Методические аспекты оптимизации затрат энергопотребления малоэтажных строений со встроенным воздушным тепловым насосом

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).

1. Федосов, 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.

2. 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.

3. Воздушные тепловые насосы // URL: https://lucheeotoplenie.ru/tipy-otopleniya/vozdushnoe/vozdushnyeteplovye-nasosy.html

4. 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.

5. ГОСТ Р 54865-2011 Теплоснабжение зданий. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплогенерации с тепловыми насосами URL:http://docs.cntd.ru/document/1200089610

6. 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.htm

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Петросян, А.Л. Применение воздушных тепловых насосов для отопления зданий // Энергосбережение. - 2015. - № 4. - С. 54-61.

11. 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.