Повышение эффективности теплонасосных установок на основе численного и физического моделирования тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

004610351

у

ГУРЕЕВ ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО И ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Специальность: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 4 ОКТ 20Ю

Казань 2010

004610351

Работа выполнена на кафедре «Теоретические Основы Теплотехники» Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева-КАИ

Научный консультант: Доктор технических наук, профессор

Гортышов Юрий Федорович Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Калнинь Игорь Мартынович Доктор технических наук, профессор Сабирзянов Айдар Назимович Доктор технических наук, профессор Дрегалин Анатолий Федорович Ведущее предприятие: Объединенный институт высоких

температур РАН

Защита состоится «_» _2010 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д212.079.02 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева по адресу 420111 г. Казань, ул. К.Маркса, 10.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева - КАИ. Электронный вариант автореферата размещен на сайте référât vak@obrnadzor.gov.ru

Автореферат разослан «_»_2010 г

Ученый секретарь Диссертационного совета к.т.н., доцент

А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы.

Использование теплонасосного оборудования в области теплоснабжения стало основным энергосберегающим мероприятием не только в мире, но и в России. Множество российских и зарубежных организаций занимаются созданием опытно-промышленных образцов теплонасосных установок отопительного и технологического назначения, так как Россия имеет огромный потенциал низкотемпературных тепловых ресурсов, которые можно использовать для теплоснабжения.

В большинстве европейских государств (за исключением Скандинавских стран) тепловые насосы применяются в основном для горячего водоснабжения, количество таких установок превышает 70% от их общего числа. Распространение тепловых насосов для ГВС связано с малыми отопительными периодами в странах Европы, США и странах азиатского региона, продолжительность которых составляет в среднем 3500-3800 часов в год. Срок окупаемости при использовании тепловых насосов для ГВС составляет 2,5 года, а для целей отопления - 5-8 лет. Использование тепловых насосов для горячего водоснабжения - наиболее выгодный вариант как с термодинамической, так и с экономической точек зрения.

В реальных теплонасосных установках чаще всего часть жидкого фреона вскипает, и в испаритель теплового насоса поступает парожидкостная смесь. Доля жидкого фреона, вскипевшая при дросселировании, составляет приблизительно 30%. При работе ТН на ГВС гарантировано отсутствие такого отрицательного эффекта и, соответственно, возможно получение максимального значения коэффициента трансформации (р. При работе в отопительном режиме теплового насоса потребителем будет получено меньшее на 25-30% количество тепловой энергии.

В российских условиях наиболее востребованы теплонасосные установки для целей отопления, а, следовательно, рассчитанные на более высокие температуры. Поэтому для российских климатических условий должны разрабатываться тепловые насосы, отличающиеся от зарубежных. При повышении температуры горячей воды снижение коэффициента трансформации будет только возрастать.

Значительное количество работ последних лет посвящено вопросам обеспечения конкурентоспособности ТНУ по сравнению с другими способами теплоснабжения. В работах Бродянского В.М., Литовского E.H., Калниня 0.М., Хейндриха Г. и т.д. в качестве границы конкурентоспособности принимается минимальный коэффициент преобразования <р=2,5-4. При существующих тарифах на энергетические ресурсы в России, даже при коэффициенте преобразования ф>4, парокомпрессионные теплонасосные установки часто оказываются экономически нерентабельными. Используемая методика расчетов и циклового анализа параметров ТНУ дает их завышенные значения, что в дальнейшем приводит к тому, что внедрение тепловых насосов экономически не оправдывается. Возникла необходимость в выявлении причин, приводящих к получению завы-

шенных значений, а так же разработке новых способов повышения эффективности ТНУ в целом и эффективности отдельных ее элементов.

Наиболее полно изучены данные вопросы применительно к холодильной технике, а для тепловых насосов остаётся масса нерешённых вопросов в области: разработок методик расчётов ТНУ с учётом реальности параметров элементов установок и рабочих тел; перевода свойств рабочих тел ТНУ в электронную форму; оптимизации схемных решений ТНУ; повышения эффективности теп-лообменного оборудования, компрессоров и т.д. Решение данных вопросов делает данную работу актуальной.

Цель исследований: повышение эффективности теплонасосных установок и их элементов на основе численного и физического моделирования процессов теплообмена и гидродинамики, разработка на основе исследований рекомендаций и методик уточнённых расчётов параметров ТНУ.

Основные задачи:

1. Провести анализ опыта внедрения теплонасосных установок в эксплуатацию для энергетических и технологических целей; выявить основные проблемы технического и экономического характера, сдерживающие внедрение ТНУ; определить наиболее перспективные способы повышения эффективности ТНУ и разработать рекомендации по их использованию;

2. Разработать методики расчета теплотехнических параметров теплонасосных установок с использованием программного комплекса для термогазодинамических расчетов энергетических установок «ПОТОК», провести модернизацию программного комплекса и адаптацию его для расчетов теплонасосных установок;

3. На базе численных исследований процессов, проходящих в теплонасосных установках, разработать методы повышения эффективности теплонасосных установок и их элементов, а так же соответствующие им опытные стенды и экспериментальные установки. Выявить и математически описать влияние основных внешних и внутренних параметров ТНУ на их эффективность;

4. Разработать опытные образцы теплонасосных установок и их элементов с улучшенной эффективностью и провести натурные исследования ТНУ и их основных элементов. Разработать конкретные рекомендации по повышению эффективности парокомпрессионных и газовых теплонасосных установок.

На основе фундаментальных и прикладных исследований получены следующие основные результаты, выносимые на защиту:

1. Разработаны численные модели основных элементов парокомпрессионных и газовых теплонасосных установок в программном комплексе термогазодинамических расчетов энергетических установок, проведена модификация программного комплекса;

2. Разработана методика представления свойств рабочих тел теплонасосных установок в виде, удобном для использования в расчетном комплексе для термогазодинамических расчетов парокомпрессионных ТНУ;

3. Разработана методика использования программного комплекса для расчета теплотехнических характеристик теплонасосных установок в нерасчетных режимах работы;

4. Установлены и математически описаны зависимости основных показателей эффективности теплонасосных установок от их внешних и внутренних параметров, разработаны рекомендации для выбора оптимальных параметров тепловых насосов;

5. Разработан способ повышения эффективности приводного газопоршневого двигателя парокомпрессионной ТНУ за счет использования добавок водородного топлива, проведено экспериментальное исследование влияния добавок водорода в газовый двигатель, обеспечивающих максимальный рост эффективности двигателя;

6. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности приводного газопоршневого ДВС ТНУ за счет использования поршневого уплотнения нового типа, проведена опытная апробация работоспособности поршневого уплотнения;

7. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности теплообменных аппаратов для парокомпрессионных ТНУ за счет использования конусообразных труб и корпусных деталей.

Обоснованность и достоверность научных выводов и рекомендаций подтверждается сравнением результатов численных исследований с результатами физического эксперимента по определению характеристик элементов теплонасосных установок и удовлетворительной их сходимостью, применением современных методов численного анализа и эффективных методик измерения экспериментальных параметров, оценкой погрешностей измерений.

Научная новизна результатов исследования:

1. Разработка методики оценки эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок с использованием специализированного программного комплекса для термогазодинамических расчетов и модернизации программного комплекса для проведения термодинамического анализа теплонасосных установок на двухфазных рабочих телах;

2. Разработка базы данных термодинамических и теплофизических параметров рабочих тел для теплонасосных установок в электронном виде (7 рабочих тел);

3. Выявление функциональных зависимостей между параметрами источника низкопотенциальной теплоты и потребителя тепловой энергии и внутренними параметрами ТНУ и оптимизации схемных решений парокомпрессионных ПТНУ на базе численного анализа параметров теплонасосных установок;

4. Разработка метода повышения эффективности теплообменных аппаратов в составе теплонасосных установок за счет применения конусообразной формы корпуса и трубок теплообменника, с использованием результатов численных исследований при изготовлении прототипа интенсифицированного теп-лообменного аппарата;

5. Разработка метода повышения эффективности теплонасосных установок за счет использования в качестве привода газопоршневых двигателей с новым типом поршневого уплотнения;

6. Разработка метода повышения эффективности газотурбинного привода теплонасосных установок за счет добавки пара в газовый тракт ГТУ и в выявлении по результатам численного исследования влияния добавок пара на эффективность ГТУ;

7. Разработка метода повышения эффективности газовых тепловых насосов за счет использования впрыска воды в газовый тракт теплонасосной установки и в выявлении по результатам численных и экспериментальных исследований влияния впрыска воды на характеристики ТНУ;

8. Разработка метода повышения эффективности газопоршневого привода ТНУ за счет использования добавок водорода в газовое топливо.

Практическое значение результатов работы:

Использование нового метода проектирования ТНУ с применением ПК «ПОТОК» и рекомендаций, полученных по результатам численных и экспериментальных исследований, проектными организациями для разработки теплонасосных установок с более высокими технико-экономическими характеристиками.

Реализация результатов работы:

С Использованием результатов численных и экспериментальных исследований, выполненных в работе, созданы образцы парокомпрессионных теплонасосных установок мощностью 4,5 и 14 кВт, опытно-промышленная установка ПТНУ мощностью 0,7 МВт, опытно-экспериментальная установка газового теплового насоса мощностью 100 кВт, с более высокими технико-эконимическими параметрами.

Результаты работы использованы: НТЦ ОАО «КАМАЗ» (г. Н.Челны), КазаНЦ РАН (г.Казань), ОАО КМПО (г.Казань), СКТБ «Радиооборудование» (г.Калуга), ООО «Камэнергоремонт-Холдинг» (г. Нижнекамск), ОАО «Татэнер-го» (г.Казань), НИИ «Химической промышленности» (г.Казань), Московской государственной академией промышленной экологии и т.д.

Основные результаты работы вошли в научно-технические отчеты по грантам:

№ РНП 2.2.1.1.9, № 02.516.11.6001 от «07» марта 2007 г., № 4480/17/07100-05 от 29.09.2005 г., №1234/17/07100-06 от 30.03.06 г., №1884/17/07100-07 от 01.02.2007 г., №1985/17/07100-08 от 30.04.08 г. №1984/17/07100-08 от 30.04.08 г.

В учебном процессе: основные результаты диссертационной работы изложены в учебных пособиях, изданных с грифом УМО: «Энергетический комплекс промышленных предприятий», «Энергетический аудит и энергосбережение на предприятиях», «Теплопередача в промышленных аппаратах» для специальности «Энергетика теплотехнологий» и еще в 8 учебно-методических работах.

Апробация работы.

Полученные основные результаты диссертации докладывались и получили одобрение на International Heat and Mass Transfer Conference (Surathkal, India, 1995 г.), Всероссийской научной конференции «Тепловые двигатели в XXI веке» (Казань, 1999г.), Региональном симпозиуме «Проблемы реализации целевых программ энергосбережения» (Казань 2001г.), IV международном симпозиуме «Ре-сурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования» (Казань, 2003 г.), Четвертой международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем (Вологда, 2004), Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е.Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении». (Казань, 2004-2008 гг.), Научно-практической конференции «Эффективная энергетика» (Казань, 2004 г.), 12-th Enropean symposium on Improved Oil Recovery (Казань, 2003 г.), Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 20042009 гг.), II Международной научно-технической конференции «Авиадвигатели XXI века» (Москва, 2005 г.), XVI Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломасообмена в энергетических установках", (Санкт-Петербург, 2007 г.), 3-ей Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики» (Екатеринбург, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ» (Казань, 2007,2009г.), VIII международном симпозиуме «Энергоэффективность и энергосбережение», (Казань, 2007 г.), Международной научно-технической конференции "Водородная энергетика" (Москва, 2007г.), Международном симпозиуме "Энергоресурсоэффективность и энергосбережение" (Казань, 2007г., 2008 г.), Конференции холодильной промышленности «ХолодЭкспо Россия - 2009» (Москва, 2009), Научно-технических семинарах кафедры ТОТ КГТУ им. А.Н. Туполева (1994-2009 г.).

Личный вклад автора состоит:

в постановке целей и задач диссертационной работы; разработке методики оценки эффективности теплонасосных установок с использованием программного комплекса термогазодинамических расчетов; разработке методов повышения эффективности элементов теплонасосных установок (теплообменных аппаратов, двигателей внутреннего сгорания); разработке методов повышения эффективности газовых тепловых насосов и газотурбинных установок за счет добавок воды и пара в газовый тракт; создании вычислительных и математических моделей ТНУ; разработке экспериментальных стендов и опытно-промышленных образцов элементов ТНУ и теплонасосных установок. Все результаты диссертационной работы, перечисленные в ее заключении, получены лично автором при научном консультировании Академика АН РТ, доктора технических наук, профессора Ю.Ф.Гортышова.1

' Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Маиу Э.Б. И кт.н. Дружинину A.M. за совместную работу по созданию программного комплекса и разработке методов повышения эффективности ДВС.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 96 печатных работ, включая 11 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикаций материалов диссертационных работ, 9 статей в центральных российских изданиях, получено 20 патентов и авторских свидетельства РФ на изобретение и полезные модели, опубликовано 2 монографии, 8 учебно-методических изданий, из них 4 с грифом УМО, 15 тезисов и 31 материал докладов в Российских и зарубежных сборниках, включая 5 зарубежных.

Диссертация выполнена на кафедре «Теоретические основы теплотехники» Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) в НИИ «ЭнергоЭффективных Технологий КГТУ им. А.Н.Туполева» в период с 1994 по 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении

В краткой форме изложены: обоснование актуальности выбранной темы, цель и основные задачи исследования, отмечается научная новизна, практическая значимость диссертационной работы, перечень решенных в диссертации и выносимых на защиту задач и положений, связанных с повышением эффективности теплонасосных установок и их элементов.

В первой главе

Изложена методика циклового анализа теплонасосных установок паро-компрессионного типа, широко используемая в работах ведущих специалистов в области ТНУ: В.А. Михельсона, Г.Ф. Ундрица, В.А. Зисина, Е.И. Литовского, Ю.В. Пустовалова, B.C. Мартыновского, AB. Быкова, В.М. Бродянского, Н.И. Гальперина, И.М. Калниня, ЕЛ. Соколова, R Plank, H.L. Cube, К. Langeheinecke, H. Wagner, R. Turovski. J. Brander, H. Bruckner. Показаны основные параметры, характеризующие эффективность теплонасосных установок, как термодинамическую, так и эксергетическую. Показаны основные трудности применения данной методики, состоящие в использовании данных по рабочим телам ПТНУ, представленных либо в табличной, либо в графической форме.

Рассмотрены перспективы и экологическая целесообразность применения альтернативных рабочих тел в тепловых насосах. Традиционные хладагенты, широко используемые в холодильных установках, оказались под запретом, что привело к активному поиску озонобезопасных и эффективных рабочих тел, а также методов представления теплофизических свойств рабочих тел. Данному направлению исследований посвящено огромное количество работ следующих авторов: В.Е. Алемасова, А.Ф. Дрегалина, С.Н. Богданова, A.B. Быкова, B.C. Бабаки-на, В.И. Сгефанчука, P.M. Якобса, JI. Дворака, Д. Гордона, Ф. Гамильтона, Т. Макигы, Д. Джонсона, О. Витцеля. Выявлен по итогам анализа перспективности рабочих тел их перечень, рекомендуемый к использованию в ПТНУ. Наибольший интерес проявлен к R134a, R32, R410a, R125. Из природных хладагентов по степени внимания лидируют диоксид углерода, аммиак, метан, этан и пропан. Благодаря

дешевизне, экологической чистоте и простоте обслуживания разработчики тепловых насосов проявляют интерес к диоксиду углерода.

Проведен анализ применения парокомпрессионных тепловых насосов с электрическим приводом в России и зарубежом. Рассмотрены работы, посвященные внедрению ТНУ с электрическим приводом в различных сферах производства и коммунального хозяйства следующих авторов: Е.Я Соколова, В.М. Бродянского, B.C. Мартыновского, A.B. Быкова, И.М. Кал-ниня, Е.И. Литовского, JI.A. Левина, О.Ш. Везиришвили, В.В. Афанасьева, А. Бри-ганти, И. Стромена, А. Бретсена, Д. Петерсона, Б. Петсрсона, X. Лотца, Д. Брандне-ра, Г. Хайндриха и т.д.

Отмечено, что решением проблемы нерентабельности ТНУ с электроприводом, может быть применение в тепловых насосах в качестве привода двигателей внутреннего сгорания, работающих на природном газе.

Проведен подробный анализ применения парокомпрессионных тепловых насосов с приводом от ДВС по работам: В.М. Селиверстова, Е.И. Литовского, Л.А. Левина, Ю.В. Пустовалова, Д. Рея, Д. Макмайкла, Б.Р. Максвелла, Д. Ди-диона, P.A. Кеви, Д. Париза, Юнг-Лин Ли, С.З. Ли, B.C. Лин и т.д. Широкое распространение ПТНУ с приводом от ДВС получили в Германии. Здесь, несмотря на повышенную популярность электрических ПТНУ, использование тепловых насосов с приводом от тепловых двигателей становится выгодным в зданиях, в которых отопительная нагрузка составляет более 3000 кВт при количестве часов использования, превышающем 3000 ч/год. По результатам анализа подтверждена перспективность использования газопоршневого привода в ТНУ для российских условий.

Отдельный раздел посвящен газовым теллонасосным установкам и опыту их использования в мировой практике, представленному в работах: В.И. Ляпи-на, П.А. Ольшевского, E.H. Серова, М.П. Верещагина, В.М. Кулакова, А.В Бо-роненко, H.H. Бухарина, М.Г. Дубинского, H.H. Кошкина, Д. Брайтона, Т. Кельвина и т.д. К концу 90-х годов сложилась ситуация, когда стало возможным рассматривать газовые (воздушные) холодильные машины как альтернативные по отношению к парокомпрессионным. Последние технические и технологические достижения позволили существенно улучшить показатели воздушных турбохолодильных машин (ВТХМ). В числе таких достижений -создание детандеров и турбодетандеров с высоким КПД, разработка высокоэффективных теплообменных аппаратов, улучшение характеристик рабочего тела и т.д.

Анализ показал, что в случае применения специальных решений эффективность газовых тепловых насосов может быть приближена к парокомпрессионным, особенно в случае больших мощностей.

Для решения проблемы уменьшения трудоемкости расчетов параметров тепловых насосов и нахождения перспективных методик компьютерных расчетов проведен анализ программных комплексов для термогазодинамических расчетов энергетических установок, таких как ОГРА, ГРАД, DVIG, GASTURB, Альбея, Ice Gream Cale по работам следующих авторов: А.П. Тунакова, С.А. Морозова, Э.Б. Маца, М.Р. Мавлютова, А.Б. Голонда, Б.М. Осипова,

В.Б. Явкина, Д. Куртске, П. Марквича и т.д. Выявлены достоинства и недостатки существующих программных комплексов, определены направления модернизации программного комплекса «ПОТОК» с целью применения для расчетов ТНУ.

Проведен анализ причин сниженной эффективности теплонасосных установок, определены направления модернизации ТНУ. Выявлены узлы и устройства ТНУ, требующие дальнейшего совершенствования. Определен перечень мероприятий по совершенствованию ТНУ: выбор наиболее эффективного рабочего тела; определение оптимального схемного решения установки; подбор оптимального сочетания элементов теплонасосных установок; повышение эффективности привода компрессорных агрегатов ПТНУ; повышение эффективности отдельных элементов ТНУ.

Во второй главе

Приведено описание программного комплекса «ПОТОК», предназначенного для численного моделирования термогазодинамических процессов для широкого спектра энергетических установок. ПК «ПОТОК» обеспечивает возможности расчета параметров энергетических установок на установившихся и неустановившихся режимах работы и решения других задач, возникающих в процессе их проектирования, доводки и эксплуатации. В рамках данной работы проведена модификация расчетного комплекса «ПОТОК» и адаптация его к расчету энергетических установок.

Общая структура комплекса представлена с помощью приведенной ниже укрупнённой блок-схемы (рис.1). Описана методика применения программного комплекса «ПОТОК» для термогазодинамических расчетов теплонасосных установок.

Приведены основные уравнения, используемые в математических моделях отдельных, входящих в состав ТНУ устройств. Для решения задач, связанных с расчетом характеристик и оптимизацией параметров теплонасосных энергетических установок, расчетный комплекс «ПОТОК» модернизирован, разработан целый ряд новых узлов. Приведены основные элементы модернизации расчетного комплекса «ПОТОК».

Введена в систему возможность учёта реальных термодинамических свойств различных веществ (низкокипящих рабочих тел) и расчёта процессов с двухфазными рабочими телами, разработана система аппроксимации термодинамических свойств индивидуальных веществ в газообразном и жидком состоянии;

Современные методы расчета процессов, происходящих в различных энергетических установках (газотурбинных двигателях, тепловых насосах, установках газоожижения, вакуумных установках и т.п.), базируются на использовании термодинамических и теплофизических функций (ТТФ), таких, как удельный объем, энтальпия, энтропия, удельная теплоемкость, теплота парообразования и др. Значения этих функций зависят от типа вещества, используемого установкой в качестве рабочего тела, его фазового состава и от температуры и давления, при которых осуществляются процессы.

Ввод данных

Диспетчер задач

Расчет характеристик

Неустановившийся режим

Диспетчер узлов

Вывод

результа-

входное устройство

ступень газового эжектора

конденсатор контактный

выходное устройство

расширение потока несжимаемой жидкости

впрыск жидкости

камера сгорания

газовая магистраль

переходный канал

Рис.1. Укрупненная блок-схема расчетного комплекса «ПОТОК»

турбина с конденсацией рабочего тела

Рабочее тело установки может состоять из индивидуального вещества или смеси веществ. Вещество может быть однофазным или двухфазным (жидкость и газ).

Изложен метод представления термодинамических и теплофизических функций, позволяющий использовать единый подход по описанию свойств различных индивидуальных веществ и учитывать их реальные свойства. В данной работе в качестве верхней границы давлення для такого газа задается р„п = 0,05 МПа. Удельный объем определяется из уравнения состояния р\> = КГ, где V - удельный объем; К - газовая постоянная; Т- температура газа. Теплоемкость идеального газа при постоянном давлении ср«д и

удельная энтальпия Кд зависят только от температуры газа Т и обычно аппроксимируются с помощью полиномов. Для аппроксимации теплоёмкости

(1)

ьрма используется полином седьмой степени:

с„.« = ал (Г/1000)+ а, + а, (Г/1 ООО) + а, (Т/\ООО)' + я, (Г/1 ООО)" + я, (Г/1 ООО)' +

+ а, (Г/КМО)5 +а, (Г/1000)5 +а,(г/10007), где я_,,я0,...,я7 - коэффициенты полинома.

Значение удельной энтальпии, согласно определению, может быть вычислено из уравнения & = ср(1Т.

Значение энтропии вычисляется по уравнению = «о , где функция

= |ср ¿Т/Т зависит только от температуры и сг. После их интегрирования могут быть записаны аналогичные выражения.

Значения таких ТТФ функций, как у, СР, Ь, я, для реальных веществ отличаются от их значений для идеального газа. Значения этих функций для реальных веществ могут быть найдены из соотношений:

<2)

где м, ^, - значение функций для идеального газа; />„,,„ - давление, при котором газ считается идеальным.

Решения могут быть получены, если известна зависимость * = для

реальных веществ. Предложено при моделировании энергетических установок расчеты функций производить с использованием аппроксимационных значений поправок к величине ТТФ функций (А^ = /(Г,р), Дй = /(г,р), ¿и = /(7\р), для идеальных газов данные алгоритмы становятся более эффективными.

Изложена методика, с помощью которой производится аппроксимация поправок, позволяющая отобразить зависимость функции от двух и более переменных. В основу ее положен каркасный метод, заимствованный из вычислительной геометрии, который используется для описания поверхностей. Каркасные линии в приложении к рассматриваемому методу описываются с помощью функций Безье третьего-седьмого порядка, в зависимости от сложности, либо сплайнами.

Расчеты значений функций СР, А, 5 собраны в одну подпрограмму РЦМК21. Расчет прямых функций с,,

производится с учетом аппроксимированных добавок к ТТФ Лс,(7>), ЛЛ = /(7>),

При расчёте энергетических установок, работающих с двухфазными рабочими телами, часто необходимы данные о значении удельного объёма, энтальпии, энтропии рабочего тела в жидком состоянии.

Величины этих параметров, в общем случае, зависят от давления и температуры. Однако эти зависимости очень слабые и по характеру близки к линейным, что даёт возможность, используя табулированные данные, произвести с высокой точностью аппроксимацию указанных функций в виде зависимостей = /(Г,р),

Разработан ряд процедур, позволяющих считать функции (аналогичные газодинамическим) прямые и обратные для двухфазных потоков. Если известен состав смеси, температура и давление, то

ср(р,Т) = с„

л*\ Л

Ф • Иф,Т) = И„3+ }

Рис. 2. Характер зависимости энталыши реального газа от температуры

функция позволяет найти массовые доли жидкой и газообразной фазы и состав жидкой и газообразной фаз.

Известно, что для рабочего тела, состоящего из нескольких веществ, фазовый состав и состав каждой из фаз полностью определяются двумя параметрами: температурой Т и давлением р рабочего тела. Методика расчёта этих составов базируется на следующих уравнениях:

- Уравнения материального баланса:

F = G + L; FJ^G^+Lj, (3) где: F =m/(i - общее количество молей смеси, G =mG/(^G —количество молей газовой фазы, L= mL/pL -количество молей жидкой фазы, ц, |iG, |iL -

молекулярные веса смеси, газа, жидкости, 11 = zi/F - относительное число молей i-oro компонента смеси, х' = xi/G - относительное число молей i-oro компонента газа, = yi/L - относительное число молей i-oro компонента жидкости, z¡, xi, yi - количество молей i-oro компонента в смеси, в газе, жидкости.

- Уравнение фазового равновесия:

7t=JrPSttP, (4)

где Ps ¡-давление насыщенных паров i-oro компонента при температуре Т.

- Балансовые уравнения сохранения массы или количества вещества:

= ¿Й = 1. (5)

i-I i-i

где п - количество компонентов в смеси.

Система уравнений (3-6) позволяет определить состав и количество газовой и жидкой фаз при заданных значениях давления р и температуры Т. После подстановки (3) и (5) в (4) получается:

F7,=GJ,P5íIP+{F-G)J,, (6)

Если обе части уравнения (6) разделить на F, ввести обозначение Е = и решить уравнение (6) относительно у, , то выражение запишется:

J,^/[E(Psi/P-\)+1], (7)

Используя уравнения (4) и (7) можно записать:

^-уЦу-1)*'). (8)

а из уравнения (5) следует -£.^=0 и соответственно:

¡.i ¡=i

+ = (9)

Если вместо мольных долей с использованием формулы z, =тn,Rr, где п\-т,/т, а - молекулярный вес газа, ввести массовые доли, то получится следующее уравнение:

Ш^-МН11"- (,о)

в котором содержится одна неизвестная величина Е, которая может изменяться в диапазоне 0 < Е <1.

Уравнение (11) решается относительно Е численно. Если Е > 1, то G = F - смесь состоит только из газа . Если Е < 0 , то G =0 - смесь состоит только из жидкости. По известной величине Е находится G=EF и L= F-G. Далее по уравнению (8) определяются мольные доли всех составляющих газовой фазы, а по (7) мольные доли всех составляющих жидкой фазы. Массовое количество каждой составляющей в жидкой и газовой фазе равно:

KViL; mGi = Xl imG, (11)

Суммарный весовой расход жидкой и газовой фаз равны:

«¿=£тй> "»с (12)

Если принять, что суммарный расход рабочего тела равен единице, то равно степени влажности рабочего тела, а та- степени его сухости.

Весовые доли всех составляющих в жидкой и газовых фазах соответственно равны:

ти = ти / mL; та = та /та, (13)

Разработана методика расчета термодинамических свойств смесей одно-и двух- фазных рабочих тел с использованием термодинамических и теплофи-зических функций.

Расчёт энтальпии по температуре и давлению (подпрограмма Т_Н); расчёт температуры по заданной энтальпии и давлению (подпрограмма Н_Т); расчёт энтропии по температуре и давлению (подпрограмма T_S); расчёт температуры по заданной энтропии и давлению (подпрограмма S_T); расчёт давления по заданной энтропии и температуре (подпрограмма P_S_T); расчёт давления по заданной энтропии и энтальпии (подпрограмма P_S_H); расчёт удельного объёма моновещества по температуре и давлению (подпрограмма RASV); расчёт плотности рабочего тела по температуре и давлению (подпрограмма PLOT); расчёт давления по заданной плотности и температуре (подпрограмма P_RO_T); расчёт давления по заданной плотности и энтальпии (подпрограмма P_RO_H), которые позволяют значительно упростить термогазодинамические расчеты для узлов энергетических установок.

Представлены алгоритмы описания узлов энергоустановок с использованием оригинальных методик расчета, их блок схемы и программная реализация: впрыск жидкости (подпрограмма WPR1SK); камера сгорания (подпрограмма KAMSG); конденсатор контактный (подпрограмма KONDK); отбор (подпрограмма OTBOR); подвод (подпрограмма PODWOD); теплообменник (подпрограмма TEPLO); дроссель (подпрограмма DROSSEL); расширение потока жидкости (подпрограмма RPG); двигатель (подпрограмма DWIG). Изложены системы уравнений: расчёт статических параметров газового потока (подпрограмма BSP); расчёт равновесного расширения конденсируемого газа (подпрограмма RRAS); расчёт скачка конденсации (подпрограмма SKKON);

расчёт расширения потока в конденсационной турбине (подпрограмма 1*А8КТ).

Отдельными блоками п программном комплексе ПОТОК оформлены блоки подготовки входных данных и блок описания результатов расчета. Расчетный комплекс позволяет определить основные характеристики отдельных элементов тепловых насосов и системы в целом, рассчитать параметры ТНУ в нерасчетных режимах работы, провести оптимизацию параметров по заданным критериям.

Показано, что использование диаграмм состояния рабочих тел (фреонов) достаточно трудоемко и приводит к значительным погрешностям при расчете параметров ПТНУ. Рекомендации для проектирования тепловых насосов, разработанные на основе экспериментальных исследований, могут быть использованы со значительными ограничениями, т.к. они получены для вполне определенной комплектации узлов и агрегатов ПТНУ и для конкретных рабочих тел. Для ускорения расчетов характеристик ПТНУ и повышения их точности предложен метод проектирования ПТНУ с использованием программного комплекса «ПОТОК». Определены исходные данные для проектирования ПТНУ, заданы варьируемые параметры установки. Предложен способ ориентировочного выбора рабочего тела для ПТНУ с учетом только его термодинамической эффективности. Выбор рабочего тела оказывает существенное влияние на величину коэффициента трансформации ПТНУ. В общем случае величина коэффициента <р определяется уравнением:

Ч> = (бисп + (14)

где С!исп - тепловая мощность, передаваемая от источника к рабочему телу в испарителе; Ьк - работа, потребляемая компрессором при сжатии 1кг газа.

Т.к. перепад температур в испарителе между источником тепла и рабочим телом незначительный, то может быть сделано допущение, что передаваемая тепловая мощность, отнесённая к одному кг рабочего тела равна теплоте испарения рабочего тела г при его температуре на входе в испаритель. Чаще всего в теплообменных аппаратах разность температур между температурой входа рабочего тела и температурой выхода приёмника тепла (нагреваемой среды) составляет 5-10 К. С учетом выше сказанного уравнение (14) переписывается в следующем виде:

Г _1о (15)

1и, 1 и

Для нахождения величины комплекса 5 удобно использовать график, связывающий теплоту испарения рабочего тела с его температурой. Такие зависимости для ряда наиболее широко используемых рабочих тел (1112,1122,1132, Ш25,11134а, 11410а, иС02) в тепловых насосах получены автором с использованием эмпирических табличных данных.

Дроссеп$

Конденсатор

Испаритель

Компрессор 2

0-е

Метод проектирования ПТНУ с использованием ПК «ПОТОК» представлен на примере одноступенчатой испарительной установки, принципиальная схема которой приведена на рис.3.

Тестовый расчет в программном комплексе «Поток» при заданных параметрах для реальной установки показал, что расчетный коэффициент 4 Ж ' трансформации ПТНУ составляет

<р-2,1, обеспечивая высокую степень Рис. 3. Принципиальная схема ПТНУ сходимости с опытными данными.

Входная информация к расчетному комплексу «ПОТОК» при проектировании ПТНУ описывается тремя массивами данных:

СХ - массив описания схемы установки; ВА - массив описания параметров для отдельных узлов и установки в целом; ВМН - массив описания закона управления, который фактически формирует систему уравнений, описывающих физические процессы в установке.

Расчётная схема теплонасосной установки в программном комплексе «ПОТОК» приведена на рис.4. Стрелки на схеме показывают направление передачи информации от узла к узлу по контурам. В качестве конденсатора и испарителя при расчёте используется узел «Теплообменник», соответственно TAI и ТА2.

В массиве ВА (описания параметров для отдельных узлов и установки в целом) задаются следующие данные по узлам ПТНУ.

Для входных устройств; массовый расход, температура, давление, степень влажности рабочего тела, поступающего в соответствующий контур.

Для компрессора: адиабатный к.п.д. и степень повышения давления. Адиабатный к.п.д. принят равным 0,8. Степень повышения давления в первом приближении - 4,8.

Для теплообменников задаются: эффективность - е, коэффициенты восстановления давления в тракте горячего - Сг и холодного - ах теплоносителей. Для обоих теплообменников принято е=0,8, аг=ах=0,97.

В дросселе задается давление на выходе в первом приближении.

Описание системы уравнений (массив ВМН) в комплексе «ПОТОК» представляется в виде набора варьируемых параметров и набора невязок. Варьируемые параметры играют роль независимых переменных системы уравнений, а невязки соответствуют правой части этих уравнений. В рассматриваемом примере в качестве варьируемых приняты 6 параметров, величина которых задаётся в первом приближении. Соответственно для 6-ти варьируемых параметров записываются 6 невязок.

В массиве также указывается, что расчёты производятся при разных значениях давления рабочего тела на входе в компрессор (0,7- 1,1 МПа), различных значениях эффективности конденсатора и испарителя (0,7-0,9).

Контур 1

! 2 в о N 6

,§2 ЧЭо 1® ^ см ЙГ ^ а

С* 1

А'онтур 2 1 Вход 2 1030300 Контур 3 Вход 3 гютж

Рис.4. Расчётная схема ТНУ в программном комплексе ПОТОК

Целью численного исследования являлось определение оптимальных параметров те-плонасосной установки для достижения требуемой тепловой мощности, при заданных

температуре источника теплоты и приемника теплоты для различных рабочих тел. В качестве переменных оптимизации использовались: степень сжатия компрессора, давление рабочего тела за дросселем, при заданной эффективности конденсатора. Эффективность испарителя подбиралась такой, чтобы на выходе из испарителя в рабочем теле отсутствовала жидкая фаза.

На рис. 5-8 представлены зависимости для коэффициента преобразования ПТНУ ф, комплекса степени повышения давления в компрессоре ж, давления всасывания на входе в компрессор Рве от разности температур между источником низкопотенциальной теплоты и температурой рабочего тела на входе в компрессор ОТ при заданной температуре потребителя Тп, температуре источника Ти и коэффициенте эффективности конденсатора екон-

Т.к. в расчетах не указывались конкретные типы компрессоров и тепло-обменных аппаратов, то результаты расчетов могут быть использованы для проектирования ПТНУ с компрессорами и теплообменными аппаратами различных конструкций.

Численное исследование проведено для температур потребителя Тп=323, 353 К при температурах источника низкопотенциальной теплоты 278 и 288 К при екои-0,8.

Представленный метод проектирования ПТНУ позволяет по зависимостям рис.5 выбрать наиболее эффективное рабочее тело для достижения заданных параметров теплонасосной установки и определить коэффициент преобразования установки в зависимости от ОТ. По зависимостям на рис.б уточнить эффективность работы теплообменных аппаратов. Выбрать такую разность температур ОТ по значению параметра кР, когда его величина начинает резко возрастать, что соответствует ориентировочно ОТ=3-5К в зависимости от типа рабочего тела. По зависимостям рис.7 определить оптимальную степень сжатия рабочего тела в компрессоре, соответствующую наибольшей эффективности теплового насоса. По зависимостям на рис.8 проверить уровень рабочего давления на входе в компрессор, т.к. высокое давление в установке предъявляет более жесткие требования к конструкции элементов ПТНУ и, как следствие - к стоимости установки.

По результатам проведенного численного анализа можно сделать следующие рекомендации при проектировании одноступенчатых ПТНУ. При малой разности температур БТ от 2 до 10 К наиболее высокое значение коэффициента преобразования <р=6,1 достигается на фреоне 1132.

Ткои*323К ;Тиспя278К; ЕР5коп>!1.1

___ _:

----- -

" -—^

.....1

Рис.5. Зависимость коэффициента преобразования ПТНУ <р от температурного напора в испарителе РТ

Рис.7. Зависимость коэффициента сжатия в компрессоре от температурного напора в испарителе ОТ

Т*он»ЗгзК;Т*сп=278К; ЕРЗкоюОЛ

г

\

\

\ \

_ф;гэн12

-©ют« ЭЗ (ргм, «Ов

Рис.б. Зависимость комплекса кР ПТНУ от температурного напора в испарителе РТ

4

3,9

*

25

а

в 15

0,5

4р«дн22 .....СО!

Рис.8. Зависимость давления всасывания компрессора от температурного напора в испарителе ОТ

С уменьшением величины разности температур ОТ коэффициент преобразования ПТНУ возрастает для всех типов рабочих тел за счет увеличения теплоты испарения. Анализ комплекса кР на рис.6 показывает, что при уменьшении перепада температур в испарителе до 2-5 К выявлен непропорциональный рост размеров теплообменных аппаратов при незначительном увеличении коэффициента преобразования. С ростом разности температур ВТ степень сжатия в компрессоре растет для всех рабочих тел. С ростом разности температур ОТ давление всасывания на входе в компрессор незначительно уменьшается для всех рабочих тел.

После выбора основных параметров ПТНУ по рис.5-8 еще раз производится уточняющий расчет характеристик установки с использованием ПК «ПОТОК», которые выдаются конструктору для подбора узлов с требуемыми параметрами. Дополнительно проведен анализ различных схемных решений одноступенчатых ПТНУ в ПК «ПОТОК», показано, что использование пароперегревателя приводит к существенному росту коэффициента преобразования при снижении степени сжатия в компрессоре.

Полученные результаты численного моделирования могут быть использованы при проектировании новых конструкций тепловых насосов, либо при нахождении параметров ПТНУ в нерасчетных режимах работы.

С целью дополнительной верификации вычислительной модели ПТНУ в программном комплексе «ПОТОК» по результатам экспериментальных исследований, а также выбору оптимальных параметров для элементов установки и

разработке методов повышения ее эффективности, выполнен комплекс работ по численному и физическому исследованию характеристик модельной ПТНУ с электрическим приводом. Представлена вычислительная модель ПТНУ с электрическим приводом в программном комплексе «ПОТОК» на рис. 9.

Рис. 9. Вычислительная модель ПТНУ с Рис. 10. Принципиальная схема

электроприводом в программном экспериментального стенда ПТНУ с

комплексе «ПОТОК» электрическим приводом

Приведено описание экспериментального стенда, принципиальная схема которого представлена на рис. 10.

Стенд разработан на основе парокомпрессионной теплонасосной установки на базе поршневого компрессора 1АК6-1-2 ПБ10В (1) мощностью 3,5 кВт с электрическим приводом. Источником низкопотенциальной теплоты для установки служит воздух, а тепловая энергия затрачивается на нагрев горячей воды, рабочим телом в установке являлся фреон R12. Тепловая мощность ПТНУ составляет 9 кВт, коэффициент преобразования - 2,57.

Разработана методика проведения экспериментальных исследований характеристик теплонасосной установки. Проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния внешних параметров на характеристики ПТНУ.

Представлены результаты исследований численного и экспериментального характера. Анализ результатов проведенных численных и экспериментальных исследований позволил получить целый ряд зависимостей для оценки эффективности ПТНУ от внешних и внутренних параметров, а также сравнить полученные результаты с данными других авторов.

Графическая зависимость коэффициента преобразования ПТНУ от температуры конденсации и испарения рабочего тела была получена ранее Мартыновским B.C. в виде полуэмпирической формулы (16), которая могла быть использована для ограниченного набора рабочих тел только поршневых компрессоров и давала несколько заниженные значения коэффициента преобразования:

<р - 0,74 -—---(0,00327« + 0,765 —) + 0,9. (16)

Тк -Ти Тк

Подробный анализ результатов исследований показал, что для повышения точности расчетов, для каждого рабочего тела уравнение (16) должно иметь

свою форму записи. По результатам экспериментальных исследований получена форма уравнения для фреона Ш2, которая записана в следующем виде:

1, г,

<р = 18-е-"-1 +0,82. (1?)

Для других рабочих тел полуэмпирические уравнения для коэффициента

преобразования имеют следующий вид: И22 <р = 17,8 -е'"-" +0,83 (18)

Я134 <р = \1,6 -е-2'-и +0,655 (19)

Я290 'и-'« <р = 17,88 ■е-17-"+ 0,647 (20)

11407 (3 = 17,76-е-"-"+0,55 (21)

Я410 #> = 17,47-е-"-"+0,3 7 (23)

11404 ^ = 17,51-е-2» +0,085 (24)

По вычислительной модели ПТНУ, разработанной в ПК «ПОТОК», выполнено расчетное исследование зависимости коэффициента преобразования ПТНУ от перепада температур в испарителе и конденсаторе установки результаты которого представлены в графической форме на рис. 11.

Кроме того, на данном графике приведены результаты экспериментальных исследований других авторов, результаты расчетов по методике циклового анализа и по модифицированной формуле Мартыновского В.С (17).

Эксперимент -----ГК'ГЬток"

-традиционная методика.......Автор

- Традшротвя методжа----Автор

- Мвртъаювсстй В.С а Кашм.НН ГстО/*чАА ——ПК "Поток" (Автор)

-50,00 40М -30.00 -20.00 -10,00 0,00 10,00 20,00 температура испарение град. С

Рис.11. Зависимость коэффициента Рис. 12. Зависимость коэффициента

преобразования от разности температур преобразования от температуры испарения при испарения и конденсации температуре конденсации рабочего тела 50°С

Характер всех зависимостей практически совпадает. С уменьшением разности от 60°С до 30°С коэффициент преобразования ПТНУ возрастает от 3,2 до 6,2 для экспериментальных и расчетных данных, обеспечивая хорошее совпадение значений в пределах 5%. На рис.12 представлен сводный график расчетных и экспериментальных зависимостей коэффициента преобразования ПТНУ с электроприводом ф от температуры испарителя 1и, для температуры

конденсации tK=50 °С. Расчетный и экспериментальный анализ также проведен для tK= 40, 30, 20, 10, 0, -10, -20 °С.

В диапазоне температур t„ от -40°С до +25°С характер изменения всех зависимостей логарифмический. Поле экспериментальных значений <р укладывается между расчетными данными, полученными по диаграммной методике и полуэмпирической формуле Мартыновского B.C., и находится в диапазоне от 1,7 до 2,2 при температуре испарения -30°С и от 4 до 5,2 при температуре испарения -10°С. Расчеты по модифицированной формуле Мартыновского B.C. и ПК «ПОТОК» хорошо совпадают с экспериментальными данными и между собой. Отклонения в результатах расчетов не превышают 2%.

На рис.13 представлена зависимость коэффициента преобразования ПТНУ от разности температур Ти-Тк для следующих рабочих тел: R717, R12, R600a, R22, R134, R290, R407, R410, R404. С ростом Ти-Тк значение коэффициента преобразования ТНУ для всех рабочих тел падает. При больших значениях Ти-Тк, равной 100 °С, отличие величины коэффициента преобразования для разных рабочих тел возрастает, и его становится невозможным не учитывать при расчете циклов ПТНУ. Выбор оптимального рабочего тела для ПТНУ позволяет повысить эффективность установки на стадии проектирования при большой разности температур испарителя и конденсатора до 2-х раз.

В четвертой главе

Одним из наиболее перспективных способов повышения эффективности ПТНУ, как отмечалось в работах Е.И. Янтовского, В.А. Зисина, Д. Рея и др., является использование в качестве привода ДВС. С целью подтверждения эффективности данного способа и разработки рекомендаций по проектированию тепловых насосов для конструкторских организаций, представлены результаты численных и экспериментальных исследований характеристик ПТНУ с приводом от ДВС. Расчетная схема ПТНУ с приводом от ДВС и вычислительная модель, разработанная в программном комплексе «ПОТОК», представлены на рис.14 и 15.

Для проверки адекватности математической модели ПТНУ с приводом от ДВС разработан экспериментальный стенд, принципиальная схема и внешний вид которого представлены на рис.16 и 17.

преобразования ПТНУ от разности температур Ти-Тк различных рабочих тел

-'Вход) ЮТ! Ь-Рз-ЧЛ

Рис. 14. Расчетная

схема ПТНУ с приводом от ДВС

Натур 2

[ Комаре сгорания

Вход 4 Ш5

1

ОхлоЗит/ь Знжшяр

ЫЗ

Рис. 15. Вычислительная модель ПТНУ с приводом от ДВС в программном комплексе «ПОТОК»

Опытная ПТНУ состоит из следующих элементов: теплового насоса, газопоршневого привода, системы утилизации теплоты выхлопных газов (экономайзер), системы моделирования отопительной системы, источника низкопотенциальной теплоты (ИНТ). Тепловой насос разработан на базе серийной холодильной машины МВВ4-1-2-000.000 РЭ. Мощность привода составляет 4,2 кВт. Коэффициент преобразования установки 4,5.

Представлен анализ результатов численных и экспериментальных исследований теплотехнических характеристик ПТНУ с приводом от ДВС.

Предложено использовать для оценки эффективности теплового насоса с приводом от ДВС коэффициент использования топлива, дополнительно к коэффициенту преобразования теплового насоса. Выражение для коэффициента использования топлива записано в следующем виде:

+бдас/6г = О-пу ■ Яе\йт ■ №+едас/0г = ц.у+Р (25)

где г/с - эффективный КПД двигателя, р - коэффициент использования сбросной теплоты двигателя, (р - коэффициент преобразования ПТНУ, Ие - эффективная мощность двигателя, ()ТНу - тепловая мощность ТНУ, £>т - теплота, выделяемая при сгорании топлива, Qдвc - теплота, утилизируемая от двигателя.

Рис.) 6. Принципиальная схема Рис. 17. Общий вид экспериментальной

экспериментальной установки установки

По результатам экспериментальных исследований получены аппрокси-мационные зависимости для основных параметров опытной установки, представленные в таблице 1.

В графической форме эмпирические зависимости представлены на рис.18-21.

Целью экспериментальных исследований являлся поиск оптимального схемного решения для ПТНУ. Рассматривались 4 схемных решения, представленные на рис. 30(а,б,в,г.) (а - обычная схема ПТНУ, б - схема с пароперегревателем, в - схема с охладителем конденсата и г - схема с охладителем конденсата и пароперегревателем).

Из анализа экспериментальных данных видно, что при обычной схеме ТН при увеличении температуры конденсации с 24,6 до 46,3 °С величина теплового потока теплового насоса <2ГН возрастает на 2,6%, а величина теплового потока экономайзера £>э возрастает на 43%.

Включение в схему охладителя конденсата (схема с ОК) приводит к увеличению тепловой мощности ТН в среднем на 24,5% и уменьшению тепловой мощности экономайзера дэ в среднем на 1,8%.

Таблица 1.

Агшроксимациоикые эмпирические зависимости для параметров ТКУ,

полученные по результатам испытаний установки.

Наименование параметр^ Зависимости

Эффективная мощность двигателя Ы, = /(яг„,):

для обычной схемы Ы, = -1,23329 +2,4537 Ьг„, - 0,37066я-„,2 + 0,02507я-„3

для схемы с ОК Л, - -4,29307 + 5,77574яв, - 1,52399я-„,2 + 0,15633^,,'

для схемы с Г1П Я, =-8,30253 + 11,3478Ьгга -3,93938^,/+0,51648.т„,3

для схемы с ОК и [Щ ЛГс = -4,00884 + 5,37624^, ~1,2039я-„,2 + 0,09829я„,3

Эффективный КПД Ч ,=ЯЮ =0,02078 + 0,19958^, -0,04879^/ +0,00486///

Наименование параметра Зависимости

Тепловая мощность теплового насоса <2ТНУ = /(г,):

для обычной схемы й, = 12,68965 +0,16737г..-0,00314/,2 +0,00002*,/

Коэффициент преобразования <р = /(/,):

для обычной схемы <р = 12,50366 - 0,30333/, + 0,00243/,2 + 0,00000045723/..'

Коэффициент использования топлива КИТ = /(/,):

для обычной схемы КИТ = 3,30895-0,06986/, + 0,001/,2 -0,0000058908/,3

Применение пароперегревателя ПП (схема с ПП) приводит к увеличению тепловой мощности ТНУ (на 9,9% при /„ равном 24,6°С) и увеличению тепловой мощности экономайзера (на 2,4% при /, равном 24,6°С). Включение в схему ОК и ПП (схема с ОК и ПП) приводит к увеличению тепловой мощности ТН <2п в среднем на 27% и увеличению дэ (на 10,8% при /, равном 24,6°С,).

кВт

/ У

V ' а! >'

/А О , —¿и У

о' 6 « г

V Л -

X/ 1, V / ■ <х

■У 14 / О с к с * с «м> сОК С» *ш«ППО\ •ма с ОК ■ ПЛ ( »> бычий ежч« (Р) *шоПП(Р>

?! р ----с

*

••С»ии ПЛИ"!

1Л 2,0 7.2 2.4 2.8 2 8

Рис. 18. Зависимость эффективной мощности Рис.19. Зависимость тепловой мощности те-

от степени повышения давления

плового насоса (~вк+ Яок) ох темпера' туры конденсации хладагента =

в компрессоре

Приведено сопоставление экспериментальных и расчетных значений коэффициента преобразования <р в зависимости от разности температур конденсации и кипения г,-/, рабочего тела с эмпирическими данными Эль-Мениви Везиришвили, Меладзе и формулой Мартыновского (26-29):

О,. *Вт2Э

К

/ А д

/ / <

X **

V > V ь

/ к/А

* 1ХЧ.ПИМ «««м (Э| * С**ы»сПП<») * Сх.мсОКиШЮ) ---Схем с ПП (Р> ---Схсиа е ОК п ПП (Г)

/ £ //

V у а

А 7 р

■ Ь

......♦■»му»щ4бцч ----*ф-Т»мМ<Ы7)(|0| -----р-к-кткыа *мим« (ПК 'ПЩОК'1

О \ X

* ' ч

д

>у\' ■

Ч

Л А) 05 «и 45 ЭД

'«■•с

Рис.20. Зависимость тепловой мощности эко- Рис.21. Зависимость коэффициента преобра-

номайзера от температуры конденсации хла- зоваиия теплового насоса от разности тем-

Оэ =/(/„) ператур конденсации и испарения рабочего

ДаГСНТа / \

телаР = /(',-'„) (обычная схема)

Эмпирические формулы для расчета коэффициента преобразования ПТНУ: Эль-Мениви

Везиришвили и Меладзе Мартыновский Янтовский и Левин

1 - |(гГ' ] = 0,93 86 - 0,003911(1, - г„), ? = 2,4&{фр(г,-/„))»•", Т

<р = 0,74

Т.-Т.

(0,00327; 4- 0,765 Ти /Тк) + 0,9. \,Пд1ръс

(26)

(27)

(28)

ря/рвс-0,73' (29)

Экспериментальные результаты, полученные на реальном тепловом насосе, хорошо согласуются с результатами расчетов в ПК «ПОТОК». Отклонение составляет не более 5%. Тем не менее, эти результаты являются заниженными по сравнению с результатами Эль-Мениви и результатами, полученным по формуле, предложенной Везиришвили и Меладзе. В целом значения коэффициента преобразования, полученные Эль-Мениви, по сравнению с результатами автора выше на 6%, а вычисленные значения <р больше на 11%.

Представлен анализ четырех схемных решений ПТНУ. Расчеты проводились в следующем диапазоне изменения режимных параметров: температура конденсации г„, °С - от 50 до 70; температура кипения г„, °С - от 0 до 10; температура воды на входе в ТНУ г„, °С - от 10 до 30.

Обычная схема

Схема с ОК

Схема с ОК н ПП Схема с ПП

Рис.22. Схемные решения ПТНУ

ГНУ

км.

гп Выхлопные газы

ТП л

\.ДР

ЗО'С

ю

^ 50'С

НИТ

ЛВС

Э

90°С

60'С\

.¡подпитка!.

— \лллл-\лллл

»-(уучлл)—Кл/ууч -ГВС ^

§ ^Полотенце- тФ

сцшители

Рис.23 Децентрализованная система теплоснабжения и ГВС с использованием ПТНУ

Также были приняты следующие исходные данные: адиабатный КПД компрессора =0,75, эффективность теплообменного аппарата«- = 0,75, расход рабочего тела Сф = 1 кг/с. Результаты численного анализа показали, что для повышения эффективности ГТНУ необходимо использовать схемное решение с установкой после конденсатора охладителя конденсата, которое позволяет увеличить коэффициент преобразования в среднем на 20%.

Предложена принципиальная схема системы децентрализованного теплоснабжения и ГВС на основе ТНУ с газопоршневым приводом КамАЗ 820.52260, представленная на рис.23. В качестве компрессора в теплонасосной установке принят поршневой компрессор П220, рабочее тело фреон Ш34а, в схему ТНУ включен охладитель конденсата. Расчетные параметры системы обеспечивают ее конкурентоспособность с другими способами отопления. Проведенные расчеты для реального объекта позволили разработать конкретное предложение для шестнадцатиэтажного жилого дома и представить его виде годового графика тепловой нагрузки.

На рис. 23 и 24 представлены зависимости коэффициента преобразования ТНУ - <р и коэффициента использования топлива всей системы - КГтну для различной температуры конденсации рабочего тела при заданных температурах испарителя.

Из графиков на рис. 24 и 25 видно, что с ростом температуры конденсации Тк и уменьшением температуры испарителя Ти коэффициент преобразования и коэффициент использования топлива уменьшаются и для Тк = 60 °С (р = 4, а Кгтну =1,8.

-'„-2-е .....1,,-5-С -—1,,-10-С

\ V

\

\

---------

— |„-2Т

1,,-ГС „-11.-С

Рис.24. Зависимость коэффициента трансформации ^ от температуры конденсации '» при различных значениях температуры испарения

Рис.25. Зависимость коэффициента исполь-

зования топлива

КИТ

от температуры кон-

Л,

денсации при различных значениях температуры испарения '*

Из графика видно, что при изменении наружной температуры воздуха в пределах от -4 до -20 оС значение КИТ ПТНУ с приводом от ДВС выше значения ПТНУ с электроприводом в среднем на 27% в диапазоне изменений М от 2 до 8 оС.

При температуре окружающего воздуха ниже 20 оС необходимо использовать газовый котел-подогреватель, чтобы «срезать» верхушку графика, либо применять более мощный приводной двигатель. В этом случае отходящая теп-лога двигателя может покрыть пиковую нагрузку системы отопления и ГВС, в обычном режиме работы обеспечить более эффективное функционирование ТНУ. «Излишки» мощности двигателя можно дополнительно использовать для производства механической или электрической энергии.

Представлено описание опытно-промышленной тригенерационной установки на базе газопоршневого двигателя КамАЗ 820.20-200 и электросилового агрегата АД100С-Т400-2Р, теплового насоса ТНУ-100 и блока утилизации теплоты выхлопных газов и теплоты отходящего тосола двигателя. На рис.26 представлен общий вид системы. Тригенерационная установка обеспечивает тепло вую мощность 0,5 МВт при номинальной мощности газопоршневого двигателя мощностью 100 кВт, обеспечивая коэффициент преобразовании 5. Топливо приводного двигателя - природный газ.

Рис. 26. Общий вид тригенерационной опытно-промышленной установки

Рациональная схема компоновки одноступенчатой ПТНУ с использованием охладителя конденсата позволяет в среднем увеличить эффективность тепло-насосной установки на 20%. Применение двигателя внутреннего сгорания с утилизацией теплоты в качестве привода теплонасос-ной установки повышает эффективность системы до 20-30%.

В пятой главе

Представлен анализ особенностей работы газовых теплонасосных установок, их достоинств и недостатков. Выявлены направления совершенствования газовых 'ГНУ для обеспечения конкурентоспособности с ПТНУ.

Представлено описание математической модели системы утилизации теплоты отходящих газов энергетических агрегатов на базе газовой теплонасосной установки с впрыском воды в газовый тракт с целью повышения работоспособности рабочего тела (газопаровая смесь). Принципиальная схема газовой ТНУ с впрыском воды изображена на рис.27.

Газовая ТНУ включает в себя камеру смешения 3, компрессор 4, контактный теплообменный аппарат 5 и турбину 6. Принцип работы установки заключается в следующем. Отходящие дымовые газы от энергетических агрегатов 1 и

2 с температурой 200-800°С подаются на вход камеры смешения, которая представляет собой контактный водо-воздушный теплообменный аппарат. При взаимодействии с водой газ увлажняется и охлаждается до температуры, близкой к теоретическому пределу нагрева воды - температуре мокрого термометра. Затем газ поступает в компрессор, где сжимается с повышением давления и температуры таким образом, чтобы на выходе из компрессора паровоздушная смесь находилась в состоянии насыщения. Именно данное условие является основной отличительной особенностью предлагаемых установок и способом повышения эффективности газовых ТНУ. Разработаны алгоритм расчета и оптимизации параметров системы утилизации с

Рис. 27. Схема установки, реализующей открытый цикл Брайтона с впрыском воды в газовый тракт

впрыском воды н программа расчета на языке FORTRAN. Представлены результаты расчетных исследований энергетических и эксергетических параметров системы утилизации теплоты на базе газовой ТНУ.

На рис.28,29 представлены результаты оценки энергетической эффективности газовой ТНУ. Энергетический анализ газовой ТНУ позволил определить основные параметры системы утилизации при различных степенях впрыска и различных температурах отходящих газов энергетических агрегатов и выявить максимальные возможности таких систем утилизации.

Система утилизации позволяет получить при Тг=423К коэффициент преобразования без учета работы турбины ipn-3,01, с учетом работы турбины <р'п~Т2,43. При Тг=5231С <рп=3,27; ф'п=24,09. При Тр=623К <рп=3,52; <р'„=29,91. Из анализа результатов эксергетического расчета системы утилизации видно, что с увеличением впрыска воды в газовый тракт эксергетические КПД камеры смешения и компрессора т)Кс и % уменьшаются.

j 1 1

1 / /

к"' 423К ЧИЗК ■<523>

--------"

[ i 1

— ------- J___ / J /

ill---- 42SK — 523К _ ' $23К

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 <1, кг/кг,св

о 0,02 004 006 008 01

Рис.28. Зависимость коэффициента преобра- Рис.29. Зависимость коэффициента преоб-зования системы утилизации от влагосодержа- разования системы утилизации от влагосо-ния потока без учета работы турбины держания потока с учетом работы турбины

На рис. 30 и 31 представлены результаты оценки эксергетической эффективности газовой ТНУ с впрыском воды в газовый тракт.

В камере смешения значительные потери эксергии происходят за счет уменьшения температуры газового потока, необратимости процессов теплообмена. Эти потери возрастают с увеличением впрыска воды в газоход. Эксерге-тический КПД камеры смешения без впрыска равен 1, а при впрыске <1=0,1 кг/кг с.в. т]кс=0,057 для Тг= 423К. Для подтверждения перспективности предложенных способов повышения эффективности газовых ТНУ и проверки адекватности математической модели проведены экспериментальные исследования на опытно-промышленной установке, внешний вид которой представлен на рис.32. Опытно-промышленная установка была создана на базе воздушно-холодильной машины МТХМ2-50.

Рабочим телом установки является смесь наружного воздуха и отходящих газов энергетических агрегатов и используется осевой 7-ступенчатый компрессор с расходом 5900-7200 м3/ч и степенью сжатия 2,03-2,32 при оборотах 18500 об/мин.

0,8

0,6

0,4

0,8

\ \ \

\

_ V

Г)1»

/Г)к

Ь=4231 1«

0,8

0,6

0,8

Ь=523»

ч»

о 0,01 0,02 0,03 0,04 бот,кг/кг с.в. Рис.30. Зависимость эксергетического КПД

элементов системы утилизации тепла от энергетических агрегатов от влагосодержа-ния потока при ТГ=423К

0,02 0,04 0,06 0,08 <1<т,кг/кг С.В.

Рис.31. Зависимость эксергетического КПД элементов системы утилизации от влагосодержания потока при ТГ=523К

Экспериментальные исследования на опытно-промышленной установке подтвердили работоспособность предложенной системы утилизации и ее основные заявленные характеристики. Коэффициент преобразования системы <р составил 2,38. Выполнено численное исследование параметров газового теплового насоса с использованием программного комплекса «ПОТОК».

Расчеты проводились для различных температур продуктов сгорания Т|=423; 623; 823 К; фиксированной степени повышения давления в компрессоре 5,15; температуре воды на входе и выходе из теплообменного аппарата 281 и 363 К; количестве впрыскиваемой воды в газовый тракт <3=0, 0,05, 0.1, 0,15, 0,2 кг/кг сух. возд.

Оценивалось влияние на эффективность газовой ТНУ степени повышения давления в компрессоре, которая менялась от 1 до 10 с шагом 1. Целью численного исследования являлось определение зависимости между коэффициентом преобразования газового теплового насоса и величиной впрыска воды в газовый тракт, а также температурой отходящих газов энергетических и технологических установок.

Результаты численных исследований параметров ГТНУ представлены в виде графической зависимости на рис.33. Впрыск воды в газовый тракт газового теплового насоса до (1= 0,2 кг/кг сух. возд. приводит к увеличению его коэф-

Рис. 32. Внешний вид турбодетандера и теплообменного аппарата системы утилизации.

Рис. 33. Зависимость коэффициента трансформации от количества впрыскиваемой воды, температура воды на выходе из КТА 95 ОС. коэффициент трансформации представлен без учета охлаждения, степени повышения давления я=5,15

фициента трансформации от 3,6 до 7,5 при заданной ранее степени повышения давления в компрессоре 5,15, практически в два раза, что делает газовые ТНУ конкурентноспособными с другими видами теплонасосных установок.

Рост степени увеличения давления в компрессоре от 1,1 до 10,1 приводит к снижению эффективности газового теплового насоса, однако в зоне малых значений величины впрыска до d=0,l кг/кг сух. возд. наблюдается возрастание коэффициента преобразования. В дальнейшем значение коэффициента преобразования стабилизируется.

Принцип повышения эффективности турбодетандерных машин за счет использования впрыска воды (пара) в газовый тракт установки предложено использовать для повышения эффективности ГТУ, которые могут применяться в качестве приводов крупных ТНУ. Ранее автором был получен целый ряд авторских свидетельств на способ повышения эффективности газотурбинных двигателей за счет впрыска воды в различные части газового тракта. Схема газотурбинной установки с добавками пара в газовый тракт представлена на рис.34. Особенностью данной установки является то, что водяной пар получается за счет использования теплоты выхлопных газов ГТУ, и он подается в газовый тракт за камерой сгорания перед силовой турбиной.

Расчетные исследования в программном комплексе «ПОТОК» показали, что в теплообменнике 6 можно получить 60% от расхода продуктов сгорания через установку. При этом мощность на валу силовой турбины повышается до 127,8 МВт, КПД установки увеличивается до 56%. За счет впрыска пара температура перед турбиной понижается до 1146 К, что позволяет принципиально повысить температуру в камере сгорания и соответственно увеличить КПД установки свыше 60%. Расчеты выполнялись для установки ГТЭ-65 завода J1M3. Исходный КПД установки составлял 40%.

Как отмечалось ранее, эффективность теплонасосной установки в целом оценивается коэффициентом преобразования, а для ПТНУ с приводом от ДВС -коэффициентом использования топлива. Проведено исследование влияния повышения эффективности привода ПТНУ и коэффициента преобразования ПТНУ на коэффициент использования топлива системы в целом. Результаты расчетного исследования представлены на рис.35 в графическом виде.

С ростом коэффициента использования сбросной теплоты двигателя р от 0,1 до 0,6 значения КИТ возрастают на 0,5. Увеличение эффективного КПД привода приводит к росту коэффициента использования топлива, но большее влияние на КИТ оказывает коэффициент использования р.

Одним из способов повышения эффективности теплонасосных установок является повышение эффективности привода ПТНУ. Предложено использовать

для повышения эффективности приводных газовых ДВС добавки водорода. Разработаны методики исследований, созданы опытные стенды, проведены экспериментальные исследования влияния добавок водорода в газовое топливо (мётан) на технико-экономические характеристики ДВС. Выявлены зоны влия-

Рис.34. Принципиальная схема энерге- Рис. 35 Зависимость коэффициента использования тической установки с добавкой пара в топлива от эффективного кпд привода, коэффици-газовый тракт после камеры сгорания ента преобразования ПТНУ и коэффициента использования сбросной теплоты двигателя

Достигнуто повышение эффективного КПД газопоршневого двигателя до 10% при подаче водорода от 3 до 5% к расходу газового топлива.

Рассмотрены вопросы повышения эффективности приводных ДВС для ПТНУ за счет использования нового типа поршневого уплотнения. Предложена формула для расчета оптимального соотношения высоты и толщины компрессионного кольца, обеспечивающего работу упругих свойств поршневого кольца на низкооборотных двигателях: Ь = 81 / 2лт2, где - площадь верхнего торца компрессионного кольца, на который действует сила Р0, находится по формуле 8| = л(Г|2 -г22), где Г) - радиус кольца по наружному диаметру; г2 - радиус кольца по внутреннему диаметру.

Разработаны новые конструктивные решения для поршневых уплотнений ДВС. Проведены испытания поршневых уплотнений на испытательных стендах ОАО «КамАЗ», подтверждена их работоспособность. Достигнута экономия топлива до 5% в режимах малых оборотов. На поршневые уплотнения нового типа получено более 10 патентов.

Разработан новый способ повышения эффективности теплообменных аппаратов за счет использования корпуса и теплообменных труб конусного типа, позволяющий поддерживать тепловой поток в теплообменном аппарате постоянным по его длине за счет увеличения коэффициента теплоотдачи. Разработана методика численных исследований интенсивности теплообмена в теплообменном аппарате, созданы объемные модели элементов ТА, проведено численное исследование процессов гидрогазодинамики и тепломассообмена в ТА с использованием программного комплекса АЫБУЗ СРХ. Эффективность тепло-обменного аппарата возросла до 8% при снижении его массы до 15%. Получе-

ны патенты на способ и устройство, реализующее данный способ повышения эффективности ТА.

Для технико-экономической оценки различных способов производства теплоты предложено ввести понятие коэффициента топливной эффективности Кт, представляющего из себя отношение цены полученной тепловой энергии к стоимости топлива, затраченного на ее производство. Проведен анализ различных способов производства теплоты для потребителя, результаты которого представлены в таблице 2 и в виде графических зависимостей на рис 36,49.

Таблица 2.

Результаты сравнительного анализа экономической эффективности различных

отопительных установок.

Тип установки Себестоимость полученной энергии, руб./Гкал Отношение себестоимости полученной энергии к затратам на её произ- Отношение цены полученной энергии к стоимости топлива, затраченного на ее производство

водство

Мини-ТЭЦ с газопоршневым приводом 859,12 1,53 4,65

Котельная установка 408,41 1,50 0,67

ТНУ с приводом от газопоршневого двигателя 473,76 1,50 4,25

ТНУ с приводом от электродвигателя 1 229,49 0,58 0,87

Мини-ТЭЦ с дизельным приводом 2 177,29 0,43 1,68

ТНУ с приводом от топливных элементов 1 253,85 1,20 10,62

Из анализа графических зависимостей на рис. 48 и 49 следует, что минимальная себестоимость тепловой энергии достигается в газовой котельной и составляет около 600 руб./МВт.

Тепловой насос с электроприводом при существующих тарифах на тепловую и электрическую энергию становится конкурентоспособным с газовой котельной при коэффициенте преобразования ф = 7,3. ПТНУ с газопоршневым приводом выходит на уровень конкурентоспособности при ф=3,8.

Коэффициент топливной эффективности для ПТНУ с газопоршневым приводом при ф > 3,8 превышает значение Кт = 1,8 для газовой котельной и достигает значения Кт = 2,5 при ф = 5. Тепловые насосы являются видом отопительных установок, которые при повышении их эффективности превосходят газовые котельные.

Кэ

Ч

II

Рис.48 Зависимость топливного коэффициента отопительных установок от коэффициента преобразования ТНУ

"ТНУ ЗД -*-ГНУГД-Мини ТЭЦ га

Рис.49. Зависимость себестоимости тепловой энергии отопительных установок от коэффициента преобразования ТНУ

Из анализа полученных данных следует, что применение в России в условиях централизованного теплоснабжения при существующих тарифах на электрическую и тепловую энергию ПТНУ с газопоршневым приводом более целесообразно, чем с электрическим, т.к. они становятся экономически эффективными при коэффициенте преобразования около 4.

В заключении сформулированы следующие основные выводы по работе:

1. Разработаны математические модели основных элементов парокомпрес-сионных и газовых теплонасосных установок для программного комплекса термогазодинамических расчетов энергетических установок, проведена модификация программного комплекса и адаптация его для термогазодинамических расчетов энергоустановок. Разработана методика расчетов параметров теплонасосных установок с использованием программного комплекса «ПОТОК». Проведена верификация численных моделей в программном комплексе «ПОТОК» по результатам экспериментальных исследований.

2. Разработана методика представления свойств рабочих тел теплонасосных установок в виде, удобном для использования в расчетном комплексе, в том числе жидких и двухфазных. Создан банк данных теплофизических свойств рабочих тел ТНУ в электронной форме (R12, R22, R32, R125, R134A, R410).

3. Разработана методика использования программного комплекса для термогазодинамических расчетов энергетических установок в нерасчетных режимах их работы.

4. Впервые установлены и математически описаны зависимости основных показателен эффективности теплонасосных установок от их внешних и внутренних параметров: коэффициенты преобразования ф=Г(Ти), ф=Г(Тк), ф=Г(ДТ). Разработаны рекомендации для выбора оптимальных параметров теплонасосных установок.

5. Проведены численные и экспериментальные исследования различных схемных решений ПТНУ, выявлены оптимальные схемные решения, обеспечивающие повышение эффективности теплонасосных установок до 20%.

6. Разработан способ повышения эффективности приводного газопоршневого двигателя парокомпрессионной ТНУ за счет использования добавок водородного топлива, проведено экспериментальное исследование влияния добавок водорода на эффективность работы двигателя, обеспечивающих ее максимальный рост. Выявлены режимы, обеспечивающие экономию топлива от 3 до 10 % и повышение эффективного КПД от 5 до 13%.

7. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности приводного газопоршневого ДВС ТНУ за счет использования поршневого уплотнения нового типа, проведена опытная апробация работоспособности поршневого уплотнения, выявлены режимы работы двигателя, обеспечивающие повышение экономичности до 5%.

8. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности теплообменных аппаратов для парокомпрессионных ТНУ за счет использования конусообразных труб и корпусных деталей, установлено, что данное решение уменьшает массу теплообменных аппаратов до 15% и повышает эффективность теплообмена до 23%.

Список трудов автора, отражающих содержание диссертационной работы

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертаций:

1. Гуреев В.М., «Автономный энергокомплекс на базе двигателя внутреннего сгорания и теплового насоса: программа расчета I Гуреев В.М. // Холодильная техника, Москва, №6,2010, стр. 42-44.

2. Гуреев В.М., О некоторых особенностях вывода уравнений для расчета расхода топлива в основной и форсажной камерах сгорания приводных ВРД теплонасосных установок / Гуреев В.М. // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - Казань, № 1, 2010, стр. 35-39.

3. Гуреев В.М., Перспективы применения альтернативных хладагентов в тепловых насосах / Гуреев В.М. // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - Казань, № 1,2010, стр. 30-34.

4. Гуреев В.М., «Интенсификация теплообмена в вертикальных алюминиевых радиаторах» / Гуреев В.М., Гортышов П.Ю., Калимуллин P.P. // «Энергетика Татарстана» Казань, №2,2010, стр. 36-42 .

5. Гуреев В.М., Нагарообразование и ресурс ДВС / Дружинин A.M., Гельманов P.P., В.М.Гуреев//Вестник машиностроения. Москва, №1, 2009, стр. 29-31 .

6. Гуреев В.М., Экспериментальное исследование влияния добавок водорода в топливо на характеристики газопоршневого двигателя при изменении угла опережения зажигания./ Ю. Ф. Гортышов, Р.Ш. Мисбахов, И.Ф. Гу-меров, А. П. Шайкин, В.М. Гуреев// Изв. вузов. Авиационная техника. Казань, №4, 2009, стр. 73-74.

7. Гуреев В.М., Влияние газодинамических процессов на КПД и ресурс двигателя/ Гортышов Ю.Ф., Дружинин A.M., В.М.Гуреев//Научно-технический и производственный журнал «Вестник машиностроения», №6,2008г., стр. 14-16.

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

9. Гуреев В.М., Улучшение экологических и энергетических характеристик газопоршневых двигателей ОАО «КАМАЗ» за счет использования добавок водорода/ Гортышов Ю.Ф., Мисбахов Р.Ш., В.М.Гуреев//Известия Самарского научного центра РАН Elpit-2007 Том 2 Серии «Машиностроение», 2007 г., стр. 38-45 .

Ю.Гуреев В.М., Схемные решения различных схем теплонасосных установок./ Гортышов Ю.Ф., Ермаков A.M., В.М.Гуреев//Вестник КГТУ им.

A.Н. Туполева. - Казань, № 1, 2007, стр. 10-11.

11.Гуреев В.М., Расчёт теплообменных аппаратов, работающих с фазовыми изменениями рабочих сред. / Гортышов Ю.Ф., Ермаков A.M., Мац Э.Б., Ныров А.Н., Гуреев В.М.//Авиационная техника - Казань, №4, 2006, стр. 44-46.

Патенты и авторские свидетельства:

1. Гуреев В.М., Вращающийся регенеративный теплообменник./И.И.Мосин

B.Н.Воронин, В.М.Гуреев//Авторское свидетельство № 1022530, 1981 г.

2. Гуреев В.М., Регенеративный теплообменник / И.И. Мосин, В.Н.Воронин, В.М. Гуреев//Авторское свидетельство № 1250022,1983 г.

3. Гуреев В.М., Газотурбинная установка/И.И.Мосин, В.Н.Воронин, В.М. Гуреев // Авторское свидетельство № 1166555,1983 г.,

4. Гуреев В.М. Способ работы газотурбинной установки,/И.И.Мосин, JI.А. Носов, В.М.Гуреев// Авторское свидетельство № 1210533, 1984 г.

5. Гуреев В.М., Способ работы газотурбинной установки / И.И.Мосин, Л.А.Носов, В.М.Гурсев//Авторское свидетельство № 1213798, 1984 г.

6. Гуреев В.М., Конвектор для системы водяного отопления и секция конвектора/ Ю.Ф. Гортышов, С.Д. Губин , В.М. Гуреев // Патент на полезную модель №53759, 2006 г.

7. Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания / Дружинин A.M., В.М. Гуреев // Патент на изобретение №2341671, 2006 г.

8. Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания/ Дружинин A.M., Гортышов Ю.Ф., Законов М.А., В.М. Гуреев // Патент на полезную модель №2361105, 2009 г.

9. Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания/ Дружинин A.M., Гортышов Ю.Ф., Законов М.А., В.М. Гуреев // Патент на полезную модель №76081, 2008 г.

10.Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания/ Дружинин A.M., Гортышов Ю.Ф., Законов М.А., В.М.Гуреев//Патент на полезную модель №76082 , 2008 г..

11 .Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания/ Гортышов Ю.Ф., Дружинин A.M., В.М.Гуреев/ЯТатент на полезную модель №80201, 2008 г.

12.Гуреев В.М., Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания/ Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин А.М // Патент на полезную модель №77648, 2008 г.

13.Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин A.M., Законов М.А. // Патент на изобретение №2341671, 2008 г.

14.Гуреев В.М., Теплообменный аппарат (варианты)/ Низамиев Л.Б., Низа-миев И.Л., Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М // Патент на Полезная модель №85221, 2009 г.

15.Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин А.М // Патент на изобретение №2372506, 2009 г.

16.Гуреев В.М., Теплообменный аппарат (варианты)/ Низамиев Л.Б., Низамиев И.Л., Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М // Патент на изобретение 2372572, 2009 г.

17.Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания (варианты) / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин А.М // Патент на изобретение 2372507, 2009 г.

Гуреев В.М., Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин А.М // Патент на изобретение №237250, 2009 г.

19.Гуреев В.М., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин A.M., Законов М.А. // Патент на изобретение №2381375, 2010 г.

20.Гуреев В.M., Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания / Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Дружинин A.M. // Патент на изобретение №2386840,2010 г.

Монографии:

1. Гуреев В.М, Физические основы и промышленное применение интенсификации теплообмена. Интенсификация теплообмена: монография / И.А.Попов, Х.М.Махянов, В.М.Гуреев//под общ. ред. Ю.Ф.Гортышова. -Казань: Центр инновационных технологий, 2009. 560 с.

2. Гуреев В.М, Справочник ремонтника котельного оборудования тепловых электростанций/В.М.Гуреев, Х.М.Махянов, И.А.Попов, В.П.Шафоростов; под общей редакцией Ю.Ф.Гортышова. - Казань; Центр инновационных технологий, 2009 - 520 с.

Статьи в научно-технических журналах и сборниках:

1. Гуреев В.М., Система утилизации теплоты отходящих газов от энергетических установок/ И.И.Мосин, Ю.Ф.Гортышов., В.М.Гуреев// Межвузовский сборник "Теплообмен и трение в двигателях и энергетических установках тепловых аппаратов" - Казань, КАИ, 1991 г. стр. 2327.

2. Гуреев В.М., Радиаторы «Расстал» - новое слово на российском рынке. / Рачков С.Г., Медведев И.П., Губин С.Д., В.М. Гуреев //Акватерм эксперт. Москва, №3, 2005, стр. 11-13.

3. Гуреев В.М., Алюминиевые радиаторы - удачный пример реализации инновационных проектов в РТ/ Ю.Ф. Гортышов, С.Д. Губин, С.Г. Рачков, И.П. Медведев, В.М.Гуреев//Научно-технический и общественно-информационный журнал «Энергосбережение в Республике Татарстан», Казань, №1-2,2005г., стр. 86-89.

4. Гуреев В.М., Перспективы использования попутного нефтяного газа в качестве топлива для газопоршневых теплоэлектростанций на отдаленных месторождениях нефти и газа/ Зайнутдинов Э. А., Исламов М. А., В.М.Гуреев//Журнал «Энергетика Татарстана», Казань №2, 2007г, стр. 6769.

5. Гуреев В.М., «Влияние добавок водорода на топливную экономичность и экологические показатели газового двигателя ОАО «КАМАЗ» / Ю.Ф. Гортышов, Р.Ш. Мисбахов, И. Ф. Гумеров, Р.Х Хафизов, А.П. Шайкин, Д.А. Павлов , В.М. Гуреев// Журнал "Эиергоресурсоэффектив-ность и энергосбережение", Казань, ВИКО, 2007, стр. 180-185.

6. Гуреев В.М., A Method for Representing the Thermodynamic and Thermophi-cal Functions in Simulation of Power Process/ E.B. Matz, Yu.F. Gortyshov, R.R. Gelmanov , В.М.Гуреев/ZRussian Aeronautics, (Iz.vuz) 2008, Vol.51, No. 4 447-451.

7. Гуреев В.M., Тригенерационная установка на базе парокомпрессионного теплового насоса с газопоршневым приводом/ Ермаков A.M., Гельманов P.P., В.М.Гуреев//Энергетика и промышленность России. - 2008. - №19. стр. 39-40.

8. Гуреев В.M., Улучшение экологических и экономических характеристик газопоршневого двигателя КАМАЗ 820.20.200 в составе электросиловой установки АП100С-Т400-Р/Мисбахов Р.Ш., И.Ф. Гумеров, В.М.Гуреев//Энергетика Татарстана, Казань, №2, 2009 г. стр. 26-31.

9. Гуреев В.М., Development of new industrial shell-and-tube heat exchangers / V.M. Gureev, R.R. Yunusov, L.B.Nizamiev, G.M. Galiakberov, S.E. Tanry-verdi // Actual Problems of aviation and aerospace systems. Processes, models, experiment. Kazan. №1, 2010, стр. 35-39.

Материалы конференций:

1. Гуреев В.M., Направление совершенствования газовых теплонасосных установок./ Гортышов Ю.Ф., Ермаков A.M., В.М.Гуреев// Труды IV международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования» - Казань, 18-19 декабря 2003г., стр. 383-387.

2. Гуреев В.М., Разработка математической модели парокомпрессионной теплонасосной установки с газомоторным приводом/Ермаков A.M., В.М.Гуреев// Четвертая международная научно-техническая конференция. Вологда, октябрь, 2004 - г. стр. 172, 40. стр. 172-176.

3. Гуреев В.М., Разработка стенда теплонасосной установки на низкокипя-щих рабочих телах для исследования зависимостей её теплофизических характеристик от внешних условий./ Гортышов Ю.Ф., Ермаков A.M., В.М.Гуреев//Труды IV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова. - г. Казань, 28-29 сентября 2004 г. стр. 345-351.

4. Гуреев В.М., Концепция создания системы энергоснабжения на базе эффективных малых тепло-электроэнергетических систем/Ермаков A.M., В.М.Гуреев//Труды IV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова. Казань, 28-29 сентября 2004 - г. стр. 33-43.

5. Гуреев В.М., Концепция развития эффективных газовых мини-ТЭЦ в Республике Татарстан./ Ермаков A.M., В.М.Гуреев // Научно-практическая конференция «Эффективная энергетика», - г. Казань, 12-14 октября 2004 - г. стр. 30-46.

6. Гуреев В.М., ГТЭУ-18-ОАО «КМПО» - перспективное решение для модернизации энергетики РТ./Ю.Ф. Гортышов, В.К. Жуков , В.М.Гуреев//И Международная научно-техническая конференция «Авиадвигатели XXI века, Москва, 6-9 декабря 2005 - г. - М. ЦИАМ, 2005 г., стр. 396-402.

7. Гуреев В.М., Технико-экономический анализ высокоэффективной тепло-генерирующей ПТНУ с приводом от газопоршневого двигателя КАМАЗ 820.20-200/ Гортышов Ю.Ф., Гуреев В.М., Ермаков A.M., Гельманов P.P., В.М.Гуреев//Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России: Юбилейная международная научная-техническая конференция, посвященная 80-летию Ф.З. Тинчурина, 12-14 декабря 2006 - г. - Казань.: 2006г., стр. 30-33.

8. Гуреев В.М., «Исследование процессов тепломассообмена вблизи поверхностей отопительных приборов в условиях свободной и вынужденной конвекции»/Губин С.Д., Калимуллин P.P., Гельманов P.P., B.M.rypeeB//XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева, Санкт-Петербург, 2007 г., I том, стр. 125-127.

9. Гуреев В.М., «Расчет теплообменных аппаратов, работающих с фазовыми изменениями рабочих сред»/Гортышов Ю.Ф., Мац Э.Б., Ермаков A.M., В.М.Гуреев/ZXVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева, 21-25 мая 2007 года, - г. Санкт-Петербург, 2007г., II том, стр. 119-120 .

Ю.Гуреев В.М., Исследование экономической эффективности парокомпрес-сионной теплонасосной установки/Ермаков A.M., Гельманов P.P., В.М.Гуреев//3-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы энергетики», - г. Екатеринбург, 21—23 ноября 2007 года, стр. 377-379.

11,Гуреев В.М., Результаты технико-экономической оценки применения различных способов энергоснабжения/ Ермаков A.M., Гельманов P.P., В.М.Гуреев//Актуальные проблемы энергетики: материалы III международной научно-практической конференции, 21-23 ноября, 2007г. - Екатеринбург, 2007г., стр. 373-376.

И.Гуреев В.М., Расчет характеристик теплового насоса в программном комплексе «ПОТОК»/Гельманов P.P., Мац Э.Б., Ермаков A.M., В.М. Гуреев // Международная научно-техническая. Конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07», Казань, 11-12 декабря 2007 года, стр. 19-24.

13.Гуреев В.М., Анализ эффективности схемных решений парокомпрессион-ных теплонасосных установок./Ю.Ф. Гортышов, Р. Р. Гельманов, Э.Б. Мац, A.M. Ермаков, В.М.Гуреев//УШ международный симпозиум «Энергоэффективность и энергосбережение», - г. Казань, 4-6 декабря 2007 г., стр. 174-179.

14.Гуреев В.М., Влияние добавок водорода на экономические и экологические показатели газового двигателя КАМАЗ - 820.53-260/ H.A. Гатаул-лин, Ю.Ф. Гортышов, И.В. Нефёдов, Д.А. Павлов, Р.Х Хафизов,

A.П. Шайкин , В.М.Гуреев//Конференция "Водородная энергетика", Москва, 2007, стр. 136-138

15 .Гуреев В.М., «Исследование влияния интенсифицированных поверхностей на интенсификацию теплоотдачи вблизи теплообменных поверхностей горизонтальных радиаторов»/Калимуллин P.P., Байгалиев Б.Е.,

B.М. Гуреев//УИ Международный симпозиум "Энергоресурсоэффектив-ность и энергосбережение", 4-6 декабря 2007г. - г. Казань, стр. 202-205.

16.Гуреев В.М., «Исследование влияния микрозигованных поверхностей на интенсификацию теплоотдачи вблизи теплообменных поверхностей горизонтальных конвекторов» / В.М.Гуреев, Калимуллин P.P., Байгалиев Б.Е., Газизянов Р.З. // Проблемы и перспективы развития авиации, назем-

ного транспорта и энергетики «АНТЭ-07», Казань, 11-12 декабря 2007 года, стр. 63-66.

17.Гуреев В.М., «Разработка стенда для балансовых энергетических испытаний вихревого теплогенератора» / В.М.Гуреев, Шестаков A.A., Гортышов Ю.Ф.// Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07», Казань, 11-12 декабря 2007 года, стр. 110113.

1 Ъ.Гуреев В.М., «Разработка профиля отопительного прибора, рационального по тепловой мощности и организации его производства» / Гортышов. П.Ю., В.М.Гуреев, Губин С.Д., Штгапов З.Г. // Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07», Казань, 11-12 декабря 2007 года, стр. 63-66.

19.Гуреев В.М., Структурная оптимизация схем воздушных турбохолодиль-ных машин/ Э.Б.Мац, М.В.Гуреев , В.М.Гуреев// VII Международный симпозиум Энерго-ресурсоэффективность и энергосбережение", Казань, 4-6 декабря 2007г., Казань, стр. 190-196.

20.Гуреев В.М., Варианты оптимизации локальных систем энергоснабжения/ Ермаков A.M., Гельманов P.P., В.М. Гуреев//1Х международный симпозиум «Энергоэффективность и энергосбережение», - г. Казань, 2-4 декабря 2008 г., стр. 23-25.

21 .Гуреев В.М., Альтернативные источники энергоснабжения в системе обеспечения экономической безопасности / Ермаков A.M., Гельманов P.P., Гельманова A.A., Разина И.Г., В.М.Гуреев//1 Всероссийская научно-практическая конференция «Формирование системы экономической безопасности в России и её регионах» - г. Казань, 26-27 июня 2008 г., стр. 120-125.

22.Гуреев В.М., Исследования процессов тепломассообмена вблизи поверхностей отопительных приборов в условиях свободной и вынужденной конвекции / Губин С.Д., Калимуллин P.P., Гельманов P.P., В.М. Гуреев // Труды IX международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение», Казань, 2-4 декабря 2008г., стр. 150-158.

23.Гуреев В.М., Разработка новых промышленных кожухотрубных теплооб-менных аппаратов/ Юнусов P.P., Низамеев Л.Б., Галиакберов Г.М., Тан-рыверди С.Э., В.М.Гуреев// Труды IX международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение», Казань, 2-4 декабря 2008 г., стр. 349-358.

24.Гуреев В.М., Численно-экспериментальное исследование процесса тепло-и массообмена вблизи сложных поверхностей отопительных приборов в условиях естественной конвекции/Калимуллин P.P., Гортышов Ю.Ф., Гетман В.В., В.М.Гуреев//У Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики», Казань, 12-13 октября 2009 г., стр. 613-616.

25.Гуреев В.М., Повышение КПД энергетических газотурбинных установок/ Мац Э.Б., Малышкин Д.А., В.М.Гуреев//У Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации,

наземного транспорта и энергетики», Казань,12-13 октября, 2009 г., стр. 649-653.

26.Гуреев В.М., Моделирование и расчет гидродинамики утилизатора продуктов сгорания/ В.М.Гуреев, Ермаков А.М, Гельманов P.P. Юнусов P.P.//V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики», Казань, 12-13 октября 2009 г., стр. 666-669.

21.Гуреев В.М., Анализ современных программно-технических средств моделирования и расчета литейных процессов/ Гуреев В.М., Губин С.Д., Ефремова Е.В., Микрюков И.В.//У Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики», Казань,12-13 октября, 2009 г. стр.645-648 и 27 материалов докладов и тезисов международных российских и зарубежных научно-технических конференций.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ.л. 2,5. Усл.печ.л. 2,32. Уч.-изд.л. 2,09. Тираж 180. Заказ HI 33.

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

Условные обозначения

Введение

Глава 1. Теоретические основы работы тепловых насосов

1.1. Общие сведения о работе теплового насоса

1.2. Источники низкопотенциальной теплоты

1.3. Перспективы применения альтернативных рабочих тел в тепловых насосах

1.4. Опыт применения ПТНУ с электрическим приводом в России и зарубежом

1.5. Опыт применения ПТНУ с приводом от ДВС

1.6. Опыт использования газовых теплонасосных установок

1.7. Обзор программных комплексов для термогазодинамических расчетов энергетических установок

1.8. Анализ причин снижения эффективности ТНУ

Глава 2. Программный комплекс «Поток» для численного моделирования термогазодинамических процессов в ТНУ

2.1. Общее описание

2.2. Основные элементы модернизации программного комплекса «Поток»

2.3. Основные уравнения, используемые в программном комплексе ПОТОК

2.3.1. Уравнение первого закона термодинамики

2.3.2. Уравнение энергии

2.3.3. Уравнение адиабаты

2.3.4. Уравнение расхода

2.3.5. Уравнение импульсов

2.3.6. Уравнение термодинамического равновесия рабочего тела (подпрограмма ОАУТЛЧА)

2.3.7. Уравнение для расчёта степени сухости газа при расширении

2.3.8. Уравнение для расчёта расхода топлива в камере сгорания

2.4. Вычисление величин термодинамических функций для газообразных рабочих тел

2.4.1. Теплоёмкость при постоянном давлении СР

2.4.2. Энтальпия газа (удельная) Н

2.4.3. Энтропия газа в (удельная)

2.4.4. Теплота конденсации г (подпрограмма ТЕРЫБ)

2.4.5. Термодинамические параметры реальных газов

2.4.6. Программа расчёта термодинамических функций для газов (подпрограмма Р1ЖК21)

2.5. Вычисление величин термодинамических функций, для жидких рабочих тел (подпрограмма TFULI)

2.6. Вычисление величин термодинамических функций для двухфазных рабочих тел

2.6.1. Расчёт термодинамического равновесия смеси из нескольких компонентов (подпрограмма RKOND)

2.6.2. Расчёт энтальпии по температуре и давлению (подпрограмма ТН)

2.6.3. Расчёт температуры по заданной энтальпии и давлению (подпрограмма НТ)

2.6.4. Расчёт энтропии по температуре и давлению (подпрограмма TS)

2.6.5. Расчёт температуры по заданной энтропии и давлению (подпрограмма ST)

2.6.6. Расчёт давления по заданной энтропии и температуре (подпрограмма PST)

2.6.7. Расчёт давления по заданной энтропии и энтальпии (подпрограмма PSH)

2.6.8. Расчёт удельного объёма моновещества по температуре и давлению (подпрограмма RASV)

2.6.9. Расчёт плотности рабочего тела по температуре и давлению (подпрограмма PLOT)

2.6.10. Расчёт давления по заданной плотности и температуре (подпрограмма PROT)

2.6.11. Расчёт давления по заданной плотности и энтальпии (подпрограмма PROH)

2.7.Системы уравнений

2.7.1. Расчёт параметров потока в критическом сечении сопла (подпрограмма KRPAR)

2.7.2. Расчёт статических параметров газового потока (подпрограмма BSP)

2.7.3. Расчёт равновесного расширения конденсируемого газа (подпрограмма RRAS)

2.7.4. Расчёт скачка конденсации (подпрограмма SKKON)

2.7.5. Расчёт расширения потока в конденсационной турбине (подпрограмма RASKT)

2.8. Алгоритмы описания узлов энергоустановок 128р

2.8.1. Входное устройство (подпрограмма WXOD)

2.8.2. Впрыск жидкости (подпрограмма WPRISK)

2.8.3. Камера сгорания (подпрограмма KAMSG)

2.8.4. Теплообменник контактный (подпрограмма KONDK)

2.8.5. Магистраль (подпрограмма MAGISTR)

2.8.6. Разделение потока (подпрограмма RPOT) 136 2.8.7,Отбор (подпрограмма OTBOR)

2.8.8. Подвод (подпрограмма PODWOD)

2.8.9. Методика расчета теплообменного аппарата (подпрограмма TEPLO)

2.8.10. Методика расчета дросселя (DROSSEL)

2.8.11. Расширение потока жидкости (подпрограмма RPG)

2.8.12. Двигатель (подпрограмма DWIG).

2.8.13. Методика расчета компрессора

2.9. Подготовка входных данных

2.9.1. Файл описания установки

2.9.2. Файл описания задачи

2.9.2.1. Файл описания задачи «Расчет характеристики»

2.9.2.2. Файл описания задачи «Расчет неустановившегося режима»

2.9.2.3. Файл описания задачи «Расчет охлаждения в холодильной камере»

2.9.3. Файл характеристик узлов установки

2.9.4. Файл наименований параметров

2.9.5. Данные аппроксимации характеристик узлов

2.10. Результаты расчетов

2.10.1. Результаты расчётных задач

2.10.2. Результаты расчета после аппроксимации характеристики

2.11. Методика представления термодинамических и теплофизических функций

Глава 3. Парокомпрессионные теплонасосные установки с электрическим приводом

3.1. Традиционная методика расчета парокомпрессионных ТНУ.

3.2. Методика расчета параметров парокомпрессионных теплонасосных установок

3.2.1. Постановка задачи проектирования ПТНУ

3.2.2. Выбор марки рабочего тела

3.2.3. Выбор основных параметров ПТНУ

3.2.4. Описание метода проектирования ПТНУ с использованием результатов численного анализа их параметров, полученных с использованием программного комплекса «ПОТОК»

3.3. Вычислительная модель ПТНУ с электроприводом в программном комплексе «Поток»

3.4. Экспериментальный стенд для исследования характеристик ПТНУ с электрическим приводом

3.5. Анализ результатов численных и экспериментальных исследований теплотехнических параметров ПТНУ с электрическим приводом

Глава 4. Парокомпрессионные теплонасосные установки с приводом от ДВС

4.1. Применение ДВС в качестве привода ПТНУ и анализ наиболее перспективных топлив для приводов

4.2. Вычислительная модель ПТНУ с приводом от ДВС в программном комплексе «Поток»

4.3. Экспериментальный стенд для исследования характеристик ПТНУ с приводом от ДВС

4.4. Анализ результатов численных и экспериментальных исследований параметров ПТНУ с приводом от ДВС

4.5. Расчетные исследования характеристик опытного образца ПТНУ с приводом от газопоршневого двигателя КАМАЗ 820.52

Глава 5. Газовые теплонасосные установки

5.1. Описание вычислительной модели системы утилизации теплоты отходящих газов металлургических агрегатов на базе ТНУ с впрыском воды в газовый тракт

5.2. Описание уточненной математической модели системы утилизации теплоты с использованием газовой теплонасосной установки

5.3. Программа расчета и оптимизации параметров- газовой теплонасосной установки

5.4. Расчетные исследования энергетических и эксергетических параметров системы утилизации теплоты с газовой ТНУ

5.4.1. Расчетные исследования энергетических параметров системы утилизации теплоты отходящих газов от энергетических агрегатов на базе газовой ТНУ

5.4.2. Расчетный эксергетический анализ системы утилизации тепла отходящих газов от энергетических агрегатов на базе газовойТНУ

5.5. Экспериментальные исследования параметров опытно-промышленной установки газового теплового насоса с впрыском воды в газовый тракт

5.6. Повышение эффективности газотурбинных приводов ТЕГУ за счет подачи пара в газовый тракт ГТУ

5.7. Расчетные исследование характеристик газовых тепловых насосов с использованием программного комплекса «ПОТОК»

5.8. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания, использующихся в качестве привода ТНУ, за счет добавок водорода в топливо

5.8.1. Объект и условия проведения испытаний

5.8.2. Измерительное оборудование

5.8.3. Порядок проведения испытаний

5.8.4. Основные расчетные зависимости, используемые при обработке результатов испытаний

5.8.5. Результаты экспериментальных исследований и их анализ

5.8.6. Результаты исследований при изменении состава топливовоздушной смеси

5.8.7. Сравнительный анализ методов совершенствования показателей газового двигателя КамАЗ — 820.52-260 (КАМАЗ -820.53-260) и рекомендации по применению добавок водорода

5.9. Повышение эффективности ДВС для привода ПТНУ за счет использования нового типа поршневого уплотнения

5.9.1. Существующие проблемы уплотнения между поршнем и цилиндром в двигателях внутреннего сгорания

5.9.2. Пути повышения эффективности поршневых уплотнений.

5.9.3. Новые конструкции поршневых уплотнений

5.10. Повышение эффективности теплонасосных установок с электрическим приводом за счет использования в качестве источника электроэнергии топливных элементов

5.11. Повышение эффективности теплообменных аппаратов в составе парокомпрессионной ТНУ

5.12. Технико-экономический анализ существующих способов теплоснабжения с помощью малых энергетических установок

Глава 1. Теоретические основы работы тепловых насосов 14

1.1. Общие сведения о работе теплового насоса 14

1.2. Источники низкопотенциальной теплоты 21

1.3. Перспективы применения альтернативных рабочих тел в тепловых насосах 35

1.4. Опыт применения ПТНУ с электрическим приводом в России и зарубежом 45

1.5. Опыт применения ПТНУ с приводом от ДВС 60

1.6. Опыт использования газовых теплонасосных установок 64

1.7. Обзор программных комплексов для термогазодинамических расчетов энергетических установок 74

1.8. Анализ причин снижения эффективности ТНУ 81

Глава 2. Программный комплекс «Поток» для численного моделирования термогазодинамических процессов в ТНУ 87

2.1. Общее описание 87

2.2. Основные элементы модернизации программного комплекса «Поток» 91

2.3. Основные уравнения, используемые в программном комплексе ПОТОК 93

2.3.1. Уравнение первого закона термодинамики 93

2.3.2. Уравнение энергии 93

2.3.3. Уравнение адиабаты 95

2.3.4. Уравнение расхода 96

2.3.5. Уравнение импульсов 97

2.3.6. Уравнение термодинамического равновесия рабочего тела (подпрограмма ОАУИЛЧА) 98

2.3.7. Уравнение для расчёта степени сухости газа при расширении 98

2.3.8. Уравнение для расчёта расхода топлива в камере сгорания 99

2.4. Вычисление величин термодинамических функций для газообразных рабочих тел 102

2.4.1. Теплоёмкость при постоянном давлении Ср 102

2.4.2. Энтальпия газа (удельная) Н 102

2.4.3. Энтропия газа б (удельная) 103

2.4.4. Теплота конденсации г (подпрограмма ТЕРЫЭ) 103

2.4.5. Термодинамические параметры реальных газов 103

2.4.6. Программа расчёта термодинамических функций для газов (подпрограмма Р1ЖЮЯ) 104

2.5. Вычисление величин термодинамических функций для жидких рабочих тел (подпрограмма TFULI) 106

2.6. Вычисление величин термодинамических функций для! двухфазных рабочих тел . 107

2.6.1. Расчёт термодинамического равновесия смеси из нескольких компонентов (подпрограмма RKOND) 107

2.6.2. Расчёт энтальпии по температуре и давлению (подпрограмма ТН) 109

2.6.3. Расчёт температуры по заданной энтальпии и давлению (подпрограмма НТ) 110

2.6.4. Расчёт энтропии по температуре и давлению (подпрограмма TS) 111

2.6.5. Расчёт температуры по заданной энтропии и давлению (подпрограмма ST) 112

2.6.6. Расчёт давления по заданной энтропии и температуре (подпрограмма PST) 113

2.6.7. Расчёт давления по заданной энтропии и энтальпии (подпрограмма PSH) 113

2.6.8. Расчёт удельного объёма моновещества по температуре и давлению (подпрограмма RASV) 114

2.6.9. Расчёт плотности рабочего тела по температуре и, давлению (подпрограмма PLOT) 115

2.6.10. Расчёт давления по заданной плотности и температуре (подпрограмма PROT) 116

2.6.11. Расчёт давления по заданной плотности и энтальпии (подпрограмма PROH) 117

2.7.Системы уравнений 118

2.7.1. Расчёт параметров потока в критическом сечении сопла (подпрограмма KRPAR) 118

2.7.2. Расчёт статических параметров газового потока (подпрограмма BSP) 120

2.7.3. Расчёт равновесного расширения конденсируемого газа (подпрограмма RRAS) 122

2.7.4. Расчёт скачка конденсации (подпрограмма SKKON) 124

2.7.5. Расчёт расширения потока в конденсационной турбине (подпрограмма RASKT) 226

2.8. Алгоритмы описания узлов энергоустановок 128

2.8.1. Входное устройство (подпрограмма WXOD) 128

2.8.2. Впрыск жидкости (подпрограмма WPRISK) 128

2.8.3. Камера сгорания (подпрограмма KAMSG) 129

2.8.4. Теплообменник контактный (подпрограмма KONDK) 131

2.8.5. Магистраль (подпрограмма MAGISTR) 134

2.8.6. Разделение потока (подпрограмма RPOT) 136 2.8.7.0тбор (подпрограмма OTBOR) 137

2.8.8. Подвод (подпрограмма PODWOD) 138 218:9; Методика расчета теплообменного аппарата подпрограмма TEPLO) 139

2.8.10: Методика расчета дросселя (DROSSEL) 146

2.8.11. Расширение потока жидкости (подпрограмма RPG) 148

2.8.12. Двигатель (подпрограмма DWIG). 149

2.8.13. Методика расчета компрессора 150

2.9. Подготовка входных данных 153

2.9.1. Файл описания установки 153

2.9.2. Файл описания задачи 154

2.9.2.1. Файл описания задачи «Расчет характеристики» 154

2.9.2.2. Файл описания задачи «Расчет неустановившегося режима» 154

2.9.2.3. Файл описания задачи «Расчет охлаждения в холодильной камере» 155

2.9.3. Файл характеристик узлов установки 156

2.9.4. Файл наименований параметров 156

2.9.5. Данные аппроксимации характеристик узлов 156

2.10. Результаты расчетов 158

2.10.1. Результаты расчётных задач 158

2.10.2. Результаты расчета после аппроксимации характеристики 158

2.11. Методика представления термодинамических и теплофизических функций 159

Глава 3. Парокомпрессионные теплонасосные установки с электрическим приводом 170

3.1. Традиционная методика расчета парокомпрессионных ТНУ. 170

3.2. Методика расчета параметров парокомпрессионных теплонасосных установок 175

3.2.1. Постановка задачи проектирования ПТНУ 175

3.2.2. Выбор марки рабочего тела 175

3.2.3. Выбор основных параметров ПТНУ 180

3.2.4. Описание метода проектирования ПТНУ с использованием результатов численного анализа их параметров, полученных с использованием программного комплекса «ПОТОК» 200

3.3. Вычислительная модель ПТНУ с электроприводом в программном комплексе «Поток» 206

3.4. Экспериментальный стенд для исследования характеристик ПТНУ с электрическим приводом 209

3.5. Анализ результатов численных и экспериментальных исследований теплотехнических параметров ПТНУ с электрическим приводом 212

Глава 4. Иарокомпрессионные теплонасосные установки с приводом от ДВС 222

4.1. Применение ДВС в1 качестве привода ПТНУ и анализ наиболее перспективных топлив для ¡приводов 222

4.2. Вычислительная модель ПТНУ с приводом от ДВС в программном комплексе «Поток» 229

4.3. Экспериментальный стенд для исследования характеристик ПТНУ с приводом от ДВС 232

4.4. Анализ результатов численных и экспериментальных исследований параметров ПТНУ с приводом от ДВС 243

4.5. Расчетные исследования характеристик опытного образца ПТНУ с приводом от газопоршневого двигателя КАМАЗ 820.52-260 252

Глава 5. Газовые теплонасосные установки 261

5.1. Описание вычислительной модели системы утилизации теплоты отходящих газов металлургических агрегатов на базе ТНУ с впрыском воды в газовый тракт 261

5.2. Описание уточненной математической модели системы утилизации теплоты с использованием газовой теплонасосной установки 266

5.3. Программа расчета и оптимизации параметров газовой теплонасосной установки 275

5.4. Расчетные исследования энергетических и эксергетических параметров системы утилизации теплоты с газовой ТНУ 279

5.4.1. Расчетные исследования энергетических параметров системы утилизации теплоты отходящих газов от энергетических агрегатов на базе газовой ТНУ 279

5.4.2. Расчетный эксергетический анализ системы утилизации тепла отходящих газов от энергетических агрегатов на базе газовой ТНУ 285

5.5. Экспериментальные исследования параметров опытно-промышленной установки газового теплового насоса с впрыском воды в газовый тракт 289

5.6. Повышение эффективности газотурбинных приводов ТНУ за счет подачи пара в газовый тракт ГТУ 295

5.7. Расчетные исследование характеристик газовых тепловых насосов с использованием программного комплекса «ПОТОК» 302

5.8. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания, использующихся в качестве привода ТНУ, за счет добавок водорода в топливо 310

5.8.1. Объект и условия проведения испытаний 311

5.8.2. Измерительное оборудование 312

5.8.3. Порядок проведения испытаний 312

5.8.4. Основные расчетные зависимости, используемые при обработке результатов испытаний 313

5.8.5. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 313

5.8.6. Результаты исследований при изменении состава топливовоздушной смеси 313

5.8.7. Сравнительный анализ методов совершенствования показателей газового двигателя КамАЗ — 820.52-260 (КАМАЗ — 820.53-260) и рекомендации по применению добавок водорода 318

5.9. Повышение эффективности ДВС для привода ПТНУ за счет использования нового типа поршневого уплотнения 323

5.9.1. Существующие проблемы уплотнения между поршнем и цилиндром в двигателях внутреннего сгорания 323

5.9.2. Пути повышения эффективности поршневых уплотнений. 324

5.9.3. Новые конструкции поршневых уплотнений 327

5.10. Повышение эффективности теплонасосных установок с электрическим приводом за счет использования в качестве источника электроэнергии топливных элементов 345

5.11. Повышение эффективности теплообменных аппаратов в составе парокомпрессионной ТНУ 351

5.12. Технико-экономический анализ существующих способов теплоснабжения с помощью малых энергетических установок 358

Заключение 363

Список литературы 365

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Т - температура, °С, К; &, АТ — разность температур, °С, К; р - давление, МПа; Ар - разность давлений, МПа; к - удельная энтальпия, кДж/кг; 5 - удельная энтропия, кДж/(кг-К); К - газовая постоянная, кДж/(кг-К); q - удельный тепловой поток, кДж/кг; / - удельная работа компрессора, кДж/кг; р - плотность, кг/м3; ср - теплоемкость при постоянном давлении, кДж/(кг-К); с'х - теплоемкость при постоянном давлении для насыщенной жидкости, кДж/(кг-К); с" — теплоемкость при постоянном давлении для сухого насыщенного пара, кДж/(кг*К); г0 — теплота парообразования, кДж/кг; х - степень сухости вещества; у - степень влажности вещества; С - массовый расход вещества, кг/с; V — объемный расход вещества, м/с; N - механическая мощность, кВт; О - тепловая мощность, кВт;

Ш - водяной эквивалент теплоносителя, кДж/(с-К); ^ - площадь разделительной стенки, м"; и - скорость потока, м/с; 1р - индекс противоточности; р — коэффициент преобразования (КОП); е — холодильный коэффициент; т]ад - адиабатный КПД компрессора; эффективный КПД двигателя внутреннего сгорания; р — коэффициент использования сбросной теплоты ДВС; тгК - степень повышения давления; Я - коэффициент подачи компрессора; у - удельный объем, м3/кг; е — эффективность (к.п.д.) теплообменника; а — коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке, Вт/(М2-К); ав — коэффициент избытка воздуха; л к — коэффициент теплопередачи через стенку, Вт/(М -К);

ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ

ТНУ - теплонасосная установка;

ДТНУ - теплонасосная установка с приводом от ДВС;

ГТНУ — теплонасосная установка с приводом от газопоршневого двигателя;

ЭТНУ — теплонасосная установка с приводом от электродвигателя;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

СУТ - система утилизации теплоты;

КОП - коэффициент преобразования;

КИТ - коэффициент использования топлива;

ПХУ - парокомпрессионная холодильная установка;

ТРВ - терморегулирующий вентиль;

НИТ - низкопотенциальный источник теплоты;

ПК - программный комплекс;

ТТФ — термодинамические и теплофизические функции; ОК - охладитель конденсата; 1111 - пароперегреватель; Э - экономайзер;

ПВК - пиковый водогрейный котел;

ХА - хладагент;

ГВС - горячее водоснабжение; г — горячая сторона; х — холодная сторона; и - кипение; к - конденсация; ид - идеальный газ; о.с. - окружающая среда; о.г. - отходящие газы; кр — критическая (точка); в - вода; возд - воздух; вс — всасывание; вх — вход; вых — выход; н.и. - нормальные условия кипения; нас - насыщения; т — топливо; ф - фреон; К — конденсатор; И - испаритель; Ь - жидкая фаза вещества; С — паровая фаза вещества;

1,2 - обозначение различных сторон теплообменника или условия входа выхода.

Введение

Стремительный рост цен на энергоресурсы заставляет производителей и потребителей электрической и тепловой энергии в РФ пересмотреть свою точку зрения на рентабельность тех или иных видов энергосберегающих мероприятий или энергоэффективного оборудования. Постепенно в России меняется отношение к использованию тепловых насосов на цели отопления и технологические нужды.

Надо отметить, что использование теплонасосного оборудования в области теплоснабжения стало одним из основных энергосберегающих мероприятий не только в мире, но и в России. Оно вошло практически во все программы энергосбережения, как на федеральном, так и на региональном уровнях. Множество российских и зарубежных организаций занимаются созданием опытно-промышленных образцов теплонасосных установок отопительного и технологического назначения.

Россия имеет огромный потенциал низкотемпературных тепловых ресурсов, которые можно использовать для теплоснабжения. По имеющимся данным, невостребованный ресурс низкопотенциального тепла в России составляет 105 млн.т.у.т. При наличии соответствующих технологий и оборудования эта теплота может быть использована на нужды отопления объектов социальной и коммунальной сфер.

В большинстве европейских государств (за исключением Скандинавских стран) тепловые насосы применяются в основном для горячего водоснабжения, количество таких установок превышает 70%. Использование чисто отопительных теплонасосных установок ограничено и не превышает 30%. Наиболее ярко подобная тенденция проявляется на ТНУ средней мощности. Крупные теплонасосные установки (мощностью десятки мегаватт) создаются и для целей отопления. Распространение тепловых насосов для ГВС связано с малыми отопительными периодами в странах Европы, США и странах азиатского региона, которые составляют в среднем 3500-3800 часов в год. Срок окупаемости при использовании тепловых насосов для ГВС составляет 2,5 года, а для целей отопления 5-8 лет. Использование тепловых насосов для горячего водоснабжения - наиболее выгодный вариант с термодинамической и с экономической точек зрения. Высокая эффективность тепловых насосов достигается за счет того, что для целей ГВС используется питьевая вода, имеющая низкую начальную температуру (7-10°С).

В данном случае охлаждение горячего фреона после конденсатора теплового насоса осуществляется до температуры его кипения или ниже, т.е. дросселирование жидкого фреона происходит при температуре кипения, и никакого частичного самовскипания жидкого фреона при этом не происходит. В реальных теплонасосных установках чаще всего часть жидкого фреона вскипает, и в испаритель ТН поступает парожидкостная смесь.

Доля жидкого фреона, вскипевшая при дросселировании, составляет приблизительно 30%. При работе ТН на ГВС чаще всего гарантировано отсутствие такого отрицательного» эффекта и, соответственно, возможно получение максимального значения1 коэффициента трансформации ф: При работе в отопительном режиме теплового насоса потребителем будет получено меньшее на 25-30% количество тепловой энергии.

В российских условиях, чаще всего, требуются теплонасосные установки для целей отопления, а следовательно, рассчитанные на более высокие температуры. По СНиПу температура воды в системе отопления равна или менее 95 °С. Достижение высоких температур является главной проблемой при создании отопительных ТНУ.

Поэтому для российских климатических условий должны разрабатываться тепловые насосы, отличающиеся от ТН за рубежом, тем более, что при необходимости повышения температуры горячей воды отрицательный эффект будет увеличиваться.

Тепловые насосы для российских условий должны также отличаться- от зарубежных и конструктивно, опять же по причине требуемых высоких температур для отопления. Более высокая температура конденсации паров фреона требует увеличения степени сжатия, а следовательно, приводит к увеличению осевых усилий со стороны нагнетания, как для поршневых, так и для винтовых компрессоров, что значительно сокращает их срок службы.

Из литературы известно, что максимальную эффективность должен иметь тепловой насос с переменными значениями температуры конденсации и температуры кипения, в соответствии с изменяющейся температурой нагреваемой в конденсаторах ТНУ воды, и изменяющейся в испарителе температурой низкопотенциального источника. Данной тематике посвящено много научно-исследовательских работ, особенно в области создания смесевого рабочего тела, позволяющего эксплуатировать ТНУ в данном режиме.

Значительное количество работ посвящено вопросам конкурентоспособности ТНУ по сравнению с другими способами теплоснабжения. В работах Бродянского В.М., Янтовского E.H., Калниня И.М., Хайнриха Г., Алексеенко C.B. в качестве границы конкурентоспособности принимается минимальный коэффициент преобразования ф= 2,5 - 4. При существующих тарифах в России, даже при коэффициенте преобразования ф>4, парокомпрессионные теплонасосные установки часто оказываются экономически нерентабельными. Используемая методика расчетов и циклового анализа параметров ТНУ дает их завышенные значения, что в дальнейшем приводит к тому, что внедрение тепловых насосов экономически не оправдывается. Возникла необходимость в выявлении причин, приводящих к получению завышенных значений, а так же разработке новых способов повышения эффективности ТНУ в целом и эффективности отдельных ее элементов.

На сегодняшний день подробно изучен лишь небольшой перечень мероприятий по повышению эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок и установок других типов. Наиболее полно изучены данные вопросы применительно к холодильной технике, а для тепловых насосов остаётся масса нерешённых вопросов в области: разработок методик расчётов ТНУ с учётом реальности параметров элементов установок; перевода свойств рабочих тел ТНУ в электронную форму; оптимизации схемных решений* ТНУ;, повышения эффективности теплообменного оборудования, компрессоров и т.д.

Особую трудность решению данных проблем придаёт то, что они носят комплексный характер в составе сложной тепловой машины. Решение подобных проблем требует особого подхода — применения методов численного моделирования с последующим подтверждением результатов численного эксперимента физическим.

В соответствии с этим выводом в настоящей работе поставлена следующая цель исследований: повышение эффективности теплонасосных установок и их элементов на основе численного и физического моделирования процессов теплообмена и гидродинамики в элементах ТНУ; разработка на основе исследований рекомендаций и методик уточнённых расчётов параметров ТНУ.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:

1. Провести анализ опыта внедрения теплонасосных установок в эксплуатацию для энергетических и технологических целей; выявить основные проблемы технического и экономического характера, сдерживающие внедрение ТНУ; выявить наиболее перспективные способы повышения эффективности ТНУ и разработать рекомендации по их использованию.

2. Разработать методики расчета теплотехнических параметров теплонасосных установок с использованием программного комплекса для термогазодинамических расчетов энергетических установок, провести модернизацию программного комплекса и адаптацию его для расчетов теплонасосных установок.

3. Провести численные исследования процессов, проходящих в теплонасосных установках, разработать методы повышения эффективности теплонасосных установок и их элементов; разработать методики экспериментальных исследований процессов в элементах теплонасосных установок и соответствующие им опытные стенды и экспериментальные установки. Получить информацию о потенциальной возможности повышения эффективности элементов ТНУ. Выявить и математически описать влияние основных внешних и внутренних параметров ТНУ на их эффективность.

4. Разработать прототипы теплонасосных установок и их элементов с улучшенной эффективностью и провести натурные исследования ТНУ и их основных элементов. На основе испытаний обосновать справедливость и диапазон применения разработанных методик и моделей. Разработать конкретные рекомендации по повышению эффективности парокомпрессионных и газовых теплонасосных установок.

На основе фундаментальных и прикладных исследований получены следующие основные результаты, выносимые на защиту:

1. - Разработаны численные модели основных элементов парокомпрессионных и газовых теплонасосных установок для программного комплекса термогазодинамических расчетов энергетических установок, проведена модификация программного комплекса и адаптация его для термогазодинамических расчетов ТНУ.

2. Разработана методика представления свойств рабочих тел теплонасосных установок в виде, удобном для использования в расчетном комплексе для термогазодинамических расчетов парокомпрессионных ТНУ.

3. Разработана методика использования программного комплекса для расчета теплотехнических характеристик теплонасосных установок в нерасчетных режимах их работы.

4. Впервые установлены и математически описаны зависимости основных показателей эффективности теплонасосных установок от их внешних и внутренних параметров, разработаны рекомендации для выбора оптимальных параметров тепловых насосов.

5. Разработан способ повышения эффективности приводного газопоршневого двигателя парокомпрессионной ТНУ за счет использования добавок водородного топлива, проведено экспериментальное исследование влияния добавок, обеспечивающих максимальный рост эффективности.

6. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности приводного газопоршневого ДВС ТНУ за счет использования поршневого уплотнения нового типа, проведена опытная апробация работоспособности поршневого уплотнения.

7. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности теплообменных аппаратов для парокомпрессионных ТНУ за счет использования конусообразных труб и корпусных деталей, выполнено численное исследование повышения эффективности теплообменных аппаратов.

Полученные основные результаты диссертации докладывались и получили одобрение на: International Heat and Mass Transfer Conference (Surathkal, India, 1995 г.), I Международном симпозиуме "Будущее за композитами" (Набережные Челны, 1997 г.), III Международной конференции "Новые энергетические системы и преобразование энергии" (Казань, 1997 г.), Всероссийской научной конференции «Тепловые двигатели в XXI веке» (Казань, 1999 г.), Школе семинаре «Проблемы тепломассообмена энергомашиностроения» (Казань, 1999 г.), Региональном симпозиуме «Проблемы реализации целевых программ энергосбережения» (Казань 2001 г.), IV международном симпозиуме «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования» (Казань, 2003 г.), Четвертой международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004), Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении». (Казань, 2004-2008 гг.), Научно-практической конференции «Эффективная энергетика» (Казань, 2004 г.), 12-th Enropean symposium on Improved Oil Recovery (Казань, 2003 г.), Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2004-2009 гг.), II Международной научно-технической, конференции «Авиадвигатели XXI века» (Москва, 2005 г.), XVI Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломасообмена в энергетических установках", (Санкт-Петербург, 2007 г.), 3-ей Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики» (Екатеринбург, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07» (Казань, 2007 г.), VIII международном симпозиуме «Энергоэффективность и энергосбережение», (Казань, 2007 г.), Международной научно-технической конференции "Водородная энергетика" (Москва, 2007 г.), Международном симпозиуме "Энергоресурсоэффективность и энергосбережение" (Казань, 2007г., 2008 г.), Конференции холодильной промышленности «ХолодЭкспо Россия - 2009» (Москва, 2009), Научно-технических семинарах кафедры ТОТ КГТУ им. А.Н. Туполева (1994-2008 г.)

По материалам диссертации опубликовано 96 печатных работ, включая 11 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикаций материалов диссертационных работ, 9 статей в центральных российских изданиях, получено 20 патентов и авторских свидетельства РФ на изобретение и полезные модели, опубликовано 2 монографии, 8 учебно-методических изданий, из них 4 с грифом УМО, 15 тезисов и 31 материал докладов в Российских и зарубежных сборниках, включая 5 зарубежных.

Результаты работы использованы: НТЦ ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), Исследовательским центром проблем энергетики Казанского научного центра РАН (г. Казань), ОАО «Казанское производственное моторостроительное объединение» (г. Казань), в специальном конструкторском технологическом бюро Радиооборудования (г. Калуга), ООО «КамЭнергоРемонт Холдинг» (г. Нижнекамск), ОАО «Татэнерго» (г. Казань), Научно-исследовательским институтом «Химической промышленности» (г. Казань).

Основные результаты работы вошли в научно-технические отчеты по грантам № РНП 2.2.1.1.9, № 02.516.11.6001 от «07» марта 2007 г., № 4480/17/07100-05 от 29.09.2005 г., № 1234/17/07100-06 от 30.03.06 г., № 1884/17/07100-07 от 01.02.2007 г., № 1985/17/07100-08 от 30.04.08 г., № 1984/17/07100-08 от 30.04.08 г.

Диссертация выполнена на кафедре «Теоретические основы теплотехники» Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) в НИИ «ЭнергоЭффективных Технологий КГТУ им. А.Н.Туполева» в период с 1994 по 2010 г.г. при научном содействии и консультации Заслуженного деятеля науки Российской Федерации, Заслуженного деятеля науки и техники Республики Татарстан, Академика Академии наук Республики Татарстан, заведующего кафедрой «Теоретические основы теплотехники» КГТУ им. А.Н. Туполева, доктора технических наук, профессора Гортышова Юрия Федоровича, при активном содействии сотрудников «НИИ ЭЭТ КГТУ им.А.Н.Туполева» к.т.н., доцента Маца Э.Б. и к*т«н>9 с.н.с. Дружинина A.M.

Заключение

Сформулированы следующие основные выводышо работе:

1. Разработаны математические модели основных элементов парокомпрессионных и газовых теплонасосных установок для программного комплекса термогазодинамических расчетов энергетических установок, проведена модификация программного комплекса и адаптация его для термогазодинамических расчетов ТНУ.

2. Разработана методика представления свойств рабочих тел теплонасосных установок в виде удобном для использования в расчетном комплексе для термогазодинамических расчетов парокомпрессионных ТНУ, в том числе жидких и двухфазных. Создан банк данных теплофизических свойств рабочих тел ТНУ в электронной форме (R12, R22, R32, R125, R134A, R410, R744).

3. Разработана методика использования программного комплекса для термогазодинамических расчетов теплонасосных установок в нерасчетных режимах их работы. Получены графические зависимости для коэффициента преобразования ПТНУ — ср, комплекса kF, степени повышения давления в компрессоре — п, давления всасывания на входе в компрессор — РВс от разности температур между источником низкопотенциальной теплоты и рабочего тела на входе в компрессор, позволяющие определять оптимальные параметры теплонасосной установки для достижения требуемой тепловой мощности. Разработан метод проектирования ПТНУ с использованием полученных графических зависимостей. В результате численного анализа характеристик ПТНУ выявлен способ повышения эффективности тепловых насосов на 20-25% за счет использования схемного решения с пароперегревателем при снижении степени повышения давления в компрессоре.

4. Впервые установлены и математически описаны полуэмпирические зависимости основных показателей эффективности теплонасосных установок от их внешних и внутренних параметров для различных рабочих тел (q>=f(TH), cp=f(TK), cp=f(AT)): t.-t„ и-'«

R22 - <p = 18-e"27-4 +0,82 ; R22 - <p = 17,8-e"27-13 +0,83; R134 - cp = 17,6-<Г28-13 +0,655 ;

R290 - cp = 17,88 • <T27,67 + 0,647 ; R407 - q> = 17,76 • e'27-9' + 0,55;

R410- <p = 17,47 -e"28'57 +0,37 ;R404- (p = 17,51 -e"29 +0,085.

Разработаны рекомендации для выбора оптимальных параметров тепловых насосов.

5. Разработан? способ повышения, эффективности приводного газопоршневого двигателя парокомпрессионной ТНУ за счет использования добавок водородного топлива» проведено экспериментальное' исследование влияния добавок водорода на эффективность, обеспечивающих ее максимальный рост. Выявлены зоны влияния минимальных добавок водорода на эффективность ДВС. Достигнуто повышение эффективного КПД газопоршневого двигателя до 10% при подаче водорода от 3 до 5% к расходу газового топлива.

6. Впервые разработан и запатентован способ повышения эффективности приводного газопоршневого ДВС ТНУ за счет использования поршневого уплотнения нового типа, проведена опытная апробация работоспособности поршневого уплотнения. Подтверждена их работоспособность, достигнута экономия топлива до 5% в режимах малых оборотов. Разработаны рекомендации для использования уплотнений в низкооборотных ДВС. На поршневые уплотнения нового типа получено более 10 патентов, как на изобретение, так и на полезные модели.

7. Впервые разработан способ повышения эффективности теплообменных аппаратов для парокомпрессионных ПТНУ за счет использования конусообразных труб и корпусных деталей теплообменника, выполнено численное исследование повышения эффективности теплообменных аппаратов. Эффективность теплообменного аппарата возросла до 8% при снижении его массы до 15%. Получены патенты на способ и устройство, реализующее данный способ повышения эффективности ТА.

8. Разработан способ повышения эффективности газовых (воздушных) тепловых насосов за счет впрыска воды в газовый тракт, выполнены численное и экспериментальное исследование характеристик ГТНУ, выявлены режимы работы установок, где впрыск воды приводит к увеличению его коэффициента трансформации от 3,6 до 7,5 при заданной ранее степени повышения давления в компрессоре 5,15. Разработаны схемные решения газовых ТНУ с повышенной эффективностью.

9. Разработан способ повышения эффективности газотурбинных приводов крупных теплонасосных установок за счет впрыска пара перед турбиной ГТУ. Проведено численное исследование влияния величины впрыска пара на характеристики ГТУ. Выявлено, что за счет впрыска пара температура перед турбиной понижается и позволяет принципиально повысить температуру в камере сгорания и соответственно увеличить КПД установки свыше 60%. На разработанный способ получено положительное решение на патент.

1. Г. Handbuch der Kältetechnik, Bd. 6a. Hrsg. Von R. Plank. Berlin. Heidelberg. New York, 1969.

2. Haupier, W.: Untersuchungen über die Wärmepumpe. Wiss. Z. Techn. Univers. Dresden 5 (1955/56) H. 6, S. 1059—1078.

3. Eisner, N.: Grundlagen der technischen Thermodynamik. Berlin: Akade-mie-Verlag, 1973

4. Cube, H. L. von: Steimle, F.: Wärmepumpen, Grundlagen und Praxis. Düsseldorf: VDI-Verlag, 1978.

5. Langeheinecke, K.: Zur Terminologie in der Warmepumpentechnik. Klima- und Kalte-Ing. 8 (1978) H. 1, S. 23—28.

6. TGL 190-452 Wirtschaftlicher Energietragereinsatz (Ausgabe Juli 1973).

7. Wagner, H.-J.: Energieokonomie gewahrleistet. Z. CCI 12 (1978) H. 10, S. 20—22, Berichtigung in Z. CCI 12 (1978) H. 12, S. 35— 38.

8. Turowski, R.: Entlastung der Rohstoff- und Primarenergiebilanz der BRD durch Recycling von Hausmfill. Dissertation Gesamthochschule Essen, 1978.

9. Brandner, J.: Der Gasmotor im Einsatz fur Warmepumpenanlagen. Ol + Gasfeuerung 1978, H. 10, S. 533.

10. Zerschernig, J.: Zur energetischen Wertung von GasmotorWarmepumpen. Stadt- und Gebaudetechnik 35 (1981) H. 1, S. 23 und 24.

11. Bruckner, H.; Wittchow, E.: Kombinierte Gas/Dampfturbinenprozesse. Wirtschaftliche Stromerzeugung aus Gas und Kohle. Brennstoff-Warme-Kraft 31 (1979) H. 5, S. 214—218.

12. Ziergiebel, H.: Entwicklung der Energiewirtschaft der DDR unter besonderer Berücksichtigung der rationellen Energieanwendung. Luft-und Kältetechnik 15 (1979) H. 4, S. 183—186.

13. Тепловые насосы. Аналитический обзор. В.Г. Горшков, Справочник промышленного оборудования, Нижний Новгород, №2, 2004.

14. Н.Инструкция по проектированию системы тепловых насосов. // Viessmann Werke GmbH &Со, 2000.

15. ВНИИТН Итоги науки и техники, серия «Экономия топлива, тепловой и электрической энергии», т.1, под ред. к.т.н. В.А.Быкова, Москва, 1989.

16. Energy Securiti A Report to the President at the United States/ -Washington (D.C.) US DOF. 1987/ 240 p.

17. Charles Berg. Energy conservation Through Effective Unilisation,

18. NGSIR 73-102. Washington. 1973'. pi 1.

19. Environmental Protechtion Agency, Environmental Consoderation of Selected Energy Conservation Manufacturing Process Optics, Vol. Ill, Yr С J-.se 1, EPA 600/7 -76 -034c (Washington, D.C.: Goverment Printing Office, Desember 1976).

20. Williams R. Alone Energy Future for the United Stats. — Prinston -Prinston Univ., 1985, 47 p.

21. European industrial energy consumption. // Energy World. -1988. -Apr.-P. 2-4.

22. Wees E., Bauren H., Over J. et al. Energy Consumption' in industrial processes. Steeln // 13th WEC. 25 p.

23. Проблемы энергосбережения в капиталистических странах в условиях современной энергетической ситуации. М., ВНИИКТЭП, 1987. - с. 21-61.

24. Lester M.D. Energy consumption in industrial processes: Aluminium / 13th WEC 13 p.

25. Высокотемпературные тепло-технологические процессы и установки. Под ред. Ключникова А.Л. М.: Энергоатомиздат, 1989. -249 с.

26. Поляков Д.И., Квасенкова З.И., Бирюков А.Е. Экономия энергетических ресурсов в машиностроении. М.: Машиностроение, 1982 г.

27. ГНИИСК. Разработка проекта опытно-промышленной установки по использованию тепла фритто-варочных печей. Отчет о НИР, 1984 г.

28. Теплофизические основы получения искусственного холода. Справочник. Холодильная техника./Под ред. А.В.Быкова М.: Пищевая промышленность, 1980 — 232 с.

29. Jahrbuch der Warmeruckgewinnung. 3 Aufgabe 1977-1978. Heizung, Klimatisierung, Warmeruckgewinnung und Warmepumpenwendung in Hochbau, Gewerbe und Industrie. -Essen: Vulkan-Verlag, 1977. 276 S. 114.

30. Томановская В.Ф., Колотова Б.Е. Фреоны. Свойства и применение. JL: Химия, 1970. 182 с.

31. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова A.B., Холодильнаятехника. Свойства веществ. JI: Машиностроение, 1976. — 168^ с.

32. Теплообменные аппараты холодильных установок/ Г.Н.Данилова, С.Н.Богданов, О.П.Иванов, Н.М.Медникова. — Л.: Машиностроение, 1973. — 328 с.

33. Холодильные машины/ Под общ. ред. проф. H.H. Кошкина. М.; Пищевая промышленность,.1973. 512 с.

34. Jacobs R.M. Die Anwendung von nichtazeotropen Zweiistoff — Kältemitteln in Wärmepumpen/ Temperatur Technik, 1979, Jg, 17, N6, S. 128, 135.

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

36. Сапронов В.И. Озонобезопасная холодильная техника // Холодильная техника. 1996. №4.-с. 12-16.

37. 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.

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

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

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

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

42. Проценко В.П. // Энергетическое строительство, 1994, №2

43. Васильев Г.П., Шилкин Н.В. Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах. // АВОК, 2003, №2.

44. Обзор рынка тепловых насосов в Швеции, Финляндии. // АВОК, 2002, №1.

45. Гальперин Н.И. Тепловой насос.// Л.: Госна-учтехиздат, Ленхимсектор, 1931.

46. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.// М.: Энергия,51". Мартыновский B.C. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов.//М.: Энергия, 1979.

47. Быков A.B., Калнинь И.М. Холодильные машины и тепловые насосы. //М.: Агропромиздат, 1993.

48. Литовский Е.И., Левин JT.A. Промышленные тепловые насосы.// М.: Энергоатомиздат, 1989.

49. Везиришвили О.Ш., Меладзе Н.В. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения. // М.: Издательство МЭИ, 1994.

50. Петин ЮМ. Опыт десятилетнего производства тепловых насосов в ЗАО "Энергия". // Энергетическая политика. Вып. 3, 2001.5 6. Оборудование нетрадиционной и малой энергетики. Справочник каталог.// М.: АО ВИЭН, 2000.

51. Васильев Г.П., Крундышев Н.С. Энергоэффективная сельская школа в Ярославской области.//АВОК, 2002, №5.

52. Васильев Г.Л. Энергоэффективный экспериментальный дом в микрорайоне Никулино-2. //АВОК, 2002, №4.

53. Васильев Г.Л., Абуев И.М., Горнов В.Ф: Автоматизированная теплонасосная установка, утилизирующая низкопотенциальное теплосточных вод г. Зеленограда. // АВОК, 2004, №5.

54. Проценко В.П., Радченко В.А. Теплонасосные установки с электрическим приводом для горячего водоснабжения. // Электрические станции, 1937, №7.61 .Использование отходов тепла в тепловых насосах.// М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955.

55. Новые способы преобразования энергии и энергозащита. // Сб. науч. тр. АН СССР. Ин-т техн. теплофизики. Киев: Наук, думка, 1987, 253 с.

56. Гоголин A.A. Осушение воздуха холодильными машинами.// 1962, 103 с.

57. Афанасьев В.В., Ильюшенко В.Т. О возможности использования тепловых насосов в Омской области // Холодильная техника. 1999. №9, с. 13-14.

58. Васильев Г.П. Теплонасосные системы теплоснабжения для потребителей тепловой энергии в сельской местности // Теплоэнергетика. 1997. №4. С. 21-24.

59. И.Стромен, А.Бредсен, Й.Петерсен. Холодильные установки, кондиционеры и тепловые насосы для XXI века // Холодильный бизнес. 2000. №5.

60. Стенин В.А. Теплонасосная установка для снижения удельного расхода сетевой воды в системах теплоснабжения // Промышленная энергетика. 1997. №6. с. 35-37.

61. Бродянский В.М., Серова E.H. Термодинамическиеособенности, циклов парокомпрессионных тепловых насосов // Холодильная техника. 1997. - №7.

62. Федянин В.Я:, Парфенов А.И., Утемесов М.А. Применение теплового насоса для поддержания теплового режима и оптимизации работы бассейна // Холодильная техника. 1998. №9.

63. Фиалко Н.М., Зимин Л.Б., Дубовский С.В. Утилизация энергии выбросов систем местной вентиляции метрополитенов с помощью тепловых насосов // Промышленная теплотехника. 2000. № 1.С. 90-94.

64. Федянин В:Я., Утемесов М.А., Федин J1.H., Исследование режимов совместной работы теплового насоса с вертикальным грунтовым теплообменником // Теплоэнергетика. 1997. №4. с.21-24.

65. Мартыновский B.C. Тепловые насосы.//M.-JI.: Госэнергоиздат, 1955, с 42-68.

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

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

68. Lotz H. Rationelle Energiennuizung in der kaltetechnik // Kalte and klimatechnik, №12, 1976, S. 539-545; № 13, 1977.

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

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

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

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

73. 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.

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

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

76. 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.

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

78. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. — М.: Наука, 1977. 344 с.90:Caterpillar tractor Co., Total energy handbook, 1979.

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

80. Zhiwei Lian, Seong-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.

81. 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.

82. Селиверстов B.M. Утилизация тепла в судовых дизельных установках. Л.: Судостроение, 1973. — 256 с.

83. 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.

84. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы: Пер. с англ. — М.: Энергоиздат, 1982. 224 с.

85. Холодильные машины: Учебник для студентов вузов специальности «Техника и физика низких температур» / А.В.Бараненко, Н.Н,Бухарин и др. — СПб.: Политехника, 1997. -992с.

86. Гуреев В.М. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 1993

87. Давыдов А.Б., Удут В.И. Воздушные холодильные машины могут быть перспективными// Холодильная техника. 1999. №1.е. 20-22.

88. Кулаков- B.Mi, Верещагин: М1П: Воздушные холодильные машины// Холодильный бизнес. 1999. №6.

89. Ляпин В.И., Ольшевский П.А. и др. Совершенствование конструкций газовой холодильной машины Стерлинга// Холодильная техника. 1999. с. 9-10.

90. Бродянский В.М., Серова E.H. Сопоставление эффективности парокомпрессионных и воздушных холодильных машин // Холодильная техника. 1999. №11-12.

91. Результаты анализа имеющегося в отрасли программного обеспечения и предложения по разработке I очереди типовой отраслевой (ТО) САПР-Д. Отчет по НИР «Разработка типовой отраслевой САПР-Д» Уфа, УАИ, 1986, 182 с.

92. Тунаков А.П., Голланд А.Б., Мац Э.В., Морозов С.А. и др. Программный комплекс ГРАД для расчета газотурбинных двигателей. Казань, Известия вузов "Авиационная техника" №1, 1985, с.83-85.

93. Ахмедзянов Д.А., Гумеров Х.С., Кривошеее И.А. и др. Математические модели авиационных двигателей произвольных схем (компьютерная среда DVIG). / Под. ред. проф. A.M. Ахмедзянова, Учебное пособие. Уфа, УГАТУ, 1998,- 128 с.

94. Kurzke J. Eine erweiterte Version des NASA-Turbienen-Kennfeldprogrammes aus NASA. Lehrstuhl fuer Flugantriebe, TU Muenchen, 1976

95. Kurzke J. Berechnungsverfahren fuer das Betriebsverhalten von Luftstrahlantriben. Lehrstuhl fuer Flugantriebe, TU Muenchen, 1976.

96. Markwich P. Diplomarbeit am Lehrstuhl fuer Luftfahrtriebwerke der TU, Muenchen, 1983, 170 c.

97. GECAT / Universität of Alabama, USA / http: // www.srs.com/programs/programs.asp.

98. The Java Gas Turbine Simulator (JGTS) / Universität of Toledo, USA/http ://memslab.eng.utoledo.edu/~)reed/igts/JavaGasTurbine Simulator.html.

99. Ахмедзянов A.M., Мавлютов P.P., Кривошеев И.А., Драган В.Ф. Инфраструк-тура академических и вузовских баз знаний с интеграцией в мировую информационную среду. Международная научно-методическая конференция

100. Проблемы .создания? национальных академических сетей баз. данных и баз знаний!^ Уфа, 1995, с 64-65.

101. Ахмедзянов* А.М;, Ижикеев В'.И., Матковская Н-.А. Формирование математических моделей ГТД переменного рабочего цикла // Известия-вузов, Авиационная техника. №3, 1990, с. 86-88.

102. Рудой Б.П., Горбачев В.Г. и др. Система имитационного моделирования «Альбея» (ядро). Учебное пособие. Уфа: Изд-во УАИ, 1995, 68 с.

103. Осипов Б.М., Титов A.B., Тунаков А.П., Хамзин A.C., Явкин В.Б. Автоматизированное проектирование двигателей: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. Гос. Тех. Ун-та, 2005. 166 с.

104. Голланд А.Б., Ивлев В.И., Семенов A.A., Титов A.B. Программа вывода тягово-экономических характеристик ВРД из програмного комплекса ГРАД на внешние носители ЭВМ В сб. «Алгоритмы и программы авиадвигателестроения», Труды ЦИАМ, №16 1990 г.

105. Голланд А.Б., Морозов С.А., Решедько С.Д., Титов А.В, Тунаков А.П., Шульклепер В.Я. Программный комплекс ГРАД при исследовании двигателя изменяемой степени двухконтурности// Труды ЦИАМ №12228, стр. 291-292.

106. Теория двухконтурных турбореактивных двигателей / Под ред. СМ. Шляхтенко, В.А. Сосунова М.: Машиностроение, 1979.432 с.

107. Янкин В. И1 Система программ для расчета характеристик ВРД на ЭЦВМ. М.: Машиностроение. 1974. 168 с.

108. Дружинин JI. Н., Швец JL К, Лапшин Л. И. Математическое моделирование ГТД на современных ЭВМ при исследовании параметров и характеристик авиационных двигателей. Труды ЦИАМ. 1979. № 832. 45 с.

109. Тунаков А.П. Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979.184 с.

110. Программный комплекс ГРАД. Руководство программиста. Подготовка основных входных данных (массив СХ и ВА). 2069614.37015-01 33 02-2.

111. Соколов Е.Я., О применении тепловых насосов для использования тепла охлаждения генераторов, «Электрические станции», 1953, №6.

112. Соколов Е.Я1, Зингер HiM., Струйные аппараты, Госэнергоиздат, 1960.

113. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети, Госэнергоиздат, 1963.

114. В.А. Кириллин, В.В. Сычёв, А.Е. Шейндлин. Техническая термодинамика. М. Энергоатомиздат. 1983.

115. C.JL Ривкин. Термодинамические свойства газов. М. Энергия. 1973.

116. Я.Т.Ильичёв. Термодинамический расчёт воздушно-реактивных двигателей. Труды ЦИАМ № 677. М. 1975.

117. Основы массопередачи. В. В. Кафаров. М. Высшая школа. 1972.

118. Техническая термодинамика. Под редакцией В.И. Крутова. М. Высшая школа 1981.

119. М.Е. Дейч, Г.А. Филиппов. Газодинамика двухфазных сред. М. Энергия. 1968.

120. Г.Н. Абрамович. Прикладная газовая динамика. М. Наука. 1969.

121. Рабинович Е.З. Гидравлика. 3-е изд., исправл. и перераб. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.

122. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. М.: Энергия, 1967,-224 с.

123. Холодильные машины. /A.A. Бараненко, H.H. Бухарин, В.И. Пекарев, И.А. Сакун, Л.С. Тимофеевский; Под. Общ. Ред. Л.С. Тимофеевского. СПб.: Политехника, 1997. — 992 с.

124. Андрющенко А.И. Основы термодинамики реальных процессов. Учеб. пособие для втузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1975. 264 с.

125. Алтунин В.В. Теплофизические свойства диоксида углерода. — М.: Издательство стандартов, 1975. 546 с.

126. Голубев И:Ф., Кияшова В.П., Перелыптейн И.И., Парушин Е.Б. Теплофизические свойства аммиака. М.: Издательство стандартов, 1978. - 264 с.

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

128. Богданов С.Н:, Иванов О.П., Куприянова A.B. Холодильная техника: Свойства веществ. Справочник. Изд. 2-е, доп. И переработ. «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1976: — 168

129. Промышленные фторорганические продукты: Справ, изд./ Б.Н. Максимов, В.Г. Барабанов, И.Л. Серушкин и др. Л.: Химия, 1990.-464 с.

130. Thermodynamic properties of HFC-134а. Technical information. // DuPont Suva refrigerants. 2004. p. 31. (www.suva.dupont.com).

131. Вассерман O.A., Фомшський Д.В. Термодинамичш властивост1 альтернативних холодоагеттв R32 i R125. — Одесса: Одесью дepжaвнi MopcbKoi ушверситет. 2002. — 140 с.

132. Ермаков A.M. Моделирование и экспериментальное исследование теплонасосных установок на низкокипящих рабочих телах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Казань.: 2007.главе 3 :

133. Литовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпересионные теплонасосные установки: М.: Энергоиздат, 1982 144 с. ил.

134. Мартыновский B.C., Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов/ Под ред. В.М. Бродянского. М.: Энергия, 1979. 288.

135. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.// М.: Энергия, 1968.

136. Бродянский В.М. Эксергетический метод тепмодинамического анализа. М.: Энергия, 1973. 296 с.

137. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика: Пер. с.нем./ Под ред. проф. В.М. Бродянского и проф. Г.Н. Костенко. М.: Мир, 1977. 518 с.

138. Андрющенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1977. 280 с.

139. Гельманов P.P., Ермаков A.M., Выбор рабочих веществ тепловых насосов по результатам сравнения эффективности термодинамического цикла, Энергетика Татарстана, 2009.

140. Гортышов Ю.Ф., Дресвянников Ф.Н., Идиатуллин Н.С. и др. Теория и техника теплофизического эксперимента. // 2-е изд. под. ред. В.К.Щукина. М.: Энергоатомиздат,1993, 448с.

141. Работы по созданию нового эффективного холодильного и компрессорного оборудования. // Темат. сб. трудов под ред. A.B. Быкова. М.: ВНИИхолодмаш, 1989, 183 с.

142. Калнинь И.М. Анализ эффективности основной теплообменной аппаратуры в составе комплексной холодильной машины// Холодильная техника. 1982, №11, с. 25-31.

143. Исследовательские и конструктивные работы в области холодильного и компрессорного машиностроения // Тематический сб. трудов под ред. проф. A.B. Быкова. М.: 1990, 135 с.

144. Холодильно-компрессорные машины и установки. // Учебник для маш. техникумов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Высшая школа. 1973, 384 с.

145. Мартыновский B.C. Циклы и характеристики термотранформаторов. // Под ред. В.М. Бродянского. М.: Энергия, 1979, 288 е., ил.

146. Гоголин A.A. Оптимальные перепады температур в испарителях и конденсаторах холодильных машин// Холодильная техника. 1972, №3, с. 23-27.

147. Тепловые и конструктивные расчеты-холодильных машин. // под ред. д.т.н. проф. H.H. Кошкина. Учеб. пособие для вузов. Л.: Машиностроение, 1976, 464 с.

148. Ермаков A.M., Моделирование и экспериментальное исследование теплонасосных установок на низкокипящих рабочих телах —Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 2007, 29 с.

149. Г.Хайнрих, X. Найорк, В.Нестлер. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения // Перевод с немецкого Н.Л. Кораблевой и к.т.н. Е.Ш.Фельдмана, под ред. к.т.н. Б.К. Явнеля, М.: Стройиздат, 1985.

150. Попов" И.А. Гидродинамика и теплообмен внешних и внутренних свободноконвективных вертикальных течений с интенсификацией. Интенсификация теплообмена: монография

151. Под общ., ред. Ю.Ф.Гортышова. Казань: Центр инновационных технологий, 2007. — 326 с.

152. Попов И1А. Гидродинамика и- теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена: монография / под общ; ред. Ю.Ф:Гортышова.

153. Казань: Центр инновационных технологий, 2007. — 240 с.

154. Казань: Центр инновационных технологий, 2009. 531 с.

155. Попов, И.А. Физические основы и промышленное применение интенсификации теплообмена: Интенсификация теплообмена: монография / И.А.Попов, Х.М.Махянов, В.М.Гуреев; под общ. ред. Ю.Ф.Гортышова. Казань: Центр инновационных технологий, 2009. — 560 с.главе 4:

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

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

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

159. Тепловые насосы. / Под ред. Л.А. Шубенко. Книга 4, Выпуск 1.

160. М. Л.: Машгиз, 1947. - 40 с.

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

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

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

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

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

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

167. Schnell Р., Dehli M. Die elektrische Wärmepumpen Beitrag der Elektrizitatswirtschaft zur Energieeinsparung und

168. Mineralolsubstitution. Elektrizitatswirtschaft, 1979, Bd 78, № 20, S. 771-776.

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

170. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы: Пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1982. - 224 с.

171. Литовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 128 с.

172. 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.

173. Paul J. Warmepumpe in der Industrie. In: Warmepumpen-technologie, Bd. II, S. 95-102. Warmepumpentagung Essen 1978.

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

175. Льотко В., Луканин B.H., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. -М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. 311 с.

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

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

178. 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.

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

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

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

182. 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.

183. 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. - с.

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

185. Гайнуллин Ф.Г., Гриценко- А.И., Васильев Ю.Н., Золотаревский JI.G. Природный газ как моторное топливо на транспорте. М.: Недра, 1986. — 255 с.

186. 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.

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

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

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

190. 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.

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

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

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

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

195. 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.

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

197. 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. 231.1. С.4Г-5Г.

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

199. Иващенко H.A. Перспективные силовые установки с двигателями внутреннего сгорания // Сб. науч. трудов по проблемам двигателестроения, посвященный ! 75-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - с. 171179.

200. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

209. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золотаревский Л.С. Транспорт на газе. М.: Недра, 1992. - 342 с.

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

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

212. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства газов. М.: Энергия, 1973.

213. Elgowainy A. CFD applied to hear pump system design // 37th1.tersociety Energy Conversion Engineering Conference (IESEC), 2002. №20156. p. 470-474.

214. Холодильные машины и аппараты. Каталог. Часть 1./ Под ред.

215. A.В. Быкова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1975. 96 с

216. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. — 3-е изд., перераб и доп. М.: Машиностроение, 1990. -208 с.

217. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / В.П. Алексеев,

218. B.Ф. Воронин, J1.B. Грехов и др.; под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. — 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

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

220. Ильичев Я. Т. Термодинамический расчет воздушно-реактивных двигателей // Труды ЦИАМ. — №677. 1975.

221. 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.

222. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2005. - 479 с.

223. Исаченко В.П., Осипова В.П., Сукомел А.С. Теплопередача. -М.: Энергоиздат. 1981.

224. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин. Под ред. А.В. Быкова // М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984. - 247 с.

225. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука. 1971. - 192 с.

226. Савчук В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. 41: Учеб. пособие для студентов вузов. — Одесса: ОНПУ, 2002. 54 с.

227. E1-Meniawy, Watson F.A., Holland F.A. A study of operating characteristics a water-to-water heat pump system using R22. //

228. Heat recovery systems. Vol. 1, №3. p. 209-217.

229. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических циклов. М.: Энергия, 1972. - 216 с.

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

231. Везиришвили О.Ш. Безразмерные характеристики парокомпрессионных теплонасосных установок// Холодильная техника №6, 1986.

232. Кузник И.В. Централизованное теплоснабжение. Проектируем эффективность. М.: 2007. — 100 с.

233. Тихомиров А.К. Теплоснабжение района города: учеб. пособие / А.К. Тихомиров. — Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2006.- 135 с.

234. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы: Пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1982. - 224 с.

235. Thermodynamic properties of HFC-134а. Technical information. // DuPont Suva refrigerants. 2004. p. 31. (www.suva.dupont.com).

236. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. — 7-е изд., стереот—М.: Издательство МЭИ, 2001. -472 с.

237. Холодильные машины. /Под ред. Быкова A.B./ Справочник. М: "Легкая и пищевая промышленность", 1982. 224 с.

238. Строительные нормы и правила. Тепловые сети. СНиП 2.04.0786*. Минстрой России. Москва 1994.главе 5:

239. Холодильные машины, Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур» /

240. A.В.Бараненко, Н.Н.Бухарин и др. — СПб.: Политехника, 1997. -992с.: ил.

241. Гуреев В.М, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 1993.

242. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для вузов / Бакластов A.M., Горбенко В.А. и др.; под ред. Бакластова A.M. М.: Энергоатомиздат, 1986. — З28'с.

243. Контактные теплообменники / Е. И. Таубмаш, В.А. Горнев,

244. B.Л. Мельцер и др. М.: Химия, 1987, 256 с.

245. Андреев Е.И. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах. — Л.; Энергоатом издат. Ленингр. Отдел., 1985. -192 с.

246. Теплотехника: Учеб. Для ВУЗов / В.И.Лукашин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.И.Лукашина. М. Высш. шк., 1999.-671 е.: ил.

247. Воропай П.И., Давид У.Р., Шленов A.A. Испарительное охлаждение эффективный способ повышения экономичностии* надежности- компрессорных машин и тепловых двигателей в нефтеперерабатывающей и нефтехимическойпромышленности. — М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1997.

248. Михайлов- А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздан, 1989. 288 с.

249. КулаковВ'.М., Верещагин М.П. Воздушние турбохолодильные машины// Холодильный бизнес 1999 №6 .

250. Ю.Кулагин И.И. Теория газотурбинных реактивных двигателей. М.: Оборонгиз, 1952.-336 с.

251. Н.Лыков A.B. Тепломассообмен: (Справочник) 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1978. 480 с.

252. Павлюк К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессо и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. — 10-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1987. — 576 с.

253. Гуторов В.Ф., Радин Ю.А. Некоторые пути совершенствования эксплуатации паротурбмнных установок // Теплоэнергетика. 1998. №8. с. 13-17.

254. Н.Колоскова Н.Ю. Исследование характеристик работы конденсатора теплоутилизирующего контура ПТУ // Теплоэнергетика. 2000. №3. с.35-13.

255. Справочник по теплообменным аппаратам: В 2т. / Пер. с англ., под ред. Б.С. Петухова, В.К.Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987.

256. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия / Пер. с польского. — М.: Энергия, 1968.

257. Ляпин В.И., Ольшевский П.А. и др. Совершенствование конструкций газовой холодильной машыны Стирлинга // холодильная техника. 1999. с. 9-10.

258. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в тепорэнергетике. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.

259. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: уч. пособие для вузов / Бакластов A.M., Горбенко В.А., Удыма П.Г.; под ред. Бакластова A.M. М.: Энергоиздат, 1981.

260. Мартыновский В. С. Тепловые насосы. Государственное энергетическое издательство. М. 1985.

261. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика. -М.: Мир, 1977.

262. Иситани К. Теоретические основы анализа причин потерь энергии // Кикай-по-кэнюо. 1976. т.28. N10. с. 1175-1178.

263. Янтовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 128 с.240 применении тепловых насосов для использования тепла охлаждения гидрогенгераторов, Электрич. Станции, 1953, N6,с.38-48.

264. Соколов* Е.Я., Бродянский- В.М. Энергетические основы, трансформации тепла и процессов, охлаждения:// М.: Энергия, 1968.

265. Теплотехнический справочник. Изд.2-е, перераб. Под ред. ЮреневаВ.Н., Лебедева П.Д. т.1. М.: Энергия, 1975.

266. Полетавкин П.Г. Парогазотурбинные установки: М.: Наука,1980.280 применении тепловых насосов (по материалам наусно-технического совещания), Холод, техника, 1953, №2, с. 72-75.

267. Полежаев Ю:В. Паротурбинные энергоустановки. Перспективы и проблемы создания. Объединенный институт высоких температур РАН, 1999.

268. Льотко В. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / В. Льотко, В.Н. Луканин, А.С. Хачиян. М.: МАДИ, 2000-2 т.

269. The Clean Fuels Report, J.E. Sinor Consultants Inc., Niwot, Colorado, June 1992.

270. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей / Киев.: Наука думка, 1984.

271. Смаль Ф.В. Перспективные топлива для автомобилей / Ф.В. Смаль, Е.Е. Арсенов. М.: Транспорт. 1979.37.3вонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.А. Звонов. Изд. 2-е — перераб. М.: Машиностроение. 1981.

272. Русаков М.М. Пределы стабильного сгорания обедненных бензовоздушных смесей в ДВС при различных способах интенсификации / М.М. Русаков и др.; Сборник трудов XI симпозиума по горению и взрыву. 1996:

273. Двигатели внутреннего сгорания: учебник для втузов по- спец. «двигатели внутреннего сгорания» / Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. Изд. 4-е перераб. и доп. — М.: Машиностроение. - 1984.

274. Sanders S.T., Kim Т., Gas Temperature Measurements During Ignition in an HCCI Engine. SAE Paper 2003-01-0744, 2003.

275. Kraft M., Bhave A. Numerical Analysis a Natural Gas Fuelled HCCI Engine with Exhaust Gas Recirculation, Using a Stochastic Reactor Model. Mauss Cambridge Center for Computational Chemical Engineering, Preprint № 8 ISSN 1473-4273, 2003.

276. Ясенков Е.П. Элементы автотранспортного комплекса и их воздействие на окружающую среду // Автомобильная промышленность, 2007, № 8, с. 4-6.

277. Двигатели внутреннего сгорания: устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под. ред. A.C. Орлина и М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1990.

278. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. A.C. Орлина, М. Г. Круглова. М. Машиностроение, 1984.

279. Энглиш Карл. Поршневые кольца. Пер. с нем. Под ред. д-ра техн. наук В.К. Житомирского. Т. 1-2. М. Машгиз, 1962-1963.

280. Дружинин A.M. О высоте компрессионных колец, «насосном» эффекте и утечках газов. // Автомобильная промышленность, 2006, № 11, с. 9-11.

281. Патент 1528814, США, 1925: Поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания.51 .Авторское свидетельство SU 88255 А (Я.Ю. Шац), 1960.

282. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. М.: Издательство МЭИ, 2005. — 280 с.

283. Мотидзуки К., Нагацума X. Топливные элементы большой мощности для выработки электроэнергии / «Дэнки гаккай ромбунсю». 1998, т. 110. — № 3. — С. 177-181.

284. Dollard W. J. Westinghouse Researches Fuel Cells for Utility Power or Cogeneration // Energy Engineering, 1990, vol. 87, № 3, p. 20-39.

285. Seddon S. Fuel Cell Conference Report // Institute of Internal

286. Research. Conference on Fuel Cell Vehicles, Held on February 22, 1999. Infinite Energy Issue № 25, 1999. - Pi 35-38.

287. Аваков,В. Б., Зинин В1. И., Ландграф И.К. Пути разработки и перспективы создания- экономичной экологически чистой энергетики на топливных элементах // Российский химический журнал, т. XXXVIII. 1994. - № 3. - С. 55-60.

288. Аваков В.Б., Зинин В.И., Ландграф И.К. Автономные энергоустановки на основе высокотемпературных электрохимических генераторов для промышленных и коммунальных объектов // Теплоэнергоэффективные технологии. — 1997. № 4.

289. Бежанишвили Э.М., Таланов A.B., Хазанов И.Г. К определению численности обслуживающего и ремонтного персонала холодильных установок // Холодильная техника. 1983, №6, с. 18-24.

290. Быков A.B., Калнинь И.М., Бежанишвили Э.М. Экономическая эффективность — результирующий показатель качества холодильных машин// Химическое и нефтяное машиностроение. 1982, №2, с. 26-30.

291. Пустовалов Ю.В. Экономическая эффективность, парокомпрессионных теплонасосных станций. // Теплоэнергетика, 1981, №2, с. 69-72.

292. Хайнрих Г. и др. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения // Под ред. Б.К. Явнеля. М.: Стройиздат, 1985. 351 с.

293. Янтовский Е.И, Янков B.C., Пустовалов Ю.В. Расчет экономии топлива при замещении котельных крупными теплонасосными станциями. // Пром. энергетика, 1978, №10, с. 9-12.

294. Исследовательские работы по повышению эффективности холодильного и компрессорного оборудования // Тематический сб. трудов. М.: ОНТИ 1984, 199 с.

295. Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. научных трудов. Ред. кол. И.И. Орехов и др. Л. 1982. 174 с.

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

297. Гуреев В.М., Гортышов Ю.Ф., Гумеров И.Ф., Ермаков A.M. Перспективы применения мини-ТЭЦ на базе массовых газопоршневых моторов в Республике Татарстан.

298. Ресурсоэффективность и энергосбережение // Казань 2005 г.

299. Гуреев В.М., Ермаков A.M. Концепция развития эффективных газовых мини-ТЭЦ в Республике Татарстан // Научно-практическая конференция «Эффективная энергетика» Казань: 12-14 октября 2004, с. 30.

300. Ермаков A.M., Гуреев М.В. Разработка мини-ТЭЦ со стандартными теплообменными аппаратами. Материалы конференции XIII Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция. // Казань: 10-11 ноября 2005.

301. Быков A.B. и др. Холодильные машины и тепловые насосы: Повышение эффективности// 1988, 296 с.