ЗМІСТ ЖУРНАЛІВ

Архів збірника «Проблеми загальної енергетики»



Оцінка потенціалу джерел низькопотенційної теплоти для теплонасосних установок систем централізованого теплопостачання

Дерій Володимир, к.т.н., ст. наук. співр., https://orcid.org/0000-0002-5689-4897 ,
Соколовська Ірина, к.т.н., https://orcid.org/0000-0003-1959-9837 ,
Тесленко Олександр, к.т.н., https://orcid.org/0000-0002-3772-5991
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172. м. Київ, 03150, Україна
Мова: українська
Джерело: СИСТЕМНІ ДОСЛІДЖЕННЯ В ЕНЕРГЕТИЦІ, 2022, 1(70):4–18
https://doi.org/10.15407/srenergy2022.01.004
Рубрика: Технології енергетики, енергетичні системи і комплекси
УДК: 621.643.053
Надійшла: 06.09.2022
Опубліковано: 19.10.2022

Анотація:

Запропоновано методику та розрахункові формули для оцінки теплового потенціалу та його розподілу по областям України природніх та штучних (антропогенних) джерел низькопотенційної теплоти таких як: навколишнє повітря, вентиляційні викиди будівель, під’єднаних до систем централізованого теплопостачання, ґрунти та ґрунтові води, великі річки, стічні каналізаційні води, технологічні скиди котелень та ТЕЦ, теплові вторинні енергетичні ресурси у промисловості. Визначено доступність теплового потенціалу цих джерел для теплонасосних установок систем централізованого теплопостачання. Для кожного з цих джерел оцінено річний тепловий потенціал та середньорічну потужність Показано, що доступний для теплонасосних установок систем централізованого теплопостачання річний тепловий потенціал та середньорічна потужність становить для: навколишнього повітря – 9735 тис Гкал та 905 МВт; вентиляційних викидів будівель – 25655 тис. Гкал та 1871 МВт; ґрунту та ґрунтових вод – 2628 тис. Гкал та 87 МВт; великих річок – 3212 тис. Гкал та 299 МВт; стічних каналізаційних вод – 4545 тис. Гкал та 338 МВт; технологічних скидів котелень та ТЕЦ – 2459 тис. Гкал та 724 МВт; теплових вторинних енергетичних ресурсів у промисловості 7661 тис. Гкал та 214 МВт відповідно. Загальний тепловий потенціал зазначених вище джерел становить 4,97 ГВт, що дозволяє використовувати теплонасосні установки в системах централізованого теплопостачання загальною потужністю близько 7,5 ГВт. У разі використання теплонасосними установками джерел низькопотенційної теплоти природного походження необхідно враховувати, що інтенсивна їх експлуатація може призвести до їх швидкого теплового виснаження та суттєвого впливу на довкілля. Тому необхідно підтримувати такий рівень використання енергії природних джерел низькопотенційної теплоти, який дозволив би експлуатувати їх без шкоди для навколишнього середовища. В умовах щільної забудови міст України використання теплоти ґрунту та ґрунтових вод для теплонасосних установок буде обмеженим через дефіцит вільних земельних ділянок. Також проблематичним буде використання потужних повітряних теплонасосних установок у населених пунктах через їх великий рівень шуму.

Ключовi слова: теплонасосні установки, системи централізованого теплопостачання, джерела низькопотенційної теплоти, тепловий потенціал

Лiтература:

  1. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії України. К.: Інститут електродинаміки НАН України, 2001. 41 с.
  2. Снєжкін Ю.Ф. Енергоефективні теплонасосні технології: стан та перспективи їх впровадження в Україні. Промышленная теплотехника. 2017. Т. 39, № 2. С. 18—24.
  3. Кудря С.О. Потенціал розвитку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії. Підвищення енергоефективності та стимулювання використання відновлюваної енергії в агро-харчових та інших малих та середніх підприємствах (МСП) України. Агентство ООН з питань промислового розвитку. К., 2015. 48 с.
  4. Енергія довкілля. Сайт Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження України. URL : https://saee.gov.ua/ae/termo-energy (дата звернення: 07.05.2022).
  5. Морозов Ю.П., Величко В.В., Кушнір І.О. Оцінка теплового потенціалу верхніх шарів Землі на території України. Відновлювана енергетика. 2018. № 4 (55). С. 84—92. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2018.4(55).84-92
  6. Фиалко Н.М. Анализ состояния и перспектив использования вторичных энергетических ресурсов в теплоэнергетике Украины. Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. Днепропетровск: НПВК «Триакон». 2013. Вып. 2(13). С. 99—104.
  7. Куц Г.О. Використання теплових вторинних енергоресурсів у системах теплопостачання міст. Проблеми загальної енергетики. 2010. Вип. 1(21). С. 47—53.
  8. Енергоефективність та відновлювальні джерела енергії; під заг. ред. А.К. Шидловського. К.: Українські енциклопедичні знання, 2007. 560 c.
  9. Білодід В.Д. Оцінка можливостей підвищення енергетичної ефективності ТЕЦ шляхом використання теплонасосних установок. Проблеми загальної енергетики. 2015. Вип. 2(41). С. 48—56. https://doi.org/10.15407/pge2015.02.048
  10. Kulyk M.M, Bilodid V.D. Operational conditions of combined heat-and-power plants with heat pumps and the attainable utilization capacities of heat pumps at such plants in the Integrated Power System of Ukraine. The Problems of General Energy. 2014. Issue 1(36). P. 33—38.
  11. Дерій В.О., Соколовська І.С., Тесленко О.І. Огляд джерел низькопотенційної теплоти для теплонасосних установок систем централізованого теплопостачання. Проблеми загальної енергетики. 2022. Вип. 1-2 (68-69). С. 30—41. https://doi.org/10.15407/pge2022.01-02.030
  12. Про необхідність впровадження енергоефективних заходів. URL: https://www.minregion.gov.ua/press/news/pro-neobhidnist-vprovadzhennya-energoefektyvnyh-zahodiv-rozyasnennya-minregionu/ (дата звернення: 07.05.2022).
  13. Житловий фонд України. Статистичний збірник. Київ. 2018. URL: http://www.ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2018/zb/07/zb_jf_2017_pdf.pdf
  14. Про теплопостачання: Закон України від 2 червня 2005 року № 2633-IV. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2633-15#Text (дата звернення: 07.06.2022).
  15. Как сохранить и развивать централизованное теплоснабжение в Украине. URL: http://jkg-portal.com.ua/ru/publication/one/jak-zberegti--rozvivati-centralzovane-teplopostachannja-v-ukrajin-53570.
  16. Розвиток відновлюваних джерел енергії в Україні. URL: https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Rozvitok-VDE-v-Ukrai--ni.pdf (дата звернення: 07.06.2022).
  17. Дерій В.О. Можливості впровадження електричних теплогенераторів в системах централізованого теплопостачання. Проблеми загальної енергетики. 2017. Вип. 3(50). С. 50—59. https://doi.org/10.15407/pge2017.03.050
  18. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Будівельна кліматологія. URL: http://uas.org.ua/wp-content/uploads/2019/01/dstu-n_b_v.1.1-27_2010.pdf.
  19. ДБН В.2.2-15-2005 Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення. URL: http://www.ecodim.com.ua/ukr/info/documents/dbn-v22-15-2005/
  20. Уланов Н.М., Уланов М.М., Соломко В.Д. Использование низкопотенциального тепла вод различного происхождения для теплоснабжения в ЖКХ и других отраслях экономики Украины. URL: http://www.journal.esco.co.ua/2012_8/art190.htm (дата звернення: 07.06.2022).
  21. Мировой рынок тепловых насосов «воздух-вода». Мир климата. № 117 (2019). URL: https://mir-klimata.info/archive/2019_6/mir_news_117/ (дата звернення: 17.12.2021).
  22. Вишневський В.І. Річки і водойми України: стан і використання. К.: Віпол, 2000. 376 с.
  23. Вторинні енергетичні ресурси: поняття, види, класифікація, використання, гідності та недоліки застосування. URL: https://publish.com.ua/navchannia/vtorinni-energetichni-resursi-ponyattya-vidi-klasifikatsiya-vikoristannya-gidnosti-ta-nedoliki-zastosuvannya.html#teplovi-vtorynni-enerhetychni-resursy (дата звернення: 07.06.2022).
  24. Виробництво промислової продукції за видами по регіонах України за 2019 р. Держстат України. URL: http://www.ukrstat.gov.ua/operativ/operativ2021/pr/ovp/vppr_ue_2019.xlsx (дата звернення: 17.12.2021).
  25. Постачання та використання енергії у 2020 р. Державна служба статистики. URL: http://www.ukrstat.gov.ua/
  26. Трушевский С.Н. Вариативность мощности термоскважин ТНУ при отрицательных температурах грунта. URL: http://www.c-o-k.ru/articles/termoskvazhiny-dlya-teplonasosov-ekologicheskiy-aspekt (дата звернення: 07.12.2021).
  27. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфраструктуре. URL: https://docplayer.ru/47616998-Teplovye-nasosy-v-sovremennoy-promyshlennosti-i-kommunalnoy-infrastrukture-informacionno-metodicheskoe-izdanie.html (дата звернення: 17.12.2021).
  28. Трушевский С.Н. Термоскважины для теплонасосов: экологический аспект. URL: http://www.c-o-k.ru/articles/termoskvazhiny-dlya-teplonasosov-ekologicheskiy-aspekt (дата звернення: 17.12.2021).
  29. Осадчий Г.Б. Условия эффективного использования тепловых насосов в России. URL: http://www.holodilshchik.ru/Usloviya_eff_isp_tepl_ nasosov_III_ Osadchiy.pdf (дата звернення: 17.12.2021).
  30. Руководство по проектированию. Тепловые насосы. Viessmann Werke GmbH &Co, 2011, 125 с.

Скачування:

Повний текст (PDF)