vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2025-52-4-207-213vdgtu-1922Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREСовершенствование теплового насоса методом эффективной утилизации теплотыImprovement of the heat pump by the method of efficient heat utilizationГубскийВ. С.GubskyV. S.

Губский Владислав Сергеевич - аспирант, кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения.

350072, Краснодар, ул. Московская, д. 2

Vladislav S. Gubskiy - Graduate Student, Department of Technological Equipment and Life Support Systems.

2 Moskovskaya Str., Krasnodar 350072

vladislvavg@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7520-8621ШамаровМ. В.ShamarovM. V.

Шамаров Максим Владимирович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологического оборудования и систем жизнеобеспечения.

350072, Краснодар, ул. Московская, д. 2

Maxim V. Shamarov - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Assoc. Prof., Department of Technological Equipment and Life Support Systems.

2 Moskovskaya Str., Krasnodar 350072

schmax@mail.ruКубанский государственный технологический университетРоссияKuban State Technological UniversityRussian Federation202504022026524207213Copyright © Губский В.С., Шамаров М.В., 20262026Губский В.С., Шамаров М.В.Gubsky V.S., Shamarov M.V.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/1922Цель

Цель. Целью исследования является разработка гибридной конструкции с использованием теплового насоса и сублимационной установки для эффективного использования отработанного тепла, ее расчет, анализ параметров и теплофизических характеристик.

Метод

Метод. Исследование основывается на методах термодинамического анализа, которые применяются для оценки технических характеристик сублимационной установки до и после внедрения теплового насоса.

Результат

Результат. Проанализированы технические параметры теплового насоса и выбран наиболее подходящий вариант установки. Представлено два вида комбинированных схем с тепловым насосом для подогрева воды.

Вывод

Вывод. Представленные установки позволят использовать излишнее тепло для обогрева зданий и ГВС, либо уменьшить энергопотребление электрокотла. Для создания такого вида установки необходимо выполнить комплекс аналитических и экспериментальных исследований.

Objective

Objective. A heat pump integrated into freeze-drying plants increases their energy efficiency, reduces the cost of heating buildings, stabilizes the load on the power grid and brings economic benefits.

Method

Method. The study is based on thermodynamic analysis methods that are used to evaluate the technical characteristics of the freeze-drying plant before and after the introduction of the heat pump.

Result

Result. The technical parameters of the heat pump were analyzed, and the most suitable installation option was selected. There are 2 types of combined schemes with a heat pump for water heating.

Conclusions

Conclusions. The presented installations will make it possible to use excess heat for heating buildings and hot water or reduce the energy consumption of an electric boiler. To create this type of installation, it is necessary to carry out a set of analytical and experimental studies.

тепловой насоссублимационная сушкаэнергетическая эффективностькоэффициент преобразованиятеплопроизводительностьHeat pumpfreeze dryingenergy efficiencyconversion ratioheat outputReferencesLiu M, Tan L and Cao SL. Theoretical model of energyperformance prediction and BEP determination forcentrifugal pump as turbine. Energy 2019; 172:712–732.Liu M, Tan L and Cao SL. Theoretical model of energyperformance prediction and BEP determination forcentrifugal pump as turbine. Energy 2019; 172:712–732.Snyder G.J., LeBlanc S., Crane D. Distributed and localized cooling with thermoelectrics, [et al.] Future energy. 2021;5:748-751.Snyder G.J., LeBlanc S., Crane D. Distributed and localized cooling with thermoelectrics, [et al.] Future energy. 2021; 5:748-751.Hao Y and Tan L. Symmetrical and unsymmetrical tipclearances on cavitation performance and radial force ofa mixed flow pump as turbine at pump mode. RenewEnergy 2018; 127: 368–376.Hao Y and Tan L. Symmetrical and unsymmetrical tipclearances on cavitation performance and radial force ofa mixed flow pump as turbine at pump mode. RenewEnergy. 2018;127: 368–376.Liu YB and Tan L. Tip clearance on pressure fluctuationintensity and vortex characteristic of a mixed flow pumpas turbine at pump mode. Renew Energy 2018; 129:606–615.Liu YB and Tan L. Tip clearance on pressure fluctuationintensity and vortex characteristic of a mixed flow pumpas turbine at pump mode. Renew Energy 2018; 129:606–615.Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Surzhik D.I. Method for modeling dynamic modes of nonlinear control system for thermoelectric modules. Advances in Dynamical Systems and Applications 2020; 15(2):187-197.Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Surzhik D.I. Method for modeling dynamic modes of nonlinear control system for thermoelectric modules. Advances in Dynamical Systems and Applications 2020; 15(2):187-197. (In Russ)Mardani A, Jusoh A, Zavadskas E.K, et al. Sustainableand renewable energy: an overview of the application ofmultiple criteria decision making techniques andapproaches. Sustainability 2015; 7: 13947–13984.Mardani A, Jusoh A, Zavadskas E.K, et al. Sustainableand renewable energy: an overview of the application ofmultiple criteria decision making techniques andapproaches. Sustainability 2015;7:13947–13984.Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. – М.: Энергия, 1973.Brodyansky V. M. Exergetic method of thermodynamic analysis. M.: Energy, 1973. (In Russ)Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. – Л.: Энергия, 1968.Shargut Ya, Petela R. Exergia. L.: Energy, 1968. (In Russ)Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. — М.: Энергоиздат, 1981.Sokolov E.Ya., Brodyansky V.M. Energy fundamentals of heat transformation and cooling processes. M.: Energoizdat, 1981. (In Russ)Каменев В.Ф., Попов В.С. Тепловые насосы и утилизация низкопотенциального тепла. — М.: Энергоатомиздат, 1984.Kamenev V.F., Popov V.S. Heat pumps and utilization of low-grade heat. M.: Energoatomizdat, 1984. (In Russ)Рекуперация тепла в системах вентиляции и кондиционирования воздуха / Под ред. В.Н. Богословского. — М.: Стройиздат, 1990.Heat recovery in ventilation and air conditioning systems/Ed. V.N. Bogoslovsky. M.: Stroyizdat, 1990. (In Russ)https://bigenc.ru (дата доступа 25.01.2025).https://bigenc.ru (access date 25.01.2025).https://molokoice.ru (дата доступа 25.01.2025).https://molokoice.ru (access date 25.01.2025).https://propionix.ru (дата доступа 25.01.2025).https://propionix.ru (access date 25.01.2025).Гафуров А.М. Перспективные области применения энергетических установок на низкокипящих рабочих телах. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2015. – № 1 (25). – С. 93-98.Gafurov A.M. Promising areas of application of power plants on low-boiling working bodies. Bulletin of Kazan State Energy University. 2015;1(25): 93-98. (In Russ)Шамаров М.В. Научно-технические достижения и перспективы института механики, робототехники, инженерии транспортных и технических систем КубГТУ в области образования и компрессоростроения/М.В. Шамаров, А.В. Гукасян, Ю.С. Беззаботов, И.Е. Сязин // В сборнике: Эффективное применение в проектах компрессорного, газоразделительного и энергосберегающего оборудования. Сборник трудов III-й научно-технической конференции. Краснодар, 2021. С. 53-57.Shamarov M.V. Scientific and technical achievements and prospects of the Institute of Mechanics, Robotics, Engineering of Transport and Technical Systems of KubSTU in the field of education and compressor engineering/M.V. Shamarov, A.V. Gukasyan, Yu.S. Carelessness, I.E. Syazin//In the collection: Effective application in compressor, gas separation and energy-saving equipment. Collection of works of the III scientific and technical conference. Krasnodar, 2021:53-57. (In Russ)

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