vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2023-50-2-177-187vdgtu-1301Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREМетодические аспекты оптимизации затрат энергопотребления малоэтажных строений со встроенным воздушным тепловым насосомMethodological aspects of optimization of energy consump-tion costs of low-rise buildings with a built-in air heat pumpКрупновЕ. И.KrupnovE. I.

Крупнов Евгений Иванович, кандидат технических наук, заведующий кафедрой строительства и инженерных систем

153000, г. Иваново, Шереметевский просп., 21

Evgeniy I. Krupnov, Cand. Sci. (Eng), Assoc. Prof., Head of the Department of Construction and Engineering System

153000, Ivanovo, Sheremetevsky avenue, 21

ekrup@list.ruЗайцеваИ. А.ZaitsevaI. A.

Зайцева Ирина Александровна, кандидат экономических наук, доцент, магистр кафедры строительства и инженерных систем

153000, г. Иваново, Шереметевский просп., 21

Irina A. Zaitseva, Cand. Sci. (Econom), Assoc. Prof., Master of the Department of Construction and Engineering Systems

153000, Ivanovo, Sheremetevsky avenue, 21

75zss@rambler.ruЛогиноваС. А.LoginovaS. A.

Логинова Светлана Андреевна, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций

150023, г. Ярославль, Московский пр-кт, 88

Svetlana A. Loginova, Cand. Sci. (Eng), Assoc. Prof., Department of Building Structures

88 Moskovsky Ave., Yaroslavl 150023

sl79066171227@yandex.ruЗайцевИ. С.ZaitsevI. S.

Зайцев Иван Сергеевич, магистр кафедры программного обеспечения компьютерных систем

153003 г. Иваново, Рабфаковская ул., 34

Ivan S. Zaitsev, Master of the Department of Computer Systems Software

34 Rabfakovskaya St., Ivanovo 153003

e30n3@yandex.ruИвановский государственный политехнический университетРоссияIvanovo State Polytechnic UniversityRussian FederationЯрославский государственный технический университетРоссияYaroslavl State Technical UniversityRussian FederationИвановский государственный энергетический университет им. В.И. ЛенинаРоссияV.I. Lenin Ivanovo State Power Engineering UniversityRussian Federation202301082023502177187Copyright © Крупнов Е.И., Зайцева И.А., Логинова С.А., Зайцев И.С., 20232023Крупнов Е.И., Зайцева И.А., Логинова С.А., Зайцев И.С.Krupnov E.I., Zaitseva I.A., Loginova S.A., Zaitsev I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1301

Цель. Одним из перспективных путей решения проблемы рационального использования топливно-энергетических ресурсов является применение экологически чистых энергосберегающих воздушных тепловых насосов, основанных на использовании нетрадиционных источников энергии. Применение инновационных энергосберегающих технологий требует обоснованных методических рекомендаций по оценке их энергоэффективности. Целью исследования является разработка методики расчета потребляемой электрической и выработки тепловой энергий, а также сезонного показателя энергоэффективности эксплуатации воздушного теплового насоса.Метод. Методика в качестве исходных данных учитывает экспериментальные данные испытаний воздушного теплового насоса (ВТН) по теплопроизводительности в зависимости от изменения температуры источника низкопотенциальной теплоты и температурного режима теплоносителя.Результат. Разработанная методика последовательности расчета затрат на энергопотребление и энергосбережение при применении воздушного теплого насоса, начиная от определения потребностей в отоплении и охлаждении помещения до установки и настройки ВТН. Методика обусловлена существующими в нормативных документах недостатками методической базы для оптимизации энергозатрат и теплогенерации тепловыми насосами.Вывод. Методика может быть применена не только для расчета годовых эксплуатационных затрат применения теплового насоса и определения структуры потребления энергии (тепловой и электрической), но и для оптимизации энергетических параметров ВТН с оценкой энергетической эффективности разных вариантов их конфигураций. От правильного учета необходимой тепловой нагрузки малоэтажного строения и расхода электроэнергии для ее обеспечения зависит точность расчета эксплуатационных затрат, которые будут иметь место в отопительный период работы воздушного теплового насоса (ВТН).

Objective. The rational use of fuel and energy resources is one of the urgent problems. One of the promising ways to solve this problem is the use of environmentally friendly energy-saving air source heat pumps based on the use of non-traditional energy sources. The use of such innovative energy-saving technologies requires not only modern architectural and planning, design and engineering solutions, but also sound methodological recommendations for as-sessing their energy efficiency and feasibility. The article presents a methodology for calculating the consumed electrical energy and heat generation, as well as the seasonal indicator of energy efficiency in the operation of an air source heat pump.Method. The technique takes into account, as input data, experimental data from tests of high-voltage heat pumps in terms of heat output depending on the change in the temperature of the source of low-grade heat and the temperature regime of the coolant.Result. The need to develop a methodology is due to the shortcomings in the regulatory documents of the methodological basis for optimizing energy costs and heat generation by heat pumps. The accuracy of calculating the operating costs that will occur during the heating period of the air source heat pump (AHP) depends on the correct accounting of the required heat load of a low-rise building and the consumption of electricity to ensure it.Conclusion. This technique can be applied not only to calculate the annual operating costs of using a heat pump and determine the structure of energy consumption (thermal and electrical), but also to optimize the energy parameters of HHP with an assessment of the energy efficiency of different options for their configurations.

методикаэнергопотреблениеэнергоэффективностьресурсосбеежениеэксплуатационные затратывоздушный тепловой насосmethodologyenergy consumptionenergy efficiencyresource savingoperating costsair source heat pumpReferencesФедосов, С.В. Особенности функционирования фреонового контура малоэтажного здания с воздушным тепловым насосом в отопительный период / С.В. Федосов, В.Н. Федосеев, В.Е. Шебашев, И.А. Зайцева, В.Г. Котлов, В.А. Емелин // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. - 2019. - № 4 (12). - С. 142-148.Fedosov, S.V. Features of the functioning of the freon circuit of a low-rise building with an air heat pump during the heating period / S.V. Fedosov, V.N. Fedoseev, V.E. Shebashev, I.A. Zaitseva, V.G. Kotlov, V.A. Emelin. Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Materials. Constructions. Technologies. 2019; 4 (12): 142-148. (In Russ)Алоян, Р.М. Рациональное использование соотношений электротарифов для автономных текстильных строений в режиме теплоснабжения электрокотлом / Р.М. Алоян, В.Н. Федосеев, Н.В. Виноградова, И.А. Зайцева, М.Р. Иродова // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2017. - №4(370). - С. 242-245.Aloyan, R.M. Rational use of ratios of electric tariffs for autonomous textile buildings in the mode of heat supply by an electric boiler / R.M. Aloyan, V.N. Fedoseev, N.V. Vinogradova, I.A. Zaitseva, M.R. Irodova // Izvestiya vuzov. Technology of the textile industry. 2017; 4 (370): 242-245. (In Russ)Воздушные тепловые насосы // URL: https://lucheeotoplenie.ru/tipy-otopleniya/vozdushnoe/vozdushnyeteplovye-nasosy.htmlAir source heat pumps. URL: https://lucheeotoplenie.ru/tipy-otopleniya/vozdushnoe/vozdushnye-teplovyenasosy.html(In Russ)Воронов, В.А. Климатические условия и факторы, влияющие на производительность воздушного теплового насоса / В.А. Воронов, В.А. Емелин, В.Н. Федосеев, И.А. Зайцева // Сборник научных трудов. Теория и практика технических, организационно-технологических и экономических решений. Иваново. ИВГПУ. - 2015. - С. 241-251.Voronov, V.A. Climatic conditions and factors affecting the performance of the air heat pump / V.A. Voronov, V.A. Emelin, V.N. Fedoseev, I.A. Zaitseva // Collection of scientific papers. Theory and practice of technical, organizational, technological and economic solutions. Ivanovo. IVGPU. 2015; 241-251. (In Russ)ГОСТ Р 54865-2011 Теплоснабжение зданий. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплогенерации с тепловыми насосами URL:http://docs.cntd.ru/document/1200089610GOST R 54865-2011 Heat supply of buildings. Methodology for calculating the energy demand and efficiency of a heat generation system with heat pumps URL: http://docs.cntd.ru/document/1200089610(In Russ)Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов нетрадиционных возобновляемых источников энергии. – М. – 2001. URL:http://www.infosait.ru/norma_doc/8/8574/index.htmGuidelines for the use of heat pumps using secondary energy resources of non-traditional renewable energy sources. - M. - 2001. URL: http://www.infosait.ru/norma_doc/8/8574/index.htm(In Russ)Лунева, С.К. К вопросу применения тепловых насосов / С.К. Лунева, А.С. Чистович, И.Х. Эмиров // Технико-технологические проблемы сервиса. - 2013. - № 4 (26). - С. 45-52.Luneva, S.K. To the question of the use of heat pumps / S.K. Luneva, A.S. Chistovich, I.Kh. Emirov. Technical and technological problems of service. 2013; 4 (26):45-52. (In Russ)Жуков, А.Д. Системы экологически устойчивого строительства / А.Д. Жуков, Т.В. Смирнова, Н.В. Наумова, Р.М. Мустафаев // Строительство: наука и образование. - 2013. - № 3. - С. 4-12.Zhukov, A.D. Systems of environmentally sustainable construction / A.D. Zhukov, T.V. Smirnova, N.V. Naumova, R.M. Mustafaev. Construction: science and education. 2013; 3: 4-12. (In Russ)Оганесян, Л.С. Эффективность применения воздушных тепловых насосов в условиях Армении / Л.С. Оганесян, М.Г. Казарян // Вестник Национального политехнического университета Армении. Электротехника, энергетика. - 2015. - № 1. - С. 11-35.Oganesyan, L.S. The effectiveness of the use of air heat pumps in the conditions of Armenia / L.S. Oganesyan, M.G. Ghazaryan. Bulletin of the National Polytechnic University of Armenia. Electrical engineering, energy. 2015; 1: 11-35. (In Russ)Петросян, А.Л. Применение воздушных тепловых насосов для отопления зданий // Энергосбережение. - 2015. - № 4. - С. 54-61.Petrosyan, A.L. Application of air heat pumps for heating buildings. Energy saving. 2015; 4: 54-61. (In Russ)Яковлев, И.В. Энергоэффективность перехода на автономное теплоснабжение от воздушных теплонасосных установок в климатических условиях России / И.В. Яковлев, А.М. Исхакова, И.В. Парехина // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. - 2016. - № 5. - С. 105-112.Yakovlev, I.V. Energy efficiency of transition to autonomous heat supply from air heat pump installations in the climatic conditions of Russia / I.V. Yakovlev, A.M. Iskhakova, I.V. Parekhina. Bulletin of the Moscow Power Engineering Institute. Bulletin of MPEI. 2016; 5:105-112. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.