Экспериментальное исследование энерготехнологического комплекса опреснения морской воды на базе теплового насоса. Часть 1. Тепловой насос
Автор: Осинцев К.В., Корнякова О.Ю., Болков Я.С., Кончаков В.О., Карелин А.М.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплотехника
Статья в выпуске: 1 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
Разработан способ работы энерготехнологического комплекса, включающего тепловой насос, фотоэлектрическую панель и опреснительную установку. В методике, описывающей функционирование комплекса в целом, особое внимание уделяется конструкциям отдельных элементов технологической схемы, энергетическому балансу и эксергетическому методу. Методика расчета позволяет встраивать дополнительные компоненты, такие как турбодетандер для реализации органического цикла Ренкина, а также ветроустановку и солнечный концентратор. Авторы представляют разработки как научный подход к проектированию и эксплуатации энерготехнологического комплекса - единую методологию. Комбинация энергобалансовых методов термодинамического анализа и эксергетического метода использовалась для определения потерь энергии в установке, а также для расчета энергоэффективности системы. Расчет эксергий производился в характерных точках цикла. Методология позволяет интегрировать в энергокомплексы различные виды возобновляемых источников энергии и совершенствовать технологические системы на базе тепловых насосов и испарительных установок. В энергокомплекс включена схема испарительной установки. Методология и расчет эксергий воды и водяного пара будут представлены авторами во второй части экспериментального исследования.
Тепловой насос, эксергетические потери, испарительные установки
Короткий адрес: https://sciup.org/147243281
IDR: 147243281 | DOI: 10.14529/power240107
Список литературы Экспериментальное исследование энерготехнологического комплекса опреснения морской воды на базе теплового насоса. Часть 1. Тепловой насос
- Mathematical modelling and optimal design of plate-and-frame heat exchangers / O. Arsenyeva, L. Tovazhnyansky, P. Kapustenko, G. Khavin // Chemical Engineering Transactions. 2009. Vol. 18 (129). DOI: 10.3303/CET0918129
- Influence of capsule length and width on heat transfer in capsule-type plate heat exchangers / C. Jiang, W. Zhou, X. Tang, B. Bai // Advances in Mechanical Engineering. 2019. Vol. 11 (12). DOI: 10.1177/1687814019895742
- Comprehensive review of spiral heat exchanger for diverse applications / V. Irabatti, Y. Patil, S. Kore et al. // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 9 (308). DOI: 10.1016/j.matpr.2022.09.308
- Effect of geometrical parameters on flow and heat transfer performances in multi-stream spiral-wound heat exchangers / X. Lu, G. Zhang, Y. Chen et al. // Applied Thermal Engineering, 2015. Vol. 4 (84). DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.04.084
- Design method and software development for the spiral-wound heat exchanger with bilateral phase change / J. Wu, J. Zhao, X. Sun et al. // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 166 (19–20). P. 114674. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114674
- Протопопов К.В., Жиребный И.П., Гаранов С.А. Способы регулирования производительности установок кондиционирования воздуха с режимом теплового насоса // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2014. № 12 (657). С. 76–83.
- Kemp Ian C. Pinch Analysis and Process Integration: A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy. 2nd ed. Elsevier Ltd, 2007. 415 p.
- Бродянский М., Фрашер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. М.: Энергоатом-издат, 1988. 288 с.
- Abdelalim A., O’Brien W., Shi Z. Development of Sankey Diagrams to Visualize Real HVAC Performance // Energy and Buildings. 2017. Vol. 149. P. 282–297. DOI: 10.1016/j.enbuild.2017.05.040
- Karaağaç M.O., Kabul A., Oğul H. First- and second-law thermodynamic analyses of a combined natural gas cyclepower plant: Sankey and Grossman diagrams // Turkish Journal of Physics. 2019. Vol. 43 (1). P. 93–108. DOI: 10.3906/fiz-1809-9
- Omidi M., Farhadi M., Jafari M. A comprehensive review on double pipe heat exchangers // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 110. P. 1075–1090. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.09.027
- Hussein A.M. Thermal performance and thermal properties of hybrid nanofluid laminar flow in a double pipe heat exchanger // Experimental Thermal and Fluid Science. 2017. Vol. 88. P. 37–45. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2017.05.015
- Sheikholeslami M., Ganji D.D. Heat transfer improvement in a double pipe heat exchanger by means of perforated turbulators // Energy Conversion and Management. 2016. Vol. 127. P. 112–123. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.08.090
- Bezaatpour M., Rostamzadeh H. Heat transfer enhancement of a fin-and-tube compact heat exchanger by employing magnetite ferrofluid flow and an external magnetic field // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 164. P. 114462. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114462
- Yanvarev I., Grokhotov V. Multisection heat exchangers for heat utilization of the waste gases from heat power plants // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1260. P. 052034. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/5/052034
- Yang M.-H., Yeh R.-H. Economic performances optimization of the transcritical Rankine Cycle systems in geothermal application // Energy Conversion and Management. 2015;95:20–31. DOI: 10.1016/j.enconman.2015.02.021
- Energy and cost analysis and optimization of a geothermal based cogeneration cycle using an ammonia water solution: thermodynamic and thermoeconomic viewpoints / N. Javanshir, S. Mahmoudi, M.A. Kordlar, M.A. Rosen // Sustainability. 2020. Vol. 12 (2). P. 484. DOI: 10.3390/su12020484
- Крылов Э.Г. Парокомпрессионные тепловые насосы // Интеллектуальные системы в производстве. 2006. № 1 (7). С. 173–180.
- Чернышова В.А., Ахметов Э.А. Тепловой насос и рациональность его применения в энергосберегающем комплексе // Приоритетные направления инноваций в промышленности: сб. науч. ст. по итогам одиннадцатой Междунар. науч. конф., Казань, 29–30 ноября 2020 г. Ч. 1. М.: ООО «КОНВЕРТ», 2020. С. 256–258.
- Руднева Е.С. Схемные решения и примеры использования тепловых насосов // Проблемы эффективного использования научного потенциала общества: сб. ст. по итогам Междунар. науч.-практ. конф., Оренбург, 14 января 2021 г. Ч. 1. Уфа: ООО «Агентство международных исследований», 2021. С. 146–151.
