МРНТИ 55.03.99, 55.36.03                                                            №1 (2021г.)

PDF

Демесова С.Т., Омаров Р.А., Омар Д.Р.,  Ержигитов Е.С.

Тепловой насос – техническое средство осуществляющее перенос тепловой энергии от источника к потребителю. В отличие от самопроизвольной передачи тепла, которая всегда происходит от горячего тела к холодному, тепловой насос переносит тепло в обратном направлении. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из компрессора, теплового расширительного клапана, испарителя и конденсатора. Для эффективной и экономичной работы теплового насоса важна конструктивно-технологическая компоновка. В статье обоснован новый подход к схеме размещения основных компонентов друг относительно друга и к конструкции теплообменников испарителя и конденсатора. Принятые технические решения позволяют обеспечить саморегулируемое охлаждение компрессора, снизить непроизводительные теплопотери, уменьшить габариты и материалоёмкость теплового насоса.

Ключевые слова: тепловой насос, компрессор, испаритель, конденсатор, коэффициент преобразования, низкопотенциальный источник тепла, энергосбережение, энергоэффективность, возобновляемая энергетика.

Список литературы

1 Конференция по климату в Париже (2015). [Электронный ресурс]: https:// ru.wikipedia.org. [Konferentsy`ya рo klimatu v Parizhe (2015). [Elektronny`j resurs]: https://ru.wikipedia.org].

2 Концепция проекта ЭКСПО-2017. [Электронный ресурс]: http:// expo2017astana.com/future-energy/zamyisel-proekta [Kontseptsy`ya proekta EKSPO-2017, [Elektronny`j resurs]: http://expo2017astana.com/future-energy/ zamyisel-proekta]

3 Закон Республики Казахстан. Об энергосбережении и повышении энергоэффективности: утв. 13 января 2012 г., №541-IV]. [Zakon Respubliki Kazakhstan. Ob energosberezhenii i povy`shenii energoeffektivnosti: utv. 13 yanvarya 2012g. N541-IV]

4 Указ Президента Республики Казахстан. О Концепции по переходу Республики Казахстан к зеленой экономике: утв. 30 мая 2013 г., №577. [Ukaz Prezidenta Respubliki Kazakhstan. O kontseptsii po perekhodu Respubliki Kazakhstank zelyonoj ekonomike: utv. 30 maya 2013g., N577]

5 Jacobson M.Z., Delucchi M.A. Providing all global energy with wind, water, and solar power, Energy Policy. Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. Volume 39, Issue 3, March 2011, Pages 1154–1169. [Электронный ресурс]: https://web.stanford.edu.pdf.

6 Патент RU 2238488, МПК F25B 30/02. Тепловой насос / Коптелов А.Л.; опубл. 20.06.2004 г, Бюл. № 23. [Patent RU 2238488, MPK F25B 30/02. Teplovoj nasos/ Koptelov A.L/; opubl. 20.06.2004g., Byull.N23]

7 Инновационный патент РК 30004, Тепловой насос, МПК F24D 3/08. опубл. 15.06.2015, Бюл. №2. –3 с. [Innovatsy`onny`j patent RK 30004, Teplovoj nasos, MPK F24D 3/08. Opubl. 15.06.2015, Byull. N2.-3s.]

8 Demessova, S., Omarov, R., Results of experimental studies of a heat pump with compressor self-cooling // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 2020, 10(1), IJMPERDFEB202015, с. 175184.https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=21100814505&tip=sid&clean

9 Omarov, R., Stoyanov, I., Demessova, S., Experimental studies of a heat pump with microprocessor control on an animal farm // International Journal of Applied Engineering Research, 2017, 12(24), с. 14259-14267.

10 Отчет по НИР за 2017 г., МРНТИ 44.37, № гос.рег. 0115РК02200. инв. №0216РК00848; программа 055 «Научная и/или научно-техническая деятельность», подпрограмма 101 «Грантовое финансирование научных исследований» по проекту: «Разработка инновационного теплового насоса для «зеленой» низкоуглеродной экономики с микропроцессорным управлением» (заключительный). [Otchyot po NIR za 2017g. MRNTI 44.37, Ngos.reg.0115k02200 inv. N0216RK00848, PROGRAMMA 055 “Nauchnaya i/ili nauchno-tekhnicheskaya deyatel`nost`”, podprogramma 101 “Grantovoe finansirovanie nauchny`kh issledovanij” po proektu “Razrabotka innovatsy`onnogo teplovogo nasosa dlya “zelyonoj” nizkouglerodnoj ekonomiki s mikroprotsessorny`m upravleniem”]

11 Hawlader M.N.A., Chou S.K., Ullah M.Z. The performance of a solar assisted heat pump water heating system // AppliedThermalEngineering. –2001. – №21. – Р. 1049 –1065.

12 Lu A., Chart ers W.W.S, Chaichana C. Solar heat pump systems for domestic hot water Solar Energy. –2002. –№ 73 –Р. 169–175.

13 Chyng J.P. Performance analysis of a solar-assisted heat pump water heater // Solar Energy. –2003. – №74. – Р. 33 –44.

14 Huang B.J., Lee C.P. Long-term performance of solar-assisted heat pump water heater // Renewable Energy. –2003. –№29. – Р. 633–639.

15 Shengchun Liu, Wenkai Zhang, Ziteng Dong, Gang Sun Analysis on Several Heat Pump Applications in Large Public Buildings / Journal of Building Construction and Planning Research, 2015, 3, 136-148 Published Online September 2015 in SciRes.

16 Hans-Martin Henning and Marek Miara Systems using solar thermal energy in combination with heat pumps / November 2008, p. 8.

17 Heat Pumps IEA-ETSAP and IRENA © Technology Policy Brief E19 – January 2013 — [Электронный ресурс]: www.etsap.org — www.irena.org.

18 White book on heat pump and thermal storage systems, HPTCJ, 2007. https://www.irena.org.

19 Kolokotsaa D., Rovasb D., Kosmatopoulosc E., Kalaitzakisd K. A roadmap towards intelligent net zero- and positive-energy buildings. Solar Energy Volume 85, Issue 12, December 2011, Pages 3067–3084.

20 Types of Refrigeration and Air Conditioning Compressors. http://www. brighthubengineering.com.19 Инновационный патент РК 30004, Тепловой насос, МПК F24D 3/08. опубл. 15.06.2015, Бюл. №2. –3 с.

21 European Heat Pump Market and Statistics Report | Soon Available Oct. 08, 2014. [Электронный ресурс]: http://www.ehpa.org.

22 Тепловой насос Mitsubishi Electric ZUBADAN. [Электронный ресурс]: http://www.mitsubishielectric.com.ua/zubadan.html. [Teplovoj nasos Mitsubishi Electric ZUBADAN [Elektronny`j resurs]: http://www.mitsubishielectric.com.ua/ zubadan.html.]

23 Корнивец Д. Система CIC для поршневых компрессоров «Битцер» Холодильная техника, №9, 2009, С.4-8. [Электронный ресурс]: http://www.holodteh. ru. [Kornivets D. Sistema CIC dlya porshnevy`kh kompressorov “Bitser” Kholodil`naya tekhnika. [Elektronny`j resurs]: http://www.holodteh.ru.]

24 Yuntao Jianga, Yitai Mab, Minxia Lib, Lin Fua An experimental study of transcritical CO2 water–water heat pump using compact tube-in-tube heat exchangers // Energy Conversion and Management. -2013. — №76. -Р. 92–100, [Электронный ресурс]: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/.

References

1 Konferencziya po klimatu v Parizhe (2015). [E`lektronny`j resurs]: https:// ru.wikipedia.org. [Konferentsy`ya ro klimatu v Parizhe (2015). [Elektronny`j resurs]: https://ru.wikipedia.org].

2 Konczepcziya proekta E`KSPO-2017. [E`lektronny`j resurs]: http:// expo2017astana.com/future-energy/zamyisel-proekta [Kontseptsy`ya proekta EKSPO-2017, [Elektronny`j resurs]: http://expo2017astana.com/future-energy/ zamyisel-proekta]

3 Zakon Respubliki Kazakhstan. Ob e`nergosberezhenii i povy`shenii e`nergoe`ffektivnosti: utv. 13 yanvarya 2012 g., №541-IV]. [Zakon Respubliki Kazakhstan. Ob energosberezhenii i povy`shenii energoeffektivnosti: utv. 13 yanvarya 2012g. N541-IV]

4 Ukaz Prezidenta Respubliki Kazakhstan. O Konczepczii po perekhodu Respubliki Kazakhstan k zelenoj e`konomike: utv. 30 maya 2013 g., №577. [Ukaz Prezidenta Respubliki Kazakhstan. O kontseptsii po perekhodu Respubliki Kazakhstank zelyonoj ekonomike: utv. 30 maya 2013g., N577]

5 Jacobson M.Z., Delucchi M.A. Providing all global energy with wind, water, and solar power, Energy Policy. Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. Volume 39, Issue 3, March 2011, Pages 1154–1169. [Электронный ресурс]: https://web.stanford.edu.pdf.

6 Patent RU 2238488, MPK F25B 30/02. Teplovoj nasos / Koptelov A.L.; opubl. 20.06.2004 g, Byul. № 23. [Patent RU 2238488, MPK F25B 30/02. Teplovoj nasos/ Koptelov A.L/; opubl. 20.06.2004g., Byull.N23]

7 Innovaczionny`j patent RK 30004, Teplovoj nasos, MPK F24D 3/08. opubl. 15.06.2015, Byul. №2. –3 s. [Innovatsy`onny`j patent RK 30004, Teplovoj nasos, MPK F24D 3/08. Opubl. 15.06.2015, Byull. N2.-3s.]

8 Demessova, S., Omarov, R., Results of experimental studies of a heat pump with compressor self-cooling // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 2020, 10(1), IJMPERDFEB202015, с. 175184.https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=21100814505&tip=sid&clean

9 Omarov, R., Stoyanov, I., Demessova, S., Experimental studies of a heat pump with microprocessor control on an animal farm // International Journal of Applied Engineering Research, 2017, 12(24), с. 14259-14267.

10 Otchet po NIR za 2017 g., MRNTI 44.37, # gos.reg. 0115RK02200. inv. #0216RK00848; programma 055 «Nauchnaya i/ili nauchno-tekhnicheskaya deyatel`nost`», podprogramma 101 «Grantovoe finansirovanie nauchny`kh issledovanij» po proektu: «Razrabotka innovaczionnogo teplovogo nasosa dlya «zelenoj» nizkouglerodnoj e`konomiki s mikroproczessorny`m upravleniem» (zaklyuchitel`ny`j). [Otchyot po NIR za 2017g. MRNTI 44.37, Ngos.reg.0115k02200 inv. N0216RK00848, PROGRAMMA 055 “Nauchnaya i/ili nauchno-tekhnicheskaya deyatel`nost`”, podprogramma 101 “Grantovoe finansirovanie nauchny`kh issledovanij” po proektu “Razrabotka innovatsy`onnogo teplovogo nasosa dlya “zelyonoj” nizkouglerodnoj ekonomiki s mikroprotsessorny`m upravleniem”]

11 Hawlader M.N.A., Chou S.K., Ullah M.Z. The performance of a solar assisted heat pump water heating system // AppliedThermalEngineering. –2001. – №21. – R. 1049 –1065.

12 Lu A., Chart ers W.W.S, Chaichana C. Solar heat pump systems for domestic hot water Solar Energy. –2002. –№ 73 –R. 169–175.

13 Chyng J.P. Performance analysis of a solar-assisted heat pump water heater // Solar Energy. –2003. – №74. – R. 33 –44.

14 Huang B.J., Lee C.P. Long-term performance of solar-assisted heat pump water heater // Renewable Energy. –2003. –№29. – R. 633–639.

15 Shengchun Liu, Wenkai Zhang, Ziteng Dong, Gang Sun Analysis on Several Heat Pump Applications in Large Public Buildings / Journal of Building Construction and Planning Research, 2015, 3, 136-148 Published Online September 2015 in SciRes.

16 Hans-Martin Henning and Marek Miara Systems using solar thermal energy in combination with heat pumps / November 2008, p. 8.

17 Heat Pumps IEA-ETSAP and IRENA © Technology Policy Brief E19 – January 2013 — [E`lektronny`j resurs]: www.etsap.org — www.irena.org.

18 White book on heat pump and thermal storage systems, HPTCJ, 2007. https://www.irena.org.

19 Kolokotsaa D., Rovasb D., Kosmatopoulosc E., Kalaitzakisd K. A roadmap towards intelligent net zero- and positive-energy buildings. Solar Energy Volume 85, Issue 12, December 2011, Pages 3067–3084.

20 Types of Refrigeration and Air Conditioning Compressors. http://www. brighthubengineering.com.19 Innovaczionny`j patent RK 30004, Teplovoj nasos, MPK F24D 3/08. opubl. 15.06.2015, Byul. №2. –3 s.

21 European Heat Pump Market and Statistics Report | Soon Available Oct. 08, 2014. [E`lektronny`j resurs]: http://www.ehpa.org.

22 Teplovoj nasos Mitsubishi Electric ZUBADAN. [E`lektronny`j resurs]: http://www.mitsubishielectric.com.ua/zubadan.html. [Teplovoj nasos Mitsubishi Electric ZUBADAN [Elektronny`j resurs]: http://www.mitsubishielectric.com.ua/ zubadan.html.]

23 Kornivecz D. Sistema CIC dlya porshnevy`kh kompressorov «Bitczer» Kholodil`naya tekhnika, №9, 2009, S.4-8. [E`lektronny`j resurs]: http://www.holodteh. ru. [Kornivets D. Sistema CIC dlya porshnevy`kh kompressorov “Bitser” Kholodil`naya tekhnika. [Elektronny`j resurs]: http://www.holodteh.ru.]

24 Yuntao Jianga, Yitai Mab, Minxia Lib, Lin Fua An experimental study of transcritical CO2 water–water heat pump using compact tube-in-tube heat exchangers // Energy Conversion and Management. -2013. — №76. -Р. 92–100, [Электронный ресурс]: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/.