергосбережение, вакуумные выпарные установки, аппараты мгновенного вскипания, теплообменное оборудование, тепломассоперенос. Опубликовано 19 научных работ. (Адрес: 630090, г. Новосибирск,
пр. ак. Лаврентьева,
• E-mail: ).
stepanov_ki@mail.ru
Orcid: 0000-0002-9286-7247
Елистратов Сергей Львович
д-р техн. наук, доцент, профессор, кафедра ТЭС, НГТУ. Область научных интересов: теплоэнергетика, тепловые насосы, энергосбережение, термодинамика, тепломассообмен. Опубликовано 153 научные работы. (Адрес: Россия, 630073, г. Новосибирск, пр-т Карла Маркса,
• E-mail:
).
elistratov.sl@yandex.ru
Orcid: 0000-0002-7803-2067
Миронова Нина Владимировна
старший преподаватель кафедры тепловых электрических станций Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: теплоэнергетика, тепловые насосы, энергосбережение, термодинамика, тепломассообмен. Опубликовано 36 научных работ. (Адрес: Россия, 630073, г. Новосибирск, пр-т Карла Маркса,
• E-mail: ).
mironova.2013@corp.nstu.ru
Orcid:
Список литературы
- Геотермическая карта России. – URL: https://www.geokniga.org/maps/1009 (дата обращения: 08.09.2023).
- Геотермальные ресурсы России. – URL: https://geographyofrussia.com/geotermalnye-resursy-rossii/ (дата обращения: 08.09.2023).
- 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).
- Целебные источники. – URL: https://fanatbaikala.ru/portfolio-view/mineralnye-istochniki (дата обращения: 08.09.2023).
- 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).
- Абсорбционные преобразователи теплоты: монография / А.В. Бараненко, Л.С. Тимофеевский, А.В. Долотов, А.В. Попов. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 338 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- ASHRAE Handbook of Fundamentals. – Atlanta, 1997.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
Просмотров аннотации: 702
Скачиваний полного текста: 303
Просмотров интерактивной версии: 0
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.
