DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.02.05

Про застосування циклічного режиму підключення акумуляторів теплоти у системах теплопостачання

Fedor Lukhtura, Vladimir Tsyganov

Анотація


Використання акумуляторів у автономних системах теплопостачання є широко відомим прийомом вирівнювання теплових навантажень, економії сировинних і енергетичних ресурсів. В якості первинного джерела енергії в таких системах успішно застосовують теплоту пара, отриманого з періодично працюючими утилізаційними установками, в основному охолоджувачів конвертерних газів під час продувки конвертерної ванни для акумуляції пара за допомогою акумуляторів Рутса. При наявних темпах і діапазонах зміни температури наприкінці зарядки і розрядки при експлуатації цих систем можливі явища утоми у металевому корпусі акумулятора від існуючих глибоких «стрибків» температури з утворенням температурних напружень (переохолодження) його корпусу, що викликає ряд технічних проблем. Для запобігання цьому явищу пропонується діставати теплову енергію з декількох таких масо-і теплообмінників при їх почерговому підключенні до випарного контуру споживача. Такий метод відбору теплоти дозволяє не тільки уникнути переохолодження корпусу акумулятора, але також підвищити продуктивність процесу. На основі аналізу формалізованого рівняння динаміки відпустки тепла споживачеві при нагріванні відповідного теплоносія зроблено висновок про ефективність імпульсного режиму підключення акумуляторів. При цьому температура теплоносія змінюється за експоненціальним законом. При реалізації запропонованого методу, нагрівання чергової порції теплоносія здійснюється в умовах найбільшої різниці температур, що дозволяє помітно інтенсифікувати процес. Доведено, що ефективність імпульсного режиму можлива при наявності вже двох або більше акумуляторів. Встановлено, що тривалість підключення кожного акумулятора в імпульсному режимі не повинна досягати тривалості перехідного процесу нагріву теплоносія при традиційному способі відбору теплоти.


Ключові слова


джерело тепла; акумулятор; теплоносій; система теплопостачання; імпульсний режим підключення

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Lukhtura, F. I., Plakhotnik, K. Ye., Tsyganov, V. I. Ob impul'snom nagreve teplonositelya v sistemakh teplosnabzheniya [On pulse heating of a heat carrier in heat supply systems]. Vísnik Priazovs'kogo derzhavnogo tekhníchnogo uníversitetu. Seríya: Tekhníchní nauki [Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technіcal sciences], 2018, 36, 101-112, doi: 10.31498/2225-6733.36.2018.142530.

Lukhtura, F., Tsiganov, V. On the use of pulse heat in a heat supply system. Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2018, 45 (1321), 32–40, doi:10.20998/2413-4295.2018.45.05.

Lukhtura, F. I. Ob impul'snom nagreve teplonositelya v sistemakh otopleniya [About pulse heating of a heat carrier in heating systems]. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2017» [Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2017»]. Mariupol', 2017, 1, 231-232.

Lukhtura, F. I. Sovershenstvovaniye teploobmennykh protsessov v poverkhnostyakh nagreva energeticheskikh kotlov [Improving heat transfer processes in the heating surfaces of power boilers]. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2018» [Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2018»]. Mariupol', 2018, 1, 231-235.

Lukhtura, F. I., Plakhotnik, K. Ye. Usovershenstvovaniye sistem teplosnabzheniya i konditsionirovaniya na osnove issledovaniya impul'snogo podvoda (otvoda) tepla [Improving heat supply and air conditioning systems based on the study of pulsed heat supply (removal).]. Tez. dokl. Mezhd. nauch.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2018» [Abstracts of Int. sci-techn. conf. «University Science-2018»]. Mariupol', 2018, 1, 248-249.

Andreyev, S. A., Zaginaylov, V. I., Ivanova, T. V., Flegontov, Ye. A. Impul'snyy rezhim podklyucheniya gruntovykh teploobmennikov v teplonasosnykh otopitel'nykh sistemakh [Pulsed mode of connection of ground heat exchangers in heat pump heating systems]. Vestnik Federal'nogo Gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet im. V.P. Goryachkina» [Bulletin of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education “Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin”], 2015, 6 (70), 39-44.

Degtyar', A. B., Panferov, V. I. Postroyeniye algoritma impul'snogo otopleniya zdaniy i issledovaniye rezhimov yego raboty [Construction of an algorithm for pulsed heating of buildings and study of its operating modes]. Vestnik Iuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Komp'yuternyye tekhnologii, upravleniye, radioelektronika» [Bulletin of the South Ural State University. Series: Computer Technologies, Automatic Control & Radioelectronics], 2008, 8, 17(117), 41-44.

Nagorrnaya, A. N., Panferov, V. I., Pashnina, Ye. Yu. Modelirovanie i upravlenie teplovym rezhimom zdaniia [Modeling and control of the thermal regime of the building.] Materialy Mezhd. nauch.-tekh. konf. «Teoreticheskiye osnovy teplogazosnabzheniya i ventilyatsii» [Proceedings of the Int. Sci.-Tech. Conf. "Theoretical Foundations of Heat and Gas Supply and Ventilation"]. Moscow, 2005, 94-98.

Bekman, G., Gilli, P. V. Teplovoye akkumulirovaniye energii [Thermal energy storage]. Moscow: Mir Publ., 1987. 269.

Levenberg, V. D., Tkach, M. R., Gol'strem, V. A. Akkumulirovaniye tepla [Heat storage]. Kiev: Tekhnika Publ., 1991, 111.

Kukolev, M. I. Osnovy proyektirovaniya teplovykh nakopiteley energii [Fundamentals of designing thermal energy storage]. Petrozavodsk, 2001, 238.

Sotnikova, O. A., Turbin, V. S., Grigor'yev, V. A. Akkumulyatory teploty teplogeneriruyushchikh ustanovok sistem teplosnabzheniya [Accumulators of heat of heat-generating installations of heat supply systems]. AVOK[ABOK], 2003, 5, 40-45. Available at : https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2121

Andryushchenko, A. I. Osnovy termodinamiki tsiklov teploenergeticheskikh ustanovok: uch. posobiye [Fundamentals of thermodynamics of cycles of heat power plants: tutorial]. Moscow,Vysshaya shkola Publ., 1985, 320.

Semenenko, N. A., Kuperman, L. I., Romanovskiy, S. A., Itskovich, N. M., Sidel'kovskiy, L. N., Vukovich, L. K. Vtorichnyye energoresursy i energotekhnologicheskoye kombinirovaniye v promyshlennosti [Secondary energy resources and energy-technological combination in industry]. Kiev, Vishcha shkola Publ., 1979, 296.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Лухтура, Ф. И. Об импульсном нагреве теплоносителя в системах теплоснабжения / Ф. И. Лухтура, К. Е. Плахотник, В. И. Цыганов // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. – 2018. – Вып. 36. – С. 101-112. – doi: 10.31498/2225-6733.36.2018.142530.
  2. Лухтура, Ф. И. О применении импульсного подвода тепла в системах теплоснабжения / Ф. И. Лухтура, В. И. Цыганов // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. – Харків: НТУ «ХПІ». – 2018. – № 45 (1321). – С. 32-40. – doi:10.20998/2413-4295.2018.45.05.
  3. Лухтура, Ф. И. Об импульсном нагреве теплоносителя в системах отопления / Ф. И. Лухтура // Университетская наука – 2017 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (18-19 мая 2017 г.; Мариуполь). – Мариуполь, ГВУЗ «ПГТУ», 2017. – Т. 1. – С. 231-232.
  4. Лухтура, Ф. И. Совершенствование теплообменных процессов в поверхностях нагрева энергетических котлов / Ф. И. Лухтура // Университетская наука – 2018 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (23-24 мая 2018 г.; Мариуполь). – Мариуполь, 2018. – Т.1. – С. 231-235.
  5. Лухтура, Ф. И. Усовершенствование систем теплоснабжения и кондиционирования на основе исследования импульсного подвода (отвода) тепла / Ф. И. Лухтура, К. Е. Плахотник // Университетская наука – 2018 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (23-24 мая 2018 г.; Мариуполь). – Мариуполь, 2018. – Т. 1. – С. 248-249.
  6. Андреев, С. А. Импульсный режим подключения грунтовых теплообменников в теплонасосных отопительных системах / С. А. Андреев [и др.] // Вестник Федерального Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина». – 2015. – № 6 (70). – С. 39-44.
  7. Дегтярь, А. Б. Построение алгоритма импульсного отопления зданий и исследование режимов его работы / А. Б. Дегтярь, В. И. Панферов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2008. – Вып. 8. – № 17 (117). – С. 41-44.
  8. Нагорная, А. Н. Моделирование и управле­ние тепловым режимом здания / А. Н. Нагорная, В. И. Панферов, Е. Ю. Пашнина // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы междунар. науч.-техн. конф. - М: МГСУ, 2005. - С. 94-98.
  9. Бекман, Г. Тепловое аккумулирование энергии / Г. Бекман, П. В. Гилли. – М.: Мир, 1987. – 269 с.
  10. Куколев, М. И. Основы проектирования тепловых накопителей энергии / М. И. Куколев. – Петрозаводск, 2001. – 238 с.
  11. Сотникова, О. А. Аккумуляторы теплоты теплогенерирующих установок систем теплоснабжения / О. А. Сотникова, В. С. Турбин, В. А. Григорьев // АВОК. – 2003. – № 5. – С. 40-45.
  12. Андрющенко, А. И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок: уч. Пособие / А. И. Андрющенко. – М.: Высш. школа, 1985. – 320 с.
  13. Семененко, Н. А. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности / Н. А. Семененко [и др.]. – Киев: Вища школа, 1979. – 296 с.
  14. Левенберг, В. Д. Аккумулирование тепла / В. Д. Левенберг, М. Р. Ткач, В. А. Гольстрем. – К.: Техника, 1991. – 111 с.