| Description: |
Папин Владимир Владимирович, канд. техн. наук, доц., кафедра тепловых электрических станций и теплотехники, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия; vladimir_papin@bk.ru. Безуглов Роман Владимирович, канд. техн. наук, доц., кафедра тепловых электрических станций и теплотехники, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия; bezuglov@npi-tu.ru. Добрыднев Денис Владимирович, аспирант, кафедра тепловых электрических станций и теплотехники, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия; d.v.dobrydnev@gmail.com. Дьяконов Евгений Михайлович, канд. техн. наук, доц., кафедра тепловых электрических станций и теплотехники, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия; deml@rambler.ru. Шмаков Анатолий Сергеевич, аспирант, кафедра тепловых электрических станций и теплотехники, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия; tolikshmakov.1998@rambler.ru. Vladimir V. Papin, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Department of Thermal Power Plants and Heat Engineering, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia; vladimir_papin@bk.ru. Roman V. Bezuglov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Department of Thermal Power Plants and Heat Engineering, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia; bezuglov@npi-tu.ru. Denis V. Dobrydnev, Postgraduate Student, Department of Thermal Power Plants and Heat Engineering, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia; d.v.dobrydnev@gmail.com. Evgeny M. Dyakonov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Department of Thermal Power Plants and Heat Engineering, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia; deml@rambler.ru. Anatoly S. Shmakov, Postgraduate Student, Department of Thermal Power Plants and Heat Engineering, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia; tolikshmakov.1998@rambler.ru. В статье проводится технико-экономический анализ применения энергокомплекса, базирующегося на «новом трансформаторе теплоты», для нужд теплоснабжения и сравнение основных показателей с конкурирующими технологиями – парокомпрессионным и абсорбционным тепловым насосом, газовым котлом. Энергокомплекс рассматривается как установка для теплоснабжения, работающая с использованием возобновляемых источников энергии и состоящая из нового трансформатора, который в одном рабочем контуре имеет систему концентраторов теплоты, включая компрессор механический и «тепловой» (совокупность абсорбергенератор пара), что, в отличие от существующих трансформаторов теплоты, позволяет более полно использовать для своей работы различные виды энергии, как по отдельности, так и комплексно, а также регулировать параметры трансформации теплоты под конкретные условия применения. Комбинирование различных технологий позволяет повысить эффективность использования первичной энергии. Оценка энергетической эффективности выполнена для тепловой мощности 30 кВт. Технико-экономический анализ показал, что применение энергокомплекса позволяет существенно сократить расход органического топлива (природного газа) по сравнению с конкурирующими технологиями и снизить срок окупаемости энергокомплекса по сравнению с конкурентами. В частности, результаты расчетов показывают, что расход топлива энергокомплекса (принимался природный газ) в 1,5 раза ниже, чем у АБТН, в 2,5 раза ниже, чем у газового котла (ГК) и в 3,3 раза ниже, чем у ПКТН. Снижение эксплуатационных расходов позволяет сократить срок окупаемости предлагаемого решения по сравнению с ПКТН на 1,2 года, с АБТН – на 5,2 года, с ГК – на 9,6 года. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности разработки энергокомплекса в качестве теплогенерирующего устройства и его конкурентоспособности. This article provides a technical and economic analysis of the use of an energy complex based on a new heat transformer for heat supply needs and compares the main indicators with competing technologies – absorption heat pumps (AHP), vapor compression heat pumps (VCHP) and gas boilers (GB). The energy complex is considered as a heat supply installation operating using renewable energy sources. It consists of a new transformer, which in one operating circuit has a system of heat concentrators, including a mechanical and thermal compressor which, unlike existing heat transformers, makes it possible to more fully use different types of energy for their work, individually and in combination. It also allows the parameters of heat transformation to be adjusted for specific conditions. Combining different technologies makes it possible to increase the efficiency of primary energy use. The energy efficiency assessment was carried out for a thermal power of 30 kW. A technical and economic analysis showed that the use of an energy complex can significantly reduce the consumption of natural gas and reduce the payback period of the energy complex compared to competing technologies. In particular, the results show that the fuel consumption of the energy complex (natural gas) is 1.5 times lower than that of AHP, 2.5 times lower than that of GB and 3.3 times lower than that of VCHP. Reducing operating costs makes it possible to reduce the payback period of the proposed solution compared to VCHP by 1.2 years, AHP by 5.2 years, and GB by 9.6 years. The results indicate the suitability of developing the energy complex as a heat-generating device and its competitiveness. Работа выполнена в рамках стратегического проекта «Научно-инновационный кластер «Контрактный R&D центр» Программы развития ЮРГПУ (НПИ) при реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». The work was carried out within the framework of the strategic project “Scientific and Innovation Cluster “Contract R&D Center”” of the SRSPU (NPI) Development Program in the implementation of the program “Priority-2030”. |