Ви є тут

Енергоефективна система теплопостачання будівель


Академік НАН України А.А.Халатов і аспірант О.С.Ступак

Для українців дуже гостро стоїть питання енергоефективності та економії енергії, особливо в системах опалення і кондиціонування. Більшість таких систем використовують неефективні або дорогі в експлуатації системи опалення, теплові насоси іноземного виробництва, що мають високу питому вартість встановленої потужності (близько 1000 євро за 1 кВт потужності). Коефіцієнт ефективності таких систем для умов України складає 3–3,5. Сьогодні є необхідним негайний розвиток нових технологій з більш високими показниками енергоефективності. Запровадження нової економічно вигідної та ефективної системи опалення дозволить вирішити одну з найважливіших побутових проблем кожного українця. Тож проект "Суперенергоефективна система теплопостачання будівель з використанням психометричної енергії навколишнього середовища" викликав загальне зацікавлення на Фестивалі інноваційних проектів "Sikorsky Challenge 2017" та був названий серед його переможців.

Макет установкиЕнергоефективна система теплопостачання будівель, запропонована науковцями Інституту технічної теплофізики НАН України (ІТТФ) та Фізико-технічного інституту КПІ ім. Ігоря Сікорського, являє собою економну систему повітряного опалення, ефективність роботи якої забезпечується синергійним поєднанням циклів Майсоценка та Ренкіна в одній установці. Цикл Майсоценка дозволяє корисно використовувати психрометричну енергію навколишнього середовища, яка знаходиться в повітрі в необмеженій кількості. Використання в теплообмінній системі фазових переходів, таких як конденсація та випаровування, дозволяє більш ефективно отримувати енергію з довкілля та забезпечувати практично повну утилізацію  викидної теплоти. Коефіцієнт ефективності циклу складає 3–3,5. Цикл Ренкіна – термодинамічний цикл, за яким працюють більшість холодильних машин, теплових насосів та кондиціонерів. Об'єднання цих циклів дає синергійний ефект.

Уперше застосовується комбінація двох циклів, що ґрунтується на послідовному розміщенні тепломасообмінного апарату за циклом Майсоценка і традиційного теплового насоса. Це дозволяє не тільки ефективно використовувати психрометричну різницю температур, але й підвищити ефективність теплового насоса за циклом Ренкіна за рахунок ефективного охолодження конденсатора. Експериментальні дослідження пілотного зразка з тепловою потужністю 20 кВт показали високу теплову ефективність на рівні 8–10, що вдвічі вище всіх відомих систем опалення на основі теплових насосів за циклом Ренкіна. Собівартість гігакалорії теплової енергії складає близько 150 грн, а термін окупності – до двох років.

На сьогодні система теплопостачання будівель на основі циклів Майсоценка та Ренкіна має нижчу капітальну вартість порівняно з існуючими та вищі показники ефективності. Автори проекту – академік НАН України, д.т.н., проф. А.А.Халатов – завідувач відділу високотемпературної термогазодинаміки Інституту технічної теплофізики НАН України, завідувач кафедри фізики енергетичних систем ФТІ; аспірант О.С.Ступак.

Інф. ІТТФ

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій