Повышение эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок с приводом от ДВС тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

ГЕЛЬМАНОВ РАВИЛЬ РИНАТОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК С ПРИВОДОМ от две

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

• Г" ^

1 С /Хг .....

Казань 2009

003466748

Работа выполнена на кафедре «Теоретические основы теплотехники» Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Гуреев Виктор Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Костерин Валентин Александрович

кандидат технических наук, Пустовалов Станислав Борисович

Ведущая организация:

Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН

Защита состоится «13» мая 2009 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.079.02 при Казанском государственном

ул. К. Маркса, 10 (зал заседаний Ученого Совета).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке КГТУ им. А.Н. Туполева.

Электронный вариант автореферата размещен па сайте Казанского государственного технического университета (www.kai.ru).

Автореферат разослан 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, г. Казань,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В федеральной программе энергетической стратегии России на период до 2020 года использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе энергетического потенциала существующих в природе градиентов температур, рассматрив; как ключевой фактор' сокращения затрат общества на энергообеспечи )дним из наиболее перспективных способов использования низкопотенциального и сбросного (утилизационного) тепла является использование тепловых насосов.

Технология отопления и горячего водоснабжения индивидуальных домов с помощью тепловых насосов признана и довольно популярна во всем мире. В ряде стран теплонасосные установки (ТНУ) вошли в стандарты на системы отопления в качестве обязательного оборудования. На сегодняшний день в мире насчитывается более 90 миллионов тепловых насосов.

В области повышения эффективности ТНУ проведено большое количество исследований, наибольшую известность из которых получили работы Зысина В.А., Иоффе А.Ф., Бродянского В.М., Калниня И.М., Литовского Е.И., Пустовалова Ю.В., Рея, Хванга. Ю., Радемачера Р. и многих других. Однако, как показал проведенный анализ, вопросам расчета параметров ТНУ с приводом от ДВС не было уделено достаточного внимания, и поиски перспективных энергосберегающих технических решений далеко не исчерпаны.

Несмотря на значительное количество расчетных и экспериментальных работ по ТНУ, опыт их практического внедрения в России ограничен (140 установок) и часто не оправдывается экономически при существующих тарифах на энергоносители.

Исследования технико-экономических характеристик ТНУ на кафедре ТОТ КГТУ им. А.Н. Туполева, проведенные ранее Гуреевым В.М. и Ермаковым A.M. с использованием ПК «ПОТОК», позволили выявить границы рентабельности ТНУ в российских условиях. Из их исследований следует, что при существующих сегодня тарифах на энергоснабжение внедрение ТНУ с электрическим приводом практически нецелесообразно. Решением данной проблемы могло бы быть применение ДВС в качестве привода ТНУ, о возможности использования которого впервые высказался Зысин В.А. в 1947 году.

Цель и задачи исследовании.

Целью работы является повышение эффективности ТНУ с приводом от ДВС за счет выбора рационального схемного решения и применения экологичных хладагентов с улучшенными теплофизическими свойствами, создания методики расчета характеристик ТНУ с приводом от ДВС на основе использования единого подхода по описанию свойств различных индивидуальных веществ с учетом их реальных свойств в зависимости от различных внешних условий.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

- разработка методики расчета характеристик ТНУ с приводом от ДВС с учетом реальных свойств хладагентов;

- модернизация ПК «ПОТОК» для расчета парокомпрессионных теплонасосных установок;

- проведение численных исследований энергетических характеристик теплонасосных установок;

- создание экспериментальной установки для исследования реальных характеристик теплонасосной установки с приводом от ДВС;

- сравнение результатов численного и физического экспериментов по исследованию энергетических характеристик теплонасосной установки;

разработка рекомендаций по повышению эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок по результатам расчетных и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы.

Научная новизна основных положений диссертации заключается в следующем:

предложен модифицированный метод представления термодинамических и теплофизических функций жидкостей и газов на основе единого подхода, учитывающего реальные свойства различных индивидуальных веществ;

- разработана расчетная модель парокомпрессионной теплонасосной установки с приводом от ДВС в ПК «ПОТОК» с использованием предложенного метода;

- по результатам анализа расчетных и экспериментальных исследований установлены и математически описаны зависимости влияния внешних параметров (температуры теплоносителя на входе и на выходе из ТНУ) на энергетические характеристики ТНУ (мощность привода, тепловую мощность, коэффициент преобразования, коэффициент использования топлива);

- разработаны рекомендации для проектирования ТНУ с приводом от ДВС с использованием различных рабочих тел;

Практическая значимость и реализация результатов.

Предложено схемное решение ТНУ с приводом от ДВС (схема с охладителем конденсата) и выбран хладагент, которые позволяют увеличить эффективность установки на 20% по сравнению с аналогами.

Создана экспериментальная установка для исследования реальных характеристик ТНУ с приводом от ДВС (мощность привода 2,3-4,2 кВт, тепловая мощность 16-23 кВт, коэффициент преобразования 4-8,3) при различных схемных решениях и режимах работы.

Материалы диссертационной работы использованы при создании пилотной установки в ООО «КамЭнергоРемонт» и в учебном процессе при изложении лекционного курса и проведении практических занятий по дисциплине «Энергетический комплекс промышленных предприятий».

Разработан эскизный проект промышленной ТНУ с приводом от газового двигателя КАМАЗ 820.52-260 с тепловой мощностью 0,8 МВт и мощностью привода 190 кВт.

Полученные результаты могут быть рекомендованы к использованию в ОАО «ТАТЭНЕРГО», ОАО «КАМАЗ» и других организациях.

Личный вклад автора и работу. Автором разработана расчетная модель парокомпрессионной теплонасосной установки с приводом от ДВС в ПК «ПОТОК», получены и внесены в базу данных индивидуальных веществ ПК «ПОТОК» аппроксимационные уравнения для термодинамических функций хладагентов R12, R22, R134a, R125, R32 и метана, спроектирована и создана экспериментальная установка для исследования характеристик парокомпрессионной теплонасосной установки и проведены экспериментальные исследования, обработаны и проанализированы полученные опытные данные.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы представлялись на международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2005-2007), юбилейной международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию Ф.З.Тинчурина «Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России» (Казань, 2006), XVI школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика Леонтьева (Санкт-Петербург, 2007), VIII и IX симпозиумах «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение» (Казань, 2007-2008), III международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики» (Екатеринбург, 2007), I всероссийской научно-практической конференции «Формирование системы экономической безопасности в России и ее регионах» (Казань, 2008), конференции «ХолодЭкспоРоссия-2009» (Москва, 2009).

Работа автора на тему «Исследование энергетических характеристик для разработки тригенерационной установки на базе теплонасосной установки с приводом от ДВС для отопления, электро- и хладоснабжения жилых и производственных зданий» по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса («УМНИК») 2007 года была награждена почетной грамотой.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 3 статьи, 12 тезисов докладов и 3 научно-технических отчета.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 175 листах машинописного текста. Она состоит из введения, четырех глав и списков литературы. В работе содержится 54 рисунка и Í7 таблиц. Список использованной литературы включает 172 наименования работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

На защиту выносятся: расчетная модель ТНУ с приводом от ДВС и результаты экспериментальных и численных исследований по выбору схемных решений ТНУ и рабочих тел, определению оптимальных параметров ТНУ с газопоршневым приводом (ГТНУ) и рациональных режимов ее использования.

з

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы и сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные научные результаты и положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе рассмотрены существующие проблемы и особенности теплоснабжения в России и за рубежом, кроме того, приведен анализ научно-технической литературы по оценке эффективности термодинамических циклов, обзору существующих конструктивных решений и вариантам внедрения в мире парокомпрессионных теплонасосных установок с приводом от ДВС. Кроме того, выполнен анализ существующих хладагентов тепловых насосов и применяемых топлив в ДВС с точки зрения перспективности их применения.

Из анализа литературных данных следует, что наиболее изучены в экспериментальном плане тепловые насосы, работающие на запрещенных или имеющих ограниченный срок применения рабочих телах. Существующие методики расчета энергетических показателей ТНУ не позволяют в полной мере проводить анализ эффективности их применения с использованием различных рабочих веществ.

Применение регенерации теплоты в обратных циклах может привести к улучшению энергетических показателей ТНУ, но их значение существенно зависит от назначения установки и типа применяемого в ней хладагента.

В литературе имеется ограниченное количество работ, посвященных исследованию характеристик ТНУ с приводом от ДВС, большая часть из которых посвящена установкам с двигателями на жидком топливе. Проведённый анализ экономических и экологических аспектов применения различных топлив в ДВС показал, что одним из наиболее перспективных энергоносителей дам ДВС является природный газ, 45% разведанных рентабельных запасов которого обладает Россия.

В конце первой главы дана постановка задач исследования.

Во второй главе рассматривается усовершенствованный автором метод представления термодинамических и теплофизических функций жидкостей и газов, позволяющий использовать единый подход по описанию свойств различных индивидуальных веществ, учитывая их реальные свойства, а также расчетная модель ТНУ с приводом от ДВС в ПК «ПОТОК».

В данной работе для проведения вычислений параметров ТНУ с приводом от ДВС был выбран программный комплекс «ПОТОК» (ПК «ПОТОК»), разработанный в КГТУ им. А.Н. Туполева и предназначенный для моделирования термогазодинамических и теплофизических процессов в различных энергетических установках. Использованный ранее в ПК «ПОТОК» метод представления термодинамических функций веществ учитывал лишь идеальные свойства вещества. Указанный метод был усовершенствован и внедрен в ПК «ПОТОК» и теперь позволяет учитывать реальные свойства индивидуальных веществ как в газообразном, так и в жидком состояниях.

Усовершенствование заключается в использовании аппроксимационных значений добавок к величине термодинамических функций для идеальных газов. В этом случае расчет прямых функций удельной теплоемкости

ср = /(Т,р), энтальпии Л = /{Т,р) и энтропии £ = /(Т,р) производится по

известным зависимостям для идеального газа сЛНД, , .у,,, с учетом

аппроксимированных добавок к ним Аср(Т,р), АИ = /(Т,р), Дх = /('/',р). На

основании этого метода получены аппроксимационные уравнения для термодинамических функций хладагентов К12,1122,11134а, 11125, Я.32 и метана, найденных ранее экспериментально, которые были внесенные б базу данных индивидуальных веществ ПК «ПОТОК».

Также были построены алгоритмы расчёта узлов (устройств) тепловых насосов в виде набора процедур расчёта прямых функций, когда аргументами являются температура и давление, и расчёта обратных функций, когда температура или давление являются результатом. Была разработана подпрограмма расчета дросселирующего устройства, включающая в себя определение энтальпии потока на входе в дроссель и параметров рабочего тела при известном давлении на выходе из дросселя. Также была модифицирована подпрограмма по расчету теплообменных аппаратов, которая теперь позволяет пересчитывать параметры теплообмена при изменении режима течения. Получено соотношение, которое показывает, как в требуемом режиме работы теплообменников изменяется величина коэффициента теплопередачи к через разделительную стенку площадью при изменении расходов рабочих тел относительно расчётного режима.

Ж77ЖГ (1)

ч ог i о,

где а, й - коэффициент теплоотдачи и массовый расход теплоносителя на требуемом режиме, а индекс «О» соответствует параметрам на расчетном режиме; <5 = (аР)гЛа1<"\0.

Параметры двигателя в ПК «ПОТОК» задаются в виде зависимостей температуры отходящих газов и массовых расходов топлива, воздуха, теплоносителя из системы охлаждения двигателя и отходящих газов от эффективной мощности двигателя при постоянных оборотах коленвала, определяемых экспериментально (рис. 1).

Расчет параметров ТНУ с приводом от ДВС проходит в следующей последовательности (рис. 1). Сначала при заданных значениях параметров рабочего тела, теплоносителя, низкопотенциального источника теплоты (вода) и узлов ТНУ проводится расчет цикла теплового насоса. По вычисленному значению потребляемой мощности компрессора и количеству оборотов коленчатого вала, по определенным ранее экспериментальным зависимостям, определяются основные параметры двигателя, после чего эти данные поступают в подпрограмму - камеру сгорания, в которой вычисляются состав и параметры отходящих газов. Теплоноситель нагревается последовательно, проходя через охладитель конденсата ОК, конденсатор К, пластинчатый теплообменник ТП и экономайзер Э. Отходящие газы двигателя поступают в

экономайзер, где отдают теплоту теплоносителю, низкопотенциального источника теплоты используется вода. Вход 2 ¡теплоноситель! ^ д. . ^

Ь-РЛФ

В

качестве

ф Отходящие газы

Вход 1 ¡хладагент! ^

Выход НИТ

■'Вход] ШИТ/ ЬРАУз

Рис. 1. Схема расчета теплового насоса с приводом от ДВС в ПК «ПОТОК»: КМ - компрессор; К - конденсатор; И - испаритель; ОК - охладитель конденсата;

ПП - пароперегреватель; ТП - теплообменник пластинчатый; Э - экономайзер;

БП - блок преобразования.

В третьей главе представлено описание экспериментальной установки (рис. 2) для исследования реальных характеристик ТНУ с приводом от газового двигателя (номинальная мощность привода 4,2 кВт, тепловая мощность 23 кВт, коэффициент преобразования 4), разработанного и изготовленного в соответствии с поставленными задачами, представлена методика проведения эксперимента и обработки опытных данных, приводится оценка погрешности измерений. Представлены результаты экспериментальных исследований и проведена верификация расчетной модели в ПК «ПОТОК».

Экспериментальная установка выполнена на базе серийно выпускаемой холодильной машины МВВ4-1-2 и состоит из следующих основных элементов: теплового насоса, газопоршневого привода, системы утилизации теплоты выхлопных газов (экономайзер), системы моделирования отопительной системы и системы моделирования контура низкопотенциального источника теплоты (НИТ).

В ходе проведения опытов измерялись температуры и давления хладагента, теплоносителя, НИТ (воды), воздуха и отходящих газов двигателя на входе во все узлы ТНУ и на их выходе, расходы теплоносителя, НИТ, топлива и воздуха. Кроме того, измерялись количество оборотов коленчатого вала и эффективная мощность двигателя. В опытах проводилась постоянная регистрация указанных выше параметров с помощью многоканального электронного регистратора РМТ-59.

Установка позволяет проводить исследования характеристик ТНУ на четырех видах схемных решений теплового насоса: обычная схема, схема с

охладителем конденсата (ОК), схема с пароперегревателем (ПП) и схема с ОК

Целью исследований являлось определение необходимых параметров узлов установки и энергетических характеристик ТНУ с приводом от газового двигателя при различных схемных решениях и в зависимости от температуры конденсации хладагента, для верификации расчетной модели установки в ПК «ПОТОК».

В качестве рабочего тела установки использовался хладагент Я22, а в качестве топлива - метан. ,

Рис. 2. Принципиальная схема экспериментальной установки: КМ - компрессор; К1, К2 - конденсатор; ТРВ - терморегулирующий дроссель; И -испаритель; 1111 - пароперегреватель; ОК - охладитель конденсата; ФО - фильтр-осушитель;

РД - регулятор давления; РП - ременная передача; Н1, Н2 - циркуляционный насос;

ВН1... ВН22 - запорный вентиль; ЭД - электродвигатель; ДВС - газовый двигатель; ТА 1 - -теплообменник; ЭР1, ЭР2 - электромагнитный расходомер; Э - экономайзер.

Испытания проводились при температуре кипения хладагента /„ = 3 °С и диапазоне изменения степени сжатия компрессора пш от 1,93 до 3,25.

Проведена оценка погрешности измерения характеристик установки: эффективной мощности двигателя (¿¡V, =1,15%), коэффициента

преобразования <р {8<р = 6,5%), коэффициента использования топлива КИТ (ЗКИТ - 7,9 %) при доверительной вероятности а = 0,95.

иПП.

22.

внго

N... кит

* Ж /

Х-

4 о.

> >к А

лг О.

у Ж- й

- ■ Обычная схема (Э) о Схема с ОКО) х Схема с ПП (Э) ' Схема с ОК и ПП (Э) —— Обычная схема |Р) ----Схема с ПП (Р)

■ 1 1

' Одм'шая схсма О)

■ Схема с ОК (Э) : Схема с ПП (Э) . Схем» с ОК и ПП (Э) — Ооычим схема <ПК"ПОТ0К")

■ ■ ■ Схема с ОК <П1СПОТОК"> I----Схема с Г1П (ПК'ПОТОК")

' -----Схема с ОК и ПП {ПК-ПОТОК')

'к.-С

Рис. 5. Зависимость коэффициента преобразования теплового насоса от температуры конденсации хладагента

1.8 2.0 2.2 2,4 2,6 2.8 3.0 3,2 3.4

*км

Рис. 3. Зависимость эффективной мощности двигателя от степени повышения давления в компрессоре = /(¿Гкм ).

о экспериментальны« данные <апн)р) • экспс)>пме»пэл1.(1ые панны« -Мстит — формула "Эль-Меииви

......формула Ис'нцхиицили и Медеи №

♦ - • • ||юршула Мзртммойского

расчетные данные (ПК "IЮТОК")

£2

Ми-"С

Рис. 4. Зависимость коэффициента преобразования теплового насоса от разности температур конденсации и кипения хладагента (р = /((„ — /ц) (обычная схема). э-Ч

■ ООычнпя схема Г')) о Схема с ОК (Э) * Схема с ПИ (Э) « Схема с ОК' м ПП |'Э)

-Обы-шл* скема (ПК' "/ЮТОК")

......Схема с ОК (ПК "ПОТОК")

----Схема с МП |ПК"[ЮТОК"'1

-----Схема с ОК и ПИ (ПК ■ПОТОК')

1К.°С

Рис. 6. Зависимость коэффициента использования топлива ГТНУ от температуры конденсации хладагента

кит=/(0

По результатам экспериментов выявлено (рис. 3), что применение дополнительных теплообменников (ОК и ПП) приводит к повышению потребляемой мощности. Включение в схему охладителя конденсата (схема с ОК) приводит к увеличению эффективной мощности в среднем на 1,4% во всем диапазоне изменения Применение пароперегревателя ПП (схема с ПП) приводит к увеличению Л', от 11,76 до 21,454% при изменении тсш от 1,933 до 2,915. Включение в схему ОК и ПП (схема с ОК и ПП) приводит к увеличению Ы, от 11,07 % до 12,67% при жа равном от 1,933 до 3,321.

Полученные и вычисленные автором с помощью ПК «ПОТОК» значения коэффициента преобразования для обычной схемы, в зависимости от разности температур конденсации и кипения сопоставлены с эмпирическими

данными и формулой Эль-Мениви, эмпирической формулой, полученной Везиришвили и Меладзе, и формулой, рекомендованной Мартыновским (рис. 4). Видно, что экспериментальные данные автора хорошо согласуются с расчетами в ПК «ПОТОК», а отклонение составляет не более 5%. Значения коэффициента преобразования, полученные по формуле Эль-Мениви, выше на 6%, а по формуле Везиришвили и Меладзе - выше на 11% по сравнению с результатами автора, что является допустимым.

Из проведенных опытов и расчетов следует, что для обычной схемы ТНУ с увеличением с 24,8 до 4б,5°С, при постоянных значениях уменьшаются значения <р на 60,7 % (с 6,54 до 4,068 кВт) и КИТ на 34,35 % (рис. 5-6). Включение в схему охладителя конденсата (схема с ОК) приводит к увеличеншо <р в среднем на 20,3% и КИТ па. 11% во всем рассматриваемом диапазоне изменения 1К, в то время как применение пароперегревателя ПП (схема с ПП) приводит к уменьшению <р от 7,19 % до 3,88 % и практически не влияет на КИТ при изменении от 24,8°С до 44,4°С. Включение в схему ОК и ПП (схема с ОК и ПП) приводит к увеличению <р от 16,2 % до 13,2% и КИТ на. 17% при изменении („ от 24,8°С до 44,23°С.

В четвертой главе проведен анализ схемных решений ТНУ на различных хладагентах и предложена новая схема децентрализованного теплоснабжения с помощью ТНУ с приводом от ДВС.

Выполнен расчетно-теоретический анализ степени влияния термодинамических свойств рабочих тел Я134а, 11410а, 11407с, Ю2 и 1122 на необратимые потери работы в цикле ТНУ при изменении температуры кипения (и и температуры теплоносителя на входе в ТНУ .

Было выявлено, что при изменении величины с 0 до 5°С происходит увеличение <р на 10,09% и 7,34% (при (, равном 50 и 70°С соответственно) для К 134а, на 10,74% и 8,83% (при равном 50 и 65°С) для 1122, на 11,53% и 8,68% (при равном 50 и 70°С) для 11407с, на 10,43% и 8,91% (при равном 50 и 60°С) для 11410а, на 11% и 8,66% (при равном 50 и 65°С) для 1132 (рис.7). Полученные для фреонов Ш34а и 11407с и 1122 значения (р практически

Рис. 7. Зависимость коэффициента преобразования от температуры конденсации для различных хладагентов при изменении температуры кипения I, и = 30°С.

Рис. 8. Зависимость коэффициента преобразования от температуры конденсации для различных хладагентов при изменении температуры теплоносителя и =5 "С.

одинаковы, в то время как значения <р для хладагентов 11410а и 1132 получились ниже в среднем на 15,7% и 18,9% соответственно.

Снижение температуры теплоносителя на входе в конденсатор приводит к

увеличению коэффициента преобразования ТНУ при работе на всех хладагентах (рис. 8). При снижении с 30 до 10°С Для обычной схемы ТН коэффициент преобразования увеличивается в среднем на 15,01% для II 134а, на 14,09% для К22, на 12,12% для 11407с, на 13,47% для 11410а и 11,12% для Я32.

Проведенный анализ показал, что наиболее привлекательными с точки зрения величины <р, из рассмотренных выше рабочих тел, на сегодняшний день являются хладагенты Ш34а, 11407с и Я22. К наиболее перспективным из них все же следует отнести фреон Я 134а, т.к. 11407с, будучи зеотропной смесью, создает серьезные проблемы при эксплуатации и имеет более низкую максимальную температуру конденсации, а К22 ограничен по срокам и объемам производства.

Расчеты характеристик ТНУ с приводом от ДВС показали, что работа установки в системах теплоснабжения с режимом регулирования температуры теплоносителя 90/70°С оказывается неэффективной, поскольку имеющегося перепада температур теплоносителя в конденсаторе не хватает для полного охлаждения и конденсации паров хладагента в конденсаторе. Снижение температуры в обратной линии системы

теплоснабжения до 30°С позволяет эксплуатировать ТНУ при полной конденсации хладагента. Осуществление режима регулирования

температуры теплоносителя 90/30°С возможно, например, с помощью последовательного расположения высокотемпературного контура отопления с помощью отопительных радиаторов и низкотемпературного контура отопления с помощью теплых полов, что позволяет обеспечить в обратной линии температуру 30°С (рис. 9).

■ до .г.

□ Огос

□ Отцу

Рис. 9. Система теплоснабжения и ГВС с ТНУ с приводом от ДВС • (график 90/30°С)

Рис. 10. Диаграмма, отражающая долю ()„ ,,

й,,« и йтиу в общей сумме (¿Ыщ в зависимости от температуры конденсации ¡к..

Проведенные расчеты оценки эффективности применения ТНУ с газопоршневым приводом от двигателя КАМАЗ-820.52-260 в децентрализованной системе теплоснабжения и ГВС с температурным графиком 90/30°С показали (рис.10), что основная доля всей теплопроизводительности обеспечивается за счет теплового насоса (в среднем 70% от общей теплопроизводительности), в то время как использование сбросной теплоты двигателя составляет порядка 30% (20% - теплота тосола, 10% - теплота выхлопных газов).

Для установления экономичного режима работы ТНУ с газопоршневым приводом от двигателя КАМАЗ-820.52-260 в децентрализованной системе теплоснабжения и ГВС с температурным графиком 90/30°С и выбора наивыгоднейших параметров теплоносителя был построен график продолжительности тепловой нагрузки здания (график Россандера) (рис. 11) с общей площадью жилых помещений А = 10908 м1 для условий г. Казани.

Рис.11. Годовой график продолжительности тепловой нагрузки с энергетическими характеристиками ГТНУ

Из графика видно, что КИТ увеличивается с ростом температуры наружного воздуха /„ и температуры кипения /„. При изменении наружной температуры воздуха в пределах от -4 до -20°С значения КИТ ГТНУ выше значений КИТ для ТНУ с электрическим приводом в среднем на 27%.

Основные рекомендации для проектирования ГТНУ

1) Для повышения эффективности ГТНУ необходимо использовать схемное решение с применением после конденсатора охладителя конденсата, которое позволяет увеличить коэффициент преобразования в среднем На 20%.

2) Для повышения холодопроизводительности ГТНУ летом, при работе в режиме кондиционирования и горячего водоснабжения, возможно использование пароперегревателя после испарителя установки, при этом коэффициент использования топлива в отопительный период практически не изменяется.

3) При подборе рабочего тела ГТНУ необходимо выбирать хладагенты как можно более высокими значениями теплоты парообразования г0 и изобарной теплоемкости перегретого пара ср, а также как можно меньшими значениями теплоемкостей насыщенной жидкости с[ и насыщенного пара с", что соответствует современным хладагентам Ш34а и 11407с, имеющим преимущества по сравнению с 11410а, К22 и 1132. Однако надо отметить, что хладагент 11407с будучи зеотропной смесью обладает серьезными проблемами

при эксплуатации и имеет более низкую максимальную температуру конденсации.

4) Применение ГТНУ в существующих системах теплоснабжения при режиме регулирования температуры теплоносителя 90/70°С оказывается неэффективным поскольку имеющегося перепада температур теплоносителя в конденсаторе не хватает для того, чтобы полностью охладить и сконденсировать пары хладагента.

5) Применение последовательного расположения высокотемпературного контура отопления с помощью радиаторов и низкотемпературного контура отопления с помощью теплых полов, позволяет достичь температуры в обратной линии до 30°С, что делает применение ГТНУ эффективным.

6) При проектировании ГТНУ в первую очередь необходимо стремиться к тому, чтобы работа теплового насоса проходила в режиме максимальной эффективности в течение всего года, т.к. параметры теплового насоса оказывают большее влияние на КИТ чем параметры двигателя.

7) Для повышения общей эффективности ГТНУ возможно применение ее в режиме тригеиерации, обеспечивая догрузку двигателя до номинального режима за счет дополнительной выработки электрической энергии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1) Усовершенствован программный комплекс «ПОТОК» и разработана расчетная модель парокомпрессионной теплонасосной установки с приводом от ДВС в ПК «ПОТОК».

2) Модифицирован метод представления термодинамических и тегоюфизических функций жидкостей и газов на основе единого подхода, учитывающего реальные свойства различных индивидуальных веществ. Получены аппроксимационные уравнения для термодинамических функций хладагентов Ш2, 1122, Ш34а, Ш25, 1132 и метана, найденных ранее экспериментально, которые внесены в базу данных индивидуальных веществ ПК «ПОТОК».

3) Создана экспериментальная установка для исследования характеристик парокомпрессионной теплонасосной установки тепловой мощностью 22 кВт с приводом от ДВС мощностью 4,2 кВт для различных схемных решений и режимов работы. На базе проведенных экспериментальных исследований реальных характеристик теплонасосной установки установлены и математически описаны зависимости влияния внешних параметров на энергетические характеристики ТНУ.

4) Выполнен анализ различных схемных решений парокомпрессионных тепловых насосов, выявлена наиболее рациональная компоновка установки (схема ТНУ с охладителем конденсата, которая при равных прочих условиях позволяет повысить эффективность на 20%) и применения различных хладагентов, обеспечивающих максимальную эффективность тепловых насосов

(озонобезопасные хладагенты R134a и R407c позволяют увеличить эффективность ТНУ на 16-19%).

5) Разработаны рекомендации по проектированию и эксплуатации парокомпрессионных тепловых насосов с приводом от ДВС и схема энергоэффективной системы теплоснабжения с их помощью жилых зданий и помещений.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

Работы, опубликованные в рекомендуемых ВАК журналах:

1. Гельманов P.P. Метод представления термодинамических и теплофизических функций при моделировании процессов в энергетических установках / Гуреев В.М., Мац Э.Б., Гортышов Ю.Ф., Гельманов P.P.// Изв. вузов. Авиационная техника. - 2008. - №4. - С. 66-68.

2. Гельманов P.P. Нагарообразование и ресурс ДВС / Гуреев В.М., Дружинин A.M., Гельманов P.P. // Вестник машиностроения. — 2009. -№1. -С. 29-31.

Работы, опубликованные в других изданиях и материалах конференций:

3. Гельманов P.P. Тригенерационная установка на базе парокомпрессионного теплового насоса с газопоршневым приводом / Гуреев В.М., Ермаков A.M., Гельманов P.P.// Энергетика и промышленность России. -2008.-№19. С 39.

4. Гельманов P.P. Проект теплонасосной установки с газомоторным приводом / Гельманов P.P., Гуреев В.М.// Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция, 10-11 ноября 2005 г. - Казань.: 2005 г.

5. Гельманов P.P. Теплонасосные установки с приводом от ДВС с использованием нетрадиционных видов топлива / Гельманов P.P., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. // Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция, 10-11 ноября 2006 г. - Казань.: 2006 г.

6. Гельманов P.P. Разработка стенда для исследования характеристик парокомпрессионной теплонасосной установки (ПТНУ) с приводом от ДВС / Гельманов P.P., Гуреев В.М., Гортышов Ю.Ф., Мисбахов Р.Ш. // Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России: Юбилейная международная научная-техническая конференция, посвященная 80-летию Ф.З. Тинчурина, 12-14 декабря 2006 г. - Казань.: 2006 г.

7. Гельманов P.P. Технико-экономический анализ высокоэффективной теплогенерирующей ПТНУ с приводом от газопоршневого двигателя КАМАЗ 820.20-200 / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Ермаков A.M., Гельманов P.P.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России: Юбилейная международная научная-техническая конференция, посвященная 80-летию Ф.З. Тинчурина, 12-14 декабря 2006 г. - Казань.: 2006 г.

8. Гельманов P.P. Разработка стенда для исследования влияния добавок водорода в дизельный двигатель ОАО «КАМАЗ» для улучшения его топливной экономичности и экологических показателей / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Гельманов P.P.// Актуальные проблемы энергетики: материалы

III международной научно-практической конференции, 21-23 ноября, 2007 г. -Екатеринбург.: 2007 г.

9. Гельманов P.P. Анализ эффективности схемных решений парокомпрессионных теплонасосных установок / Гуреев В.М., Гортышов Ю.Ф., Гельманов P.P., Мац Э.Б., Ермаков A.M.// Энергоресурсоэффективность и энергосбережение: труды VIII международного симпозиума, 4-6 декабря 2007 г. - Казань. 2007 г.

10.Гельманов P.P. Исследование процессов тепломассообмена вблизи поверхностей отопительных приборов в условиях свободной и вынужденной конвекции / Гуреев В.М., Губин С.Д., Калимуллин P.P., Гельманов P.P. // XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов • под руководством академика А.И. Леонтьева, 21-25 мая 2007 г., - Санкт-Петербург.: 2007 г.

11 .Гельманов P.P. Альтернативные источники энергоснабжения в системе обеспечения экономической безопасности / Ермаков A.M., Гельманов P.P., Гельманова A.A., Разина И.Г.// Формирование системы экономической безопасности в России и ее регионах: Тез. докл. I Всероссийской науч.-практ. конф. 26-27 июня 2008 г. - Казань.: 2008 г.

12. Гельманов P.P. Результаты технико-экономической оценки применения различных способов энергоснабжения / Ермаков A.M., Гельманов P.P., Гуреев В.М.// Актуальные проблемы энергетики: материалы III международной научно-практической конференции, 21-23 ноября, 2007 г. - Екатеринбург:2007 г.

13. Гельманов P.P. Исследование экономической эффективности парокомпрессионной теплонасосной установки / Ермаков A.M., Гельманов P.P., Гуреев В.М. // Актуальные проблемы энергетики: материалы III международной научно-практической конференции, 21-23 ноября, 2007 г. -Екатеринбург.: 2007 г.

14.Гельманов P.P. Исследование влияния добавок водородного топлива в газопоршневых двигателях ОАО. «КАМАЗ» на экологические и энергетические характеристики / Мисбахов Р.Ш., Гельманов P.P., Гуреев В.М., Гортышов Ю.Ф.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России: Юбилейная международная научная-техническая конференция, посвященная 80-летию Ф.З. Тинчурина, 12-14 декабря 2007 г. - Казань.: 2007 г.

15. Гельманов P.P. .Использование водорода как добавки к дизельному топливу на базе двигателей семейства ОАО «КАМАЗ» / Мисбахов Р.Ш., Гельманов P.P., Гуреев В.М., Гортышов Ю.Ф.// Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция, 10-11 ноября 2006 г. -Казань.: 2006 г.

16. Научно-технический отчет «Коренное усовершенствование технологий энерго- и ресурсосбережения в системах теплоснабжения нового поколения», шифр ГК-85, дата утверждения 14.07.08 г. (гос. per. № 01200706967, инв. № 0220.0 804547).

17.Научно-технический отчет «Коренное усовершенствование технологий энерго- и ресурсосбережения в системах теплоснабжения нового поколения», шифр ГК-85, дата утверждения 12.05.08 г. (гос. per. № 01200706967, инв. № 0220.0 803506).

18.Научно-технический отчет «Коренное усовершенствование технологий энерго- и ресурсосбережения в системах теплоснабжения нового поколения», шифр ГК-85, дата утверждения 07.12.07 г. (гос. per. № 01200706967, инв. № 0220.0 803352).

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ.л. 1,0. Усл.печ.л. 0,93. Усл.кр.-отт. 0,93. Уч.-изд.л. 1,03. Тираж 100. Заказ М 91.

Типография Издательства Казанского государственного технического университета 420111. Казань, К. Маркса, 10

Содержание.

Основные обозначения.

Введение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ТНУ С ПРИВОДОМ ОТ ДВС.

1.1 Анализ особенностей устройства и циклов ТНУ.

1.2 Реальные конструктивные решения парокомпрессионных ТНУ с приводом от ДВС.

1.3 Перспективы и экологическая целесообразность применения альтернативных хладагентов в тепловых насосах.

1.4 Экономические и экологические аспекты применения в качестве привода ТНУ ДВС на различных топливах.

1.5 Выводы и постановка задач исследований.

1.5 Выводы и постановка задач исследований.

Разработка тепловых насосов в каждой стране зависит от многих параметров, характерных только для данного региона, а производство, в первую очередь, направлено на удовлетворение собственных потребностей рынка.

В США, Японии и многих других странах наиболее распространены ТНУ с электрическим приводом, что обусловлено наличием дешевой электрической энергии. В России такие ТНУ не нашли широкого распространения ввиду низкой, относительно стоимости электроэнергии, стоимости органического топлива и, как следствие, ориентации на его потребление, что делало теплонасосное теплоснабжение в принципе экономически нецелесообразным. Однако, если учитывать тот факт, что Россия обладает 45% разведанных рентабельнымх запасов природного газа, то на фоне сложившейся ситуации нерационального использования природного газа, когда большая его часть идет на получение тепла, применение природного газа в качестве привода компрессора ТНУ газового двигателя позволяет вновь вернуть актуальность применению тепловых насосов для тепло- и хладоспабжения объектов ЖКХ.

В России на сегодняшний день имеется множеств типоразмеров выпускаемых ДВС различного назначения. Это газовые двигатели, переведенные на газ бензиновые двигатели и дизели, работающие в газодизельном режиме. Однако практическое отсутствие серийновыпускаемых ТНУ, ограниченность номенклатуры и объемов производства серийно-выпускаемых холодильных машин с открытым компрессором, которые можно использовать в режиме ТН, применение в качестве рабочих тел запрещенных озоноразрушающих хладагентов R22 и R12 и отсутствие объективных методов расчета таких установок серьезно ограничивают количество разработок в данном перспективном направлении.

В этих обстоятельствах, при разработке новых отечественных ТНУ с приводом от ДВС необходимо опираться на зарубежный опыт и учитывать климатические, географические и политические особенности нашей страны. Также необходимо искать решение данной проблемы в переводе уже существующего холодильного оборудования на современные альтернативные озонобезопасные хладагенты и в увеличении эффективности циклов ТНУ за счет применения дополнительных теплообменных аппаратов.

Термодинамические процессы, проходящие в элементах ТНУ, изучены достаточно хорошо. Однако, как показал проведенный анализ, вопросам расчета параметров ГТНУ не было уделено особого внимания, и поиск перспективных энергосберегающих технических решений далеко не исчерпан.

Существующие методы расчета энергетических показателей ГТНУ не позволяют в полной мере проводить анализ эффективности их применения при различных режимах эксплуатации. Этот факт существенно затрудняет проектирование систем отопления и ГВС с помощью ГТНУ и сдерживает их широкое распространение.

Исходя из всего вышесказанного, была сформирована цель работы, которая заключается в повышении эффективности ТНУ с приводом от ДВС за счет выбора рационального схемного решения и применения экологичных хладагентов с улучшенными теплофизическими свойствами, создания методики расчета характеристик ТНУ с приводом от ДВС на основе использования единого подхода по описанию свойств различных индивидуальных веществ с учетом их реальных свойств в зависимости от различных внешних условий.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

- разработка методики расчета характеристик ТНУ с приводом от ДВС с учетом реальных свойств хладагентов;

- модернизация ПК «ПОТОК» для расчета парокомпрессионных теплонасосных установок;

- проведение численных исследований энергетических характеристик теплонасосных установок;

- создание экспериментальной установки для исследования реальных характеристик теплонасосоной установки с приводом от ДВС;

- сравнение результатов численного и физического экспериментов по исследованию энергетических характеристик теплонасосоной установки;

- разработка рекомендаций по повышению эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок по результатам расчетных и экспериментальных исследований.

1.Александров A.A. Сравнительная эффективность регенерации в обратных парокомпрессионных циклах // Вестник МЭИ. -2007. -№4. с. 17-19.

2. Алексеенко C.B. Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение в России // Энёргосбережение. -2008. №1. — с. 68-73.

3. Андреев A.A. Теплонасосное направление генерирования водяного пара в промышленной энергетике // Промышленная теплотехника. 2007, т. 29, №4. - с. 73-77.

4. Артемьев В.Б. Основные положения стратегии развития угольной промышленности России // Топливно-энергетический комплекс. — 2004. №1. — с. 60-63.

5. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И., Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе. М.: Колос, 2000. - 160 с.

6. Безруких П.П. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии // Топливно-энергетический комплекс. — 2002. — №2. — с. 53-57.

7. Бродянский В.М., Серова E.H. Термодинамические особенности циклов парокомпрессионных тепловых насосов // Холодильная техника. 1989. - №9. с. 7-9.

8. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек А. Эксергетический метод и его применение. -М.: Энергоатомиздат, 1988.

9. Бушуев В.В. Прогнозный баланс использования на транспорте различных видов энергоносителей / Газ в моторах: Тез. докл. межд. конф. 22-23 мая 1996 г. М.: РАО «Газпром», 1996.-е. 16-19.

10. Бушуев В.В. Энергетический потенциал и устойчивое развитие. — М.: ИАЦ Энергия, 2006.

11. Быков A.B., Калнипь И.М., Крузе A.C. Холодильные машины и тепловые насосы: повышение эффективности. М.: Агропромиздат, 1988. — 287 с.

12. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золотаревский JI.C. Транспорт на газе. М.: Недра, 1992.-342 с.

13. Везиришвили О.Ш. Методика определения объемных и энергетических характеристик парокомпрессионных теплонасосных установок. Тр. ГПИ. Тбилиси 1980. -№7.

14. Везиришвили О.Ш. Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения. М.: Издательство МЭИ, 1994 г. - 160 с.

15. Гопин С.Р., Евстигнеева Э.Н., Шавра В.М. Эффективность двухкратной регенерации тепла в малых холодильных машинах. Холодильная техника. 1981 г. №3. С.18-21.

16. Гохштейн Д.П. Использование отходов тепла в тепловых насосах. — М. -Л.: Госэнергоиздат, 1955. 80 с.

17. Гохштейн Д.П. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок. — М.: Энергия, 1969. 368 с.

18. Гохштейн Д.П. Энтропийный метод расчета энергетических потерь. М. —Л.: Госэнергоиздат, 1963. 112 с.

19. Гуреев В.М. , Гортышов Ю.Ф., Ермаков A.M., Гуреев М.В. Схемные решения различных схем теплонасосных установок // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань, 2007.-№1.-с. 10-11.

20. Гуреев В.М., Ермаков A.M. Разработка математической модели парокомпрессионной тсплонасосной установки с газомоторным приводом // Четвертая международная научно-техническая конференция. Вологда, 2004. - с. 345-351.

21. Гохштейн Д.П. Использование отходов тепла в тепловых насосах. М. —Л.: Госэнергоиздат, 1955. 80 с.

22. Газомобиль для всех / Ю.Н. Васильев, А.И. Гриценко, Л.С. Золотаревский и др. — М.: ГТК Газпром, 1991,- 100 с.

23. Гайворонский А.И., Марков В.А., Илатовский Ю.В. Использование природного газа и других альтернативных топлив в дизельных двигателях. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007.-480 с.

24. Гайнуллин Ф.Г., Гриценко А.И., Васильев Ю.Н., Золотаревский Л.С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. М.: Недра, 1986. - 255 с.

25. Генкин К.И. Газовые двигатели. М.: Машиностроение, 1977. - 193 с.

26. Данилов Р.Л., Дедкова Г.А. Теплонасосная установка для пастеризации и охлаждения молока. // Холодильная техника. — 1975. №6. с. 7-9.

27. Ермаков A.M. Моделирование и экспериментальное исследование теплонасосных установок на низкокипящих рабочих телах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Казань: 2007.

28. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1985. 120 с.

29. Железный В.П., Жидков В.В. Эколого-энергетические аспекты внедрения альтернативных хладагентов в холодильной технике. Донецк: Донбасс, 1996.

30. Жердев A.A. Разработка и исследование холодильных установок с использованием в качестве рабочих тел экологически безопасных газомоторных топлив: Дис. докт. техн. наук. М.: 2003.

31. Зайцев П.З. Холодильная техника. JL: Ленсовнархоз, 1962. - 349 с.

32. Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины. Л.: Судостроение, 1972. 568 с.

33. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. 2-е изд., перераб. -М: Машиностроение, 1981. - 160 с.

34. Зысин В.А. Отопительные установки с тепловым насосом. — В кн.: Тепловые насосы. (Работы ЦКТИ, кн. 4, вып. 1)/Под ред. Л.А. Шубенко. М.—Л.: Машгиз. 1947, с. 31—39.

35. Зысин В.А., Михалев H.H. Тепловой насос как средство экономии газообразного топлива. Тр. ЛПИ им. М.И. Калинина, 1951, № 1, с. 154-164.

36. Иващенко H.A. Перспективные силовые установки с двигателями внутреннего сгорания // Сб. науч. трудов по проблемам двигателестроения, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. с. 171-179.

37. Игревский В.И., Портнов A.M. Настоящее и будущее топливно-энергетического комплекса // Топливно-энергетический комплекс. — 2004. №1. - с. 57-59.

38. Калнинь И.М., Васютин В.А., Пустовалов С.Б. Условия эффективного применения диоксида углерода в качестве рабочего вещества тепловых насосов // Холодильная техника. -2003,-№7.-с. 8-12.

39. Калнинь И.М., Савицкий И.К. Тепловые насосы: вчера, сегодня, завтра. // Холодильная техника. — 2000. №10. — с. 2-6.

40. Каменев В., Фомин В., Хрипач Н. Водород альтернативный энергоноситель для автотранспорта: проблемы и решения // Автогазозаправочный комплекс+альтернативное топливо. - 2004. - №1.- с. 43-48.

41. Кириллов Н.Г. Альтернативные моторные топлива XXI века // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. — 2003. №3. — с. 58-63.

42. Кузнецов Е.П. Управление энергосбережением. 4.1. Совершенствование организации управления энергосбережением. Спб.: ПЭИПК, 2007. - 78 с.

43. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пос. для высшей школы. — 2-е изд., испр. и доп. М.: Академический проект, 2004. — 400 с.

44. Кутенев В.Ф., Звонов В.А., Корнилов Г.С. О концепции автомобильного двигателя XXI века // Тр. НАМИ Проблемы конструкции двигателей и экологии. М.: 1998. с. 3-9.

45. Лобан M.B. Повышение эффективности тепловых двигателей утилизацией тепла отработавших газов с применением теплонасосной установки: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 2004.

46. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян A.C. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. - 311 с.

47. Лыков О.П. Производство моторных топлив из природного газа // Химия и технология топлив и масел. 1996. — №3. - с. 15-24.

48. Мамедова М.Д., Васильев Ю.Н. Транспортные двигатели на газе. М.: Машиностроение, 1994.-224 с.

49. Маринченко А.Ю. Оптимизационные исследования комбинированных теплопроизводящих установок с тепловыми насосами: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Иркутск: 2004.

50. Марков В.А., Козлов С.И. Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей. — М.: 14зд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 296 с.

51. Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 376 с.

52. Мартыновский B.C. Тепловые насосы. -М.: Госэнергоиздат, 1965.

53. Новое топливо для городского транспорта / Т.И. Смирнова, С.Н. Захаров, И.Ю. Болдырев и др. // Двигатель, 1999. №2 (2). с. 42-44.

54. Переход автотранспорта на природный газ: Нормативно справочное пособие для руководителей и специалистов автотранспортных организаций / А.И. Морев, И.Г. Загдадин, O.A. Петренко и др. М.: ИРЦ Газпром, 1995. - 140 с.

55. Перспективы развития, производства и применения в России моторных топлив и химических продуктов из природного газа до 2010 г. / Ю.И. Боксерман, В.Р. Грунвальд, О.Б. Брагинский и др.; под ред. Р.Д. Маргулова. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1996. - 60 с.

56. Петраков Г.Н. Повышение эффективности работы теплового насоса в системах теплоснабжения за счет модернизации конденсатора: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Воронеж.: 2006.

57. Пустовалов С.Б. Разработка и исследование водонагревателей тепловых насосов, работающих на R744 в качестве рабочего вещества: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: 2004.

58. Рабочие вещества холодильных машин. // Холодильная техника. 1991. №3. с. 9-12.

59. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. М.: Наука, 1977. 344 с.

60. Результаты испытания дизеля, использующего в качестве топлива диметиловый эфир / JI.H. Голубков, Т.Р. Филипосянц, Г.А. Иванов и др. // Автомобили и двигатели: Сб. науч. трудов НАМИ. М., 2003. - Вып. 231. - с.41-51.

61. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы: Пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1982.224 с.

62. Розенфельд Л.М., Ткачев А.Г. Холодильные машины и аппараты. Изд. 2-е. М., Госторгиздат, 1960. 656 с.

63. Сапронов В.И. Озонобезопаспая холодильная техника // Холодильная техника. 1996. №4.-с. 12-16.

64. Свснтицкий И.И., Гришин А.П. Использование теплоты окружающей среды как путь решения проблемы энергосбережения // Энергосбережение. 2008. - №1. - с. 62-65.

65. Селиверстов В.М. Утилизация тепла в судовых дизельных установках. JL: Судостроение, 1973. - 256 с.

66. Сергеев П.А. ТЭК России в 2003 году: экспорт и цены устойчиво растут // Топливно-энергетический комплекс. 2004. — №1. - с. 20-23.

67. Смайлис В. И. Малотоксичные дизели. Л.: Машиностроение, 1972. - 128 с.

68. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А.Д. Блинов, П.А. Голубев, Ю.Е. Драган и др. Под ред. B.C. Папонова и A.M. Минеева. М.: НИЦ «Инженер», 2000. 332 с.

69. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат, 1981.

70. Суслов Н.И. Тенденции энергопотребления России и структурные сдвиги // Топливно-энергетический комплекс. 2004. №1. - с. 109-115.

71. Тепловые насосы. / Под ред. Л.А. Шубенко. Книга 4, Выпуск 1. М. - Л.: Машгиз, 1947.-40 с.

72. Терентьев Г.А. Эффективность дизелизации автомобильного парка и соотношение оптовых цен на дизельное топливо и автомобильный бензин // Химия и технология топлив и масел. 1988,-№7.-с. 2-5.

73. Терентьев Г.А., Тюков В.М., Смаль Ф.В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М.: Химия, 1989. - 272 с.

74. Фадеков К.Н. Применение смесевых зеотропных хладагентов для повышения энергетической эффективности бытовых холодильников: Автореф. дис. канд. техн. наук. — М.: 2002. 16 с.

75. Хайнрих Г. и др. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения / Г. Хайирих, X. Найорк, В. Нестлер; Пер. с нем. H.JI. Кораблевой, Е.Ш. Фельдмана; Под ред. Б.К. Явнеля. М.: Стройиздат, 1985. - 351 с.

76. Хачиян A.C. Применение различных топлив и энергетических установок в автомобилях будущего // Двигателестроение. 2004. №1. - с. 28-31.

77. Холодильные машины / A.B. Бараненко, IT.H. Бухарин, В.И. Пекарев, И.А. Сакун, J1.C. Тимофеевский; Под общ. ред. JI.C. Тимофеевского. Спб.: Политехника, 1997. - 992 с.

78. Холодильные машины. Справочник. М.: Легкая и пищевая промышленнсть, 1982.-225 с.

79. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Теплофизические аспекты экологических проблем современной холодильной техники. «Материалы X Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ». Казань: Бутлеровские сообщения. 2002 г. с. 54-57.

80. Цветков О.Б. Холодильные агенты в Киотском протоколе значатся. // Холодильная техника. 2005. №1.

81. Чертков Я.Б. Моторные топлива. Новосибирск: Наука, 1987. - 208 с.

82. Шкаликова В.Н., Патрахальцев H.H. Применение нетрадиционных топлив в дизелях. М.: Изд-во Российского университета Дружбы народов, 1993. - 64 с.

83. Юсуфов И.Х. Об итогах работы топливно-энергетического комплекса России в 2001 году и основных направлениях деятельности на 2002 год // Топливно-энергетический комплекс. 2002. - №1. - с. 2-7.

84. Якобсон В.Б. Малые холодильные машины. Пищевая промышленность. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 368 с.

85. Янтовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. М.: Эпсргоатомиздат, 1989.- 128 с.

86. Янтовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки. -М.: Энергоиздат, 1982. 144 с.

87. Alternative Refrigerant Blends // Elf Atochem North America, Inc. Product Information.1996.

88. Brandner J. Der Gasmotor im Einsatz fur Warmerpumpenanlagen. Gas+Oelfeuerung, 23. 1978, №10, p. 533-545.

89. Bringmann A. Warmepumpeneinsatze im Industriebetrieb. — Betriebstechnik, 1977, Bd 18,№ 12, S.42, 44—45.

90. Calm J.M. Heat pump in USA. International Journal of Refrigeration. Vol. 10. 1997. p. 190-196.

91. Carrington C.G., Sandle W.J., Warrington C.M. Field performance of a domestic hot water heat pump system // Paris. 1983. Preprints. 16 Congress international du froid. -Commissions B2. 1983. p. 1-8.

92. Caterpillar tractor Co., Total energy handbook, 1979.

93. Das schwedische Modell: Sichere Alternativen fur FCKW// Energie 1995 - 47, №10, 50-52 p.

94. Dichev S., Kartelov G., Jechev D. Increasing the efficiency of compressor heat pumps by obtaining multizone condensation // Paris. 1983. Preprints. 16 Congress international du froid. — Commissions B2. 1983. P. 39-43.

95. Festival Hall Heat Pumps, The Industrial heating engineer, July 1981, p. 198-203.

96. Gaswarmepumpen Energiesparende Alternative. - Gas Warme Internat., 1978, Bd 27, № 5—6, S. 285-290.

97. Griffith M.V. Ileat pump progress in Great Britain. Direct-current, 1960, vol. 4, № 8, p. 238-242.

98. Griffith M.V. Aspects of the heat pump. Refrigerat. Air condit., 1976, vol. 79, № 934, p. 42, 45, 47, 57.

99. Gas motor heat pump with additional heat recovery. Sulzer Tech. Review, №3, p. 136, 1977.

100. Handrock. W. Rationelle Energieanwendung unter Einsantz von Gaswarmerpumpen. Gas warme international 27. 1978, №1, s. 29-35.

101. International symposium on the industrial application of the heat pump. 24-26, March, 1982.

102. Jahrbush der Warmeruckgewinnung. 3. Aufgabe 1977—1978. Heizung, Klimatisierung, Warmeruckgewinnung und Warmepumpenwendung in Hochbau, Gewerbe und Industrie. Essen: Vulkan—Verlag, 1977. 276 p.

103. Kew P.A. Ileat pumps for the production of process steam. The meating and ventilating// Engineer, May 1982.

104. Kruse H., Heideick R. The application of C02 as refrigerant// Bull. IRR. 1999. Vol.79, N1.

105. Lötz H. Rationelle Energiennuizung in der kaltetechnik // Kalte and lclimatechnik, №12, 1976, S. 539-545; № 13, 1977.

106. Maxwell B. R., Didion D.A. An experimental evalution of engine-driven heat pump systems. ASME Winter Annual Meeting, December 11-15, 1978.

107. Oberst W. Warmepumpenanlage mit trivalenten Quellensystem. Heizung Klima, 1978, Jg. 5, № 5, p. 37—43.

108. Parise J. A. R., Cartwright W. G. Experimental analysis of a diesel engine driven water-to-water heat pump. Heat Recovery Systems & CHP. Vol. 8, No. 2, pp. 75-85, 1988.

109. Park C., Cho H., Lee Y., Kim Y. Mass flow characteristics and empirical modeling R22 and R410A flowing through electronic expansion valves. International Journal of Refrigeration, Vol.30. 2007. p. 1401-1407.

110. Paul J. Wärmepumpe in der Industrie. In: Warmepumpentechnologie, Bd. II, S. 95102. Warmepumpentagung Essen 1978.

111. Petersen B. Large diesel driven heat pumps for district heating // Heat recovery systems. 1982.-Vol. 2, No. 2, pp. 109-115.

112. Radermacher R., Hwang Y. Vapor compression heat pumps with refrigerant mixes. -Taylor&Francis. 2005. p.340.

113. Scalabrin G., Bianco G. Experimental thermodynamic analysis of a variable-speed open reciprocating refrigeration compressor. International Journal of Refrigeration, 1994, Vol. 17, №l.p. 68-75.

114. Schnell P. Dehli M. Die elektrische Wärmepumpen Beitrag der Elektrizitatswirtschalt zur Energieeinsparung und Mineralolsubstitution. Elektrizitatswirtschaft, 1979, Bd78,№20,S. 771-776.

115. Yang Zhao, Zhao Haibo, Wu Zhiguang. Technical and economic analysis of gas-engine driven heat pump in China. Int. J. Global Energy Issues, 2003, vol. 20, № 3, S. 223-232.

116. Ying-Lin Li, Xiao-Song Zhang, Liang Cai. A novel parallel-type hybrid-power gas engine-driven heat pump system. International Journal of Refrigeration, 2007; 1134-1142.

117. Zhang R.R., Lu X.S., Li S.Z., Lin W.S., Gu A.Z. Analysis on the heating performance of a gas engine driven air to water heat pump based on a steady-state model. Energy Conversion Management, 46, 2005, 1714-1730.

118. Zhifang X., Lin S., Hongfei O. Refrigerant How characteristics of electronic expansion valve based on thermodynamic analysis and experiment. Applied Thermal Engineering, Vol. 28. 2008. p. 238-243.

119. Zhiwei Lian, Scong-ryong Park, Wei Huang, Young-jin Baik, Ye Yao. Conception of combination of gas-engine-driven heat pump and water-loop heat pump system. International Journal of Refrigeration, 2005; 810-819.

120. Глава 2. Математическая модель ТНУ с приводом от ДВС.

121. Задача, решаемая в математической модели (ММ) теплового насоса, в общем случае сводится к определению всего вырабатываемого тепла ПТНУ при определенном наборе внутренних и внешних параметров.

122. Основные расчетные зависимости.21.1 Описание программного комплекса «Поток».

123. Общий вид диалогового окна ПК «ПОТОК» показан на рисунке 2.1.1. РОТОК

124. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ЭНЕРГОУСТАНОВОК1. Задача:1. Расчёты

125. Аппроксимация характеристик

126. Модификация базы термодинамических свойств

127. Просмотр и редактирование информации Графическое отображение файла результатов Диалог, формирование (редактирование)установки1. Выход

128. Рисунок 2.1 Внешний вид диалогового окна ПК «ПОТОК»

129. Рисунок 2.2 Схема теплового насоса с электроприводом

130. Пример шифра узла типа "Входное устройство" 1010200, где: АВ= 1 - тип узла "Входное устройство", СБ- 01 - порядковый номер узла типа "Входное устройство", Е17= 02 - номер контура, в котором работает узел, КЬ= 00.

131. Конкретные значения разрядов АВ, ЕБ, КЬ для различных типов узлов, использующихся для расчета ТНУ, приведены в таблице 2.1.