Authors

Энергомоделирование и экспериментальная верификация режимов работы теплового насоса при утилизации теплоты вытяжного воздуха. Часть 2. Энергетические, экономические и экологические показатели

DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-43-49
UDC 697.97-5

Энергомоделирование и экспериментальная верификация режимов работы теплового насоса при утилизации теплоты вытяжного воздуха. Часть 2. Энергетические, экономические и экологические показатели

Nikitina Veronika A., Sulin A.B., Muraveinikov S.S. , Nikitin А. А., Makatov Kirill

For citation: Никитина В.А., Сулин А.Б., Муравейников С.С., Никитин А.А., Макатов К. Энергомоделирование и экспериментальная верификация режимов работы теплового насоса при утилизации теплоты вытяжного воздуха. Часть 2. Энергетические, экономические и экологические показатели // Вестник Международной академии холода. 2024. № 1. С. 43-49. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-43-49 [Nikitina V.A., Sulin A.B., Muraveinikov S.S., Nikitin A.A., Makatov K. Energy modeling and experimental validation of heat pump operating modes in exhaust air heat recovery. Part 2. Energy, economic and environmental indicators. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 1. p. 43-49. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-43-49]

Abstract
Рассмотрены сравнительные характеристики двух вариантов использования теплового насоса, интегрированного в систему вентиляции: с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха и с использованием наружного воздуха в качестве источника низкопотенциальной теплоты. Энергомоделирование режимов работы теплонасосной установки за отопительный период в климатических условиях Санкт-Петербурга выполнялось после верификации расчетной методики по результатам физического эксперимента. Результат моделирования выявил значительный потенциал использования предложенной системы в трех аспектах: энергетическом, экономическом и экологическом. Показатели энергоэффективности данной системы за отопительный период для условий Санкт-Петербурга при средней теплопроизводительности порядка 22 кВт составляют: COP повышается на 27,57%, сэкономленная электроэнергия приносит выгоду 2212,72 $, выбросы CO₂ сокращаются на 15749,32 кг, окупаемость системы составляет 2-2,2 года.

Keywords: энергомоделирование, теплота вытяжного воздуха, тепловой насос, энергоэффективность.

All references

1. Горшков А.С.Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий //Инженерно-строительный журнал. 2010. №. 1. С. 9-13.

2. Vakiloroaya V. et al.A review of different strategies for HVAC energy saving // Energy conversion and management. 2014. vol. 77. p. 738-754.

3. Табакова А.С., Новикова О.В.Повышение эффективности теплопотребления здания при применении современных систем вентиляции // Неделя науки СПбПУ. 2015. С. 135-138.

4. Gaudiano P.Agent‐based simulation as a tool for the built environment // Annals of the New York Academy of Sciences. 2013. vol. 1295. no 1. p. 26-33.

5. Herrmann C. et al.Energy oriented simulation of manufacturing systems–Concept and application // CIRP annals. 2011. vol. 60. no 1. p. 45-48.

6. Lin Y. et al.Towards zero-energy buildings in China: A systematic literature review // Journal of Cleaner Production. 2020. vol. 276. p. 123297.

7. Muraveinikov S.S. et al.Average annual efficiency evaluation in the design of life support systems //AIP Conference Proceedings. AIP Publishing LLC, 2019. vol. 2141. no 1. p. 030019.

8. Администрация Санкт-Петербурга: официальный сайт. Санкт-Петербург. [Электронный ресурс]: https://www.gov.spb.ru/helper/day/klimat/ (дата обращения 12.09.2022).

9. Никитин А.А., Муравейников С.С., Крылов В.А.Перспективы использования тепловых насосов в системах вентиляции //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия«Холодильнаятехникаикондиционирование». 2016. №. 4. С. 57-61.

10. Губина И.А., Горшков А.С.Энергосбережение в зданиях при утилизации тепла вытяжного воздуха //Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. №. 4. С. 209-219.

11. Nikitina V.A., Nikitin A.A., Sulin A.B., Ryabova T.V., Makatov K.Analysis of the heat recovery potential in the classroom // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, Vol. 866, No. 1, pp. 012012.

12. Sulin A.B. et al.Energy performance analysis of the temperature control system of an object with a random principle of thermal perturbations // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. vol. 939. no 1. p. 012075.

13. Никитина В.А., Сулин А.Б., Муравейников С.С., Никитин А.А., Макатов К.Энергомоделирование и экспериментальная верификация режимов работы теплового насоса при утилизации теплоты вытяжного воздуха. Часть 1. Схемные решения и расчетная модель. // Вестник Международной академии холода. 2023. № 4. С.3-10. DOI: 10.17586/1606-4313-2023-22-4-3-10

14. ASHRAE «International Weather for Energy Calculations» – URL: https://www.ashrae.org/technical-resources/bookstore/ashrae-international-weather-files-for-energy-calculations-2-0-iwec2 (датаобращения: 01.08.2023).

15. Deymi-Dashtebayaz M., Valipour-Namanlo S.Thermoeconomic and environmental feasibility of waste heat recovery of a data center using air source heat pump // Journal of Cleaner Production. 2019. vol. 219. p. 117-126.

Deymi-Dashtebayaz M. et al.A new multigenerational solar energy system integrated with near-zero energy building including energy storage–A dynamic energy, exergy, and economic-environmental analyses // Energy Conversion and Management. 2022. vol. 261. p. 115653.

Русский

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

Authors

Archive

Founders

Partnerships