Джерела теплоти локальних систем теплопостачання на базі машин Стірлінга
Методика проведення кількісної оцінки параметрів машин Стірлінга і установок з ними з метою визначення основних складових втрат енергії. Параметри розширених моделей термотрансформаторів з урахуванням типу їхнього привода, геометричних характеристик.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 27.07.2014 |
Размер файла | 94,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
У п'ятому розділі досліджено ефективні параметри машин та установок. Для цього насамперед розглянуто механічні втрати. Принцип розподілу втрат передбачає окреме врахування механічних втрат на тертя і витрат енергії на привод допоміжних агрегатів. Втрати на тертя в УТМС приймаються за аналогією таких розрахунків у ДВЗ. Проведено аналітичну оцінку цих втрат на основі експериментальних досліджень ДС фірми «Philips». Встановлено, що умовний тиск механічних втрат на тертя можна апроксимувати виразом
. (38)
Проведений аналіз дозволив узагальнити рекомендації з розрахунку таких втрат у механізмах розглянутих типів УТМС. Запропоновані залежності для обчислень цих втрат на одну пару робочих порожнин. Для багатоциліндрових машин ці залежності додатково коректуються з урахуванням числа і розташування підшипників.
Вирази (27) і (28) для ККД, що включені в розрахункові залежності, дають можливість здійснювати оптимізацію УТМС за їх ефективними параметрами. Переваги методу замкнутої оптимізації підтверджують результати розрахунків термотрансформаторів подвійної дії з тепловою потужністю 64 кВт (табл. 1). Як параметр, що оптимізується, послідовно прийнято Y2, Y3, внутрішній і ефективний ККД. Значення цього параметра для кожного із варіантів для наочності виділено, інші параметри циклів обчислено відповідно до отриманих результатів. В останньому стовпчику наведено значення розрахованого діаметра циліндрів УТМС.
З цих даних можна зробити висновок, що оптимізація за параметрами потужності не дозволяє одержати високих значень внутрішнього і ефективного ККД. Оптимізація за внутрішнім ККД зi підвищує ефективність теплообміну, а також знижує гідравлічні втрати у внутрішньому контурі, але одночасно зростають розміри циліндрів і теплообмінників, тому ефективний ККД знижується через зростання механічних втрат. Найкращі результати отримано при виборі ефективного ККД зе як параметра, що оптимізується.
Для ТНУ систем теплопостачання характерна значна довжина трубопроводів та істотні гідравлічні опори зовнішніх контурів. Перший контур зв'язаний з охолоджувачем і призначений для переносу теплоти до УТМС. Практично завжди для цього використовується рідкий теплоносій. Другий - зв'язаний із системами опалення, гарячого водопостачання. Ці контури звичайно містять додаткові насоси, інші пристрої. Облік витрат енергії на привод допоміжних пристроїв виконується у процесі оптимізації. При цьому для деяких агрегатів ці витрати не обов'язково повинні бути мінімізовані, тому що основним критерієм служить ефективний ККД установки. Як приклад було розглянуто вплив гідравлічного опору системи опалення на параметри ТНУ. Відхилення за якимись причинами втрат тиску, як у більшу, так і меншу сторону при збереженні інших параметрів ТНУ змінюють цей ККД у межах ±1%. У той же час дослідження показали, що оптимізація дозволяє домогтися більш високих значень ККД при інших величинах втрат тиску. Отримані зміни ККД незначні, однак вплив параметрів контуру джерела низькопотенційної теплоти на параметри ТНУ визначається більшою мірою. Причиною цього є невеликі зміни температури теплоносія в цьому контурі (2…5ОС) і, як правило, більш високі втрати тиску через велику довжину трубопроводів.
Для зовнішніх контурів систем прийнятним теплоносієм є вода, однак існують обмеження, обумовлені діапазоном її робочих температур. Джерелами низькопотенційної теплоти для теплових насосів можуть виступати середовища з температурами нижче 0ос, що ставить проблему ефективного відводу теплоти при таких температурах. Для цього в контурі джерела використовують теплоносії з низькими температурами замерзання. Основними вимогами до них є високий коефіцієнт теплопровідності і мала в'язкість.
Для оцінки ефективності застосування води і таких теплоносіїв у зовнішніх контурах проведено обчислення ефективних ККД для ідентичних установок. Із результатів випливає, що розчин етиленгліколю знижує ККД на 4% у порівнянні з водою. Розчини NaCl або CaCl2 погіршують параметри меншою мірою (на 1.5-2% по ККД). Застосування в контурі охолоджувача сплаву рідкометалевого сплаву NaK дозволяє підвищити ефективний ККД ТНУ більш ніж на 4%, хоча його використання обмежено температурою плавлення -11ОС. Завдяки такому теплоносію вдається інтенсифікувати процеси тепловіддачі на зовнішніх поверхнях трубок нагрівників і охолоджувачів. Чисельні експерименти показали, що зменшення діаметрів трубок нагрівників і охолоджувачів УТМС із 6 мм до 2 мм дає відносне зростання ефективного ККД ТН 15%. При цьому одночасно вдається зменшити розміри циліндрів, що у свою чергу сприяє зростанню ККД. З приводу безпеки роботи системи переміщення теплоносіїв обмежуються конструкцією ТНУ, тому потрібно застосовувати проміжні контури, в яких забезпечується їх циркуляція.
Схема ТНУ з такими контурами показана на рис. 7. До її складу додатково входять насоси теплоносіїв і теплообмінники проміжних контурів. В одному з них теплота передається від теплоносія, що надходить із джерела низькопотенційної теплоти до рідкого металу, у другому - від рідкого металу до теплоносія системи опалення. Згідно зі схемою рідкометалевий теплоносій не виходить за межі установки.
Для ТНУ оптимізація і розрахунки можуть бути здійснені за двома схемами. Умовно, за аналогією із розрахунками інших теплотехнічних пристроїв, їх можна називати «конструкторською» і «перевірочною». Конструкторська схема дозволяє на основі заданих параметрів - потужності, температур джерел низькопотенційної теплоти, параметрів робочого тіла, теплоносіїв, а також характеристик конструкційних матеріалів - проводити оптимізацію параметрів нової машини. У підсумку обчислюються ККД, параметри її вузлів.
При оптимізації за «перевірочною» схемою відомі механізм привода, конструктивні розміри, робочі температури, тиски і деякі інші величини. Мета оптимізації - визначення параметрів, що можуть бути отримані при роботі тну. Така задача виникає при необхідності використати будь-яку із розроблених раніше конструкцій або при її модернізації. Розрахунок носить «перевірочний» характер, а межі оптимізації трохи звужені. Параметри на режимах, що відрізняються від номінального, теж обчислюють за «перевірочною» схемою.
Параметри УТМС, обчислені на основі методу замкнутої оптимізації, порівнювалися з експериментальними даними, отриманими для ряду дослідних зразків. Незважаючи на те що у літературі наявна досить велика кількість відомостей про їхні різноманітні конструкції, для більшості з них даних не вистачає для проведення вищевказаних порівнянь у повному обсязі. При зіставленні доводиться багато параметрів вибирати за аналогією з їх значеннями в УТМС ідентичних схем і навіть приймати передбачувані значення. Порівняння результатів аналітичних досліджень з експериментальними даними дозволили підтвердити правильність і вірогідність пропонованих алгоритмів і програм оптимізації.
Шостий розділ присвячено проведенню досліджень термотрансформаторів локальних систем теплопостачання. Визначено порядок розрахунків і оптимізації параметрів ТНУ для таких систем. Розглянуто особливості проектування теплових насосів з урахуванням обмежень їх параметрів унаслідок умов компонування, міцності, зборки і монтажу, особливостей експлуатації. Зроблено висновок, що при оптимізації УТМС у широкому діапазоні теплових потужностей деякі параметри оптимізації необхідно приймати із заздалегідь фіксованими чисельними значеннями. Як приклад на рис. 8 наведено результати оптимізації параметрів ТНУ з машиною подвійної дії з урахуванням усіх розглянутих раніше видів втрат. При урахуванні механічних і зовнішніх втрат інтервал високих ККД звужується. Незважаючи на те що внутрішній ККД у діапазоні потужностей 20…500 кВт складає більш 0.7, ефективний ККД за рівнем 0.6 і вище зберігається в значно більш вузькому інтервалі.
Для розширення діапазонів теплової потужності з прийнятними для практики параметрами розглянуто залежності ККД для машин з різними частотами обертання і числом циліндрів. Для термотрансформаторів середня швидкість поршня обмежена величиною 3 м/с, а діапазон діаметрів циліндра - від 40 до 100 мм. Для забезпечення компактності числа і довжини трубок теплообмінників обмежені у виді нерівностей: 3 < L/D < 7; 7< z <127, де z - число трубок нагрівника або охолоджувача; L - їх довжина. Результати показують, що при частоті обертання в межах 750-1500 хв-1 значення ККД перевищують 0.5 у всьому інтервалі потужностей, причому зі зменшенням швидкості обертання вони зростають.
З отриманих результатів випливає, що діапазон теплових потужностей з ефективним ККД більш 0.5 складає від 10 до 400 кВт. Такі теплові навантаження характерні для сучасних індивідуальних, невеликих багатоквартирних і суспільних будинків. У даному випадку вже передбачена реальна побудова таких ТНУ. Діаграма дає можливість вибирати оптимальні параметри за енергетичною ефективністю, проводити порівняльний аналіз варіантів.
Досконалість ТНУ як перетворювача енергії характеризує ефективний ККД, що одночасно дозволяє оцінити її основний параметр - КОП. Для термотрансформаторів ефективний ККД знижується при зростанні КОП.
Розрахунки дозволили також встановити залежність КОП від різниці температур споживачів і джерел теплоти для ТНУ з УТМС (рис. 11). Там же зазначено КОП для парокомпресійних ТНУ за літературними даними. Термотрансформатори, що працюють за циклом Стірлінга, перевершують за величинами КОП у 1.4…1.7 раза парокомпресійні ТНУ.
Із робочих тіл для внутрішнього контуру УТМС найкращим завдяки своїм характеристикам є водень, незначно уступає йому гелій. Для оцінки можливостей використання повітря проведено порівняльні дослідження параметрів ТНУ, в яких застосовано ці гази. Розрахунки показали, що при заміні водню гелієм відносне зменшення ККД складає 4-6%, а при заміні водню повітрям - у середньому 29%. Якщо температура теплоносія в системі опалення не перевищує +50ОС, а у джерелі низькопотенційної теплоти вона не нижче 0ОС, то КОП складає не менш 3, навіть для повітря. Таке його значення прийнятне для практичного застосування ТНУ, тому повітря може бути використане у них як робоче тіло, особливо на перших етапах відпрацьовування установок з УТМС.
Робота власне УТМС для режимів охолодження принципово не відрізняється від їх роботи в режимі нагріву. Тому розрахунок холодильних машин здійснюється у такому ж порядку, як і теплових насосів. Якщо передбачено охолодження приміщень, то температура у них задається користувачем. Розрахунок режимів охолодження для них здійснюється за перевірочною схемою, оскільки всі конструктивні параметри відомі.
При проведенні аналізу варіантів схем побудови ТНУ з різними типами привода основним критерієм була вимога досягнення максимального значення коефіцієнта перетворення первинної енергії (КПЕ). Результати оптимізації і порівняльного аналізу варіантів побудови представлено в табл. 2 для ТНУ з тепловою потужністю 64 кВт.
У першій з розглянутих схем як привод застосований електродвигун. Розрахунки показали, що його КОП складає 4.5, а КПЕ системи дорівнює 1.49. Варіант застосування ДВЗ як привода ТНУ є автономним. Для цього найбільш прийнятний дизельний двигун, який працює на природному газі, має високий ККД і споживає дешеве паливо. Перевагою схеми із таким приводом є можливість додаткового нагрівання теплоносія у системі охолодження двигуна. Температура теплоносія може бути підвищена при необхідності до +90ОС. Потужність теплового насоса при цьому зменшується, а КПЕ - підвищується до 1.87.
Порівняння параметрів ТНУ для різних варіантів її привода
Тип привода |
Теплова потужність ТН, кВт |
Потужність привода, кВт |
КОП ТН |
ККД привода |
КПЕ ТНУ |
|
Електродвигун |
64.0 |
14.2 |
4.50 |
0.90 |
1.49 |
|
Дизельний ДВЗ |
55.4 |
12.2 |
4.53 |
0.36 |
1.87 |
|
Двигун Стірлінга |
50.4 |
11.0 |
4.57 |
0.33 |
2.11 |
Як основний привод теплових насосів найкращим є двигун Стірлінга. Основні переваги такого привода - можливість використання теплоти, що відведена в його охолоджувачі. У двигунів Стірлінга переважна частка теплоти, що відведена (до 80%), виділяється в охолоджувачах. Тому з'являється можливість ще більшого зменшення теплової потужності теплового насоса. Одночасно забезпечується приріст ККД приводного двигуна завдяки зниженню температури в його охолоджувачі. Результати, що наведені у табл. 2, показують, що ця схема має більш високий КПЕ у порівнянні з попередніми.
Розрахунки ТНУ за «перевірочною» схемою дозволяють визначати їх параметри при підвищеній, а також зниженій потужностях. Установлено, що у режимі зниженої теплової потужності ККД вище, ніж при номінальній і тим більш підвищеній. Аналіз методів зміни потужності УТМС показав, що для термотрансформаторів систем теплопостачання найсприятливою є зміна частоти обертання. Для привода рекомендовано використовувати багатошвидкісні електродвигуни перемінного струму.
При зміні теплової потужності передбачено дотримання таких принципів: забезпечення роботи ТНУ зі значеннями ефективного ККД, близькими до максимального; система гарячого водопостачання підтримує необхідну температури води навіть при мінімальній тепловій потужності самого термотрансформатора.
За аналогією із регулюванням традиційних систем теплопостачання для ТНУ і змін їхніх режимів роботи розглянуто кількісне і якісне регулювання параметрів теплоносіїв. Підтримку необхідних температур при кількісному регулюванні найпростіше забезпечувати зміною режиму роботи циркуляційних насосів зовнішніх контурів. При якісному регулюванні змінюються температури теплоносіїв зовнішніх контурів, а їхні витрати підтримуються приблизно на постійному рівні. Зниження температури теплоносіїв у системі опалення з ТНУ дозволяє підвищити КОП, незважаючи на зменшення ефективного ККД. Тому таке регулювання є більш раціональним у порівнянні з кількісним.
Дослідження дають підставу рекомендувати ТНУ із системами комбінованої зміни теплової потужності. Для них при зростанні теплової потужності від мінімальної до номінальної має здійснюватися якісне регулювання параметрів теплоносіїв. Далі варто проводити кількісне регулювання шляхом зміни витрат теплоносія у системі опалення. Це дозволяє зберігати прийнятні значення КОП, що в цілому забезпечує високу економічність.
Результати чисельних експериментів показують, що для термотрансформаторів із змінною тепловою потужністю важливого значення набуває вибір номінального режиму, тобто режиму з максимальними значеннями ККД і КОП. Аналіз дозволив зробити висновок, що оптимізацію варто проводити при середній тепловій потужності і цей режим приймати як номінальний. При відхиленнях теплової потужності і відповідно частоти обертання від номінального значення як у велику, так і меншу сторони, відхилення у величинах ККД від максимальних будуть невеликими.
У сьомому розділі досліджено питання побудови комплексних систем теплохолодопостачання. Розглянуто відновлювані низькотемпературні джерела теплоти, які можуть бути практично використані для роботи установок із термотрансформаторами в умовах України. Аналіз показав, що насамперед серед них треба виділити ґрунт і ґрунтові води, а також водойми при їх наявності. Як додаткові джерела виділено зовнішнє повітря та сонячне випромінювання. Таким чином, комплексна ТНУ передбачає використання декількох джерел низькопотенційної енергії, вибір яких визначається специфікою району розміщення об'єкта, його розташуванням щодо інших споруд, щільністю забудови.
Оскільки витрати на опалення, як правило, є найбільшими серед усіх витрат енергії в інженерних системах споруд, що характерно для більшості регіонів України, параметри комплексних ТНУ доцільно оптимізувати для режиму опалення з цілодобовим гарячим водопостачанням. Для розрахункового режиму УТМС рекомендовано брати потужність системи опалювання при середньоінтегральній температурі зовнішнього повітря протягом опалювального періоду. Це забезпечує протягом більшої частини часу зазначеного періоду роботу ТНУ у режимі з близьким до максимального значенням ККД. З урахуванням кліматичних умов холодного періоду року в Україні для житлових будинків цей режим відповідає роботі ТНУ з потужністю близько 50% від максимальної.
Рекомендовано для сполучення з ТНУ низькотемпературні системи опалення з підлогами, які гріють. Тоді стає можливим використання теплоносія з початковою температурою +40ОС і нижче, що дозволяє досягти високих КОП. Робота системи гарячого водопостачання у такому разі передбачає розташування її трубних нагрівників у теплоізольованих баках-акумуляторах гарячої води. Потрібна температура води до +60ОС забезпечується шляхом нагріву теплоносієм, який подається від одного з нагрівників УТМС зі зниженою витратою теплоносія. Це дозволяє забезпечити роботу інших нагрівників з невисокими температурами (+20…30ОС) і зберегти таким чином високий КОП.
Використання такого джерела, як зовнішнє повітря, температура котрого може швидко змінюватись, або джерел енергії періодичної дії, вимагає включення в систему теплових акумуляторів. Вони забезпечують теплотою ТНУ при значному підвищенні її потужності протягом нетривалого періоду, тому розглянуто варіанти їх використання в індивідуальних житлових будинках і котеджах.
Регулювання теплової потужності термотрансформаторів із електроприводом забезпечується зміною частоти обертання. Температурні режими в приміщеннях підтримуються переключеннями у комутуючому пристрої з корекцією витрат теплоносіїв у контурах системи опалення. Це здійснюється за допомогою системи автоматичної підтримки температур об'єктів, що включає відповідні датчики і виконавчі механізми.
Теплота, що виділяється у нагрівнику ТНУ при її роботі у режимі охолодження використовується для нагріву води у системі гарячого водопостачання. Теплоприймачами для відводу залишкової теплоти найкраще використовувати ґрунтові води або ґрунт, для якого має місце сезонний гістерезис температур.
УТМС є складними пристроями, тому їхня вартість у даний час порівняно висока. Її зниження можливе завдяки спрощенням конструкції, організації серійного виробництва, розширення якого завжди знижує собівартість продукції. Тому розглянуто питання уніфікації ТНУ, які необхідно вирішувати на етапі проектування. Уніфікація передбачає виготовлення основних вузлів і деталей на основі єдиних типорозмірів і побудову груп УТМС декількох потужностей з використанням модулів для прийнятої групи машин. До цих вузлів і деталей віднесено деталі циліндро-поршневої групи, привода, нагрівники і охолоджувачі, регенератори. При проектуванні можливо варіювати числом циліндрів і частотами обертання. У модульних конструкціях можуть бути використані єдині для даної групи допоміжні агрегати.
Переваги УТМС, з точки зору мінімального забруднення навколишнього середовища, полягають у тому, що як робочі тіла використовуються нетоксичні гази (гелій, водень, азот, повітря), які при витіканні не забруднюють атмосферу. Це має безсумнівну перевагу перед парокомпресійними ТНУ, в яких застосовуються токсичні речовини (аміак) або фреони, що руйнують, на думку багатьох фахівців, озоновий шар земної атмосфери. Зі збільшенням кількості і потужності таких термотрансформаторів викиди в атмосферу щорічно зростають. Для УТМС проведено порівняльний аналіз з точки зору відверненого екологічного збитку від зменшення викидів забруднювальних речовин у разі використання термотрансформаторів із електроприводом. Розрахунки показують, що для ТНУ зі значеннями КОП 3…4 еквівалентні викиди у 1.5 - 2 рази менші, ніж при використанні систем централізованого теплопостачання від опалювальних котелень. Використання двигунів Стірлінга, що працюють на органічних паливах, як привода, пов'язано з викидом в атмосферу продуктів згоряння цих палив. Але вміст CO, NO2, вуглеводнів у складі їх вихлопних газів у 2…10 разів менше, ніж у малотоксичних дизелів.
Крім досліджень енергетичної ефективності ТНУ проведено також аналіз техніко-економічної ефективності таких систем. Оцінки, проведені з урахуванням капітальних і експлуатаційних витрат, показують, що термін їхньої окупності складе 4 - 6 років при сучасних цінах на паливо і теплоту. Вартість ТНУ з агрегатами, що працюють за циклом Стірлінга, вища, ніж парокомпресійних, тому її зниження може бути досягнуте лише при організації серійного виробництва. Їх вартість нижче, ніж двигунів, через відсутність дорогих жароміцних матеріалів, а також вузлів ущільнення, що працюють при високих температурах, більш простого пристрою, меншої кількості складних допоміжних агрегатів.
Загальні висновки
1. Вирішено важливу науково-технічну проблему підвищення енергетичної ефективності локальних систем теплохолодопостачання шляхом застосування комплексних теплонасосних установок з машинами Стірлінга. Дано теоретичне узагальнення і рішення цієї проблеми, що полягає в розробці наукових основ моделювання робочих процесів і структурно-параметричної оптимізації таких установок для розрахункових режимів роботи. Це забезпечує високу енергетичну ефективність систем опалення, гарячого водопостачання і кондиціонування.
2. На основі системного підходу розроблено принципи моделювання робочих процесів машин Стірлінга й установок систем теплохолодопостачання на їхній базі. При створенні імітаційних моделей як вихідна прийнята розширена модель модифікованого циклу Шмідта, що дозволяє з більшою вірогідністю проводити аналіз параметрів машин і процесів у них. Обґрунтовано метод досліджень машин складних схем шляхом умовного поділу їх на типові елементарні, що дає можливість наступного синтезування нових схем з елементарних. Отримані результати дозволили виробити практичні рекомендації з їхнього конструювання як термотрансформаторів систем теплопостачання.
3. Науково обґрунтований і прийнятий у роботі метод замкнутої оптимізації установок з машинами Стірлінга дозволяє визначати раціональні значення їхніх параметрів на етапі розробки і проектування. На основі цього методу розроблено імітаційні математичні моделі:
- дійсних циклів, що враховують процеси теплообміну і регенерації, гідравлічні опори в елементах внутрішнього контуру, теплообмін безпосередньо в циліндрах, внутрішні втрати теплоти;
- машини Стірлінга в цілому, що дозволяють оптимізувати їхні ефективні параметри з урахуванням тертя в механізмах, зовнішніх втрат теплоти, а також витрат енергії на привод допоміжних агрегатів;
- установок систем теплохолодопостачання з термотрансформаторами, що враховують втрати у зовнішніх контурах, джерелах енергії і споживачах теплоти, додаткових пристроях.
4. Аналітичні залежності, що включають рівняння термодинаміки, теорії тепломасообміну, гідромеханіки, емпіричні формули, а також розроблені програми розрахунків і оптимізації параметрів на ЕОМ дозволяють визначати основні характеристики машин на етапі конструювання, що полегшує проектування установок з урахуванням типу привода, параметрів джерел теплової енергії, навколишнього середовища.
5. Запропоновано і запатентовано нові схеми машин Стірлінга, що підвищують їхню питому потужність і ККД шляхом внесення доповнень у механізм привода, а також змін у схемі з'єднань робочих порожнин. Дослідження параметрів таких машин дозволили оцінити їхні основні переваги перед традиційними конструкціями. Це з'явилося основою для вироблення практичних рекомендацій із застосування їх машин як термотрансформаторів.
6. Проведені за допомогою чисельного експерименту дослідження груп однотипних термотрансформаторів Стірлінга дозволили установити, що для теплових насосів систем теплопостачання в діапазоні потужностей від 5 до 400 кВт забезпечуються значення ККД до 0.6, що на 40-50% вище, ніж в існуючих парокомпресійних машинах. Показано, що для термотрансформаторів оптимізацію раціонально виконувати за коефіцієнтом перетворення або ефективним ККД.
7. Підтверджено, що як привод найбільш ефективні теплові двигуни, серед яких найкращий результат дають двигуни Стірлінга. Доцільно також застосування дизельних ДВЗ, що працюють на природному газі, з утилізацією теплоти, яку відводять від них, для підвищення коефіцієнта перетворення установки. Проаналізовано можливості використання для роботи ТНУ різних поновлюваних джерел енергії в умовах України.
8. Встановлено, що для теплонасосних установок кращим є режим якісного регулювання теплової потужності при її зниженні стосовно номінального значення і кількісного - при зростанні цієї потужності вище номінальної. Оптимізацію параметрів термотрансформаторів зі значеннями потужності, що змінюються, доцільно виконувати за середньоінтегральним її значенням протягом опалювального періоду.
9. Визначено, що схеми ТНУ, які включають машини з циліндрами і блоками з однаковими температурами, мають більш високі значення ККД у порівнянні з традиційними завдяки зменшенню внутрішніх і зовнішніх втрат теплоти. У багатоциліндрових варіантах такі машини рекомендуються до практичного застосування як термотрансформатори систем теплохолодопостачання.
10. Результати роботи впроваджено у вигляді складених автором методик розрахунку термотрансформаторів і приводних двигунів, призначених для проектування автономних джерел систем децентралізованого теплопостачання, що забезпечують економічне опалення і гаряче водопостачання.
Список опублікованих робіт
Горожанкин С.А. Машины Стирлинга: параметры рабочих процессов. - Макеевка: ДонГАСА, 2003. - 208 с.
Губарь В.Ф., Горожанкин С.А. Эффективность комплексных теплонасосных установок Стирлинга с возобновляемыми источниками теплоты для локальных систем теплохладоснабжения // Коммунальное хозяйство городов. Вып.49. - Киев: Техніка, 2003. - С. 21-25.
Горожанкин С.А. Перспективы тепловых насосов и рефрижераторов на базе двигателей Стирлинга // Вестник ДонГАСА. Вып.98-2 (10). - 1998. - С. 48-52.
Горожанкин С.А. Тепловые насосы Стирлинга в местных системах теплоснабжения // Коммунальное хозяйство городов. Вып.23. - Киев: Техніка, 2000. - С. 146-150.
Горожанкин С.А. Теплонасосные установки на базе машин Стирлинга // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2002. - №1. - С. 79-81.
Горожанкин С.А. Регулирование мощности тепловых насосов Стирлинга // Коммунальное хозяйство городов. Вып.42. - Киев: Техніка, 2002. - С. 131-135.
Горожанкин С.А. Исследование теплового и гидродинамического подобия в машинах Стирлинга // Вісник Донецького університету. Серія А. Природничі науки. - 2002. - №1. - С. 210-214.
Горожанкин С.А. Эффективность тепловых насосов, работающих по циклу Стирлинга // Коммунальное хозяйство городов. Вып.21. - Киев: Техніка, 2000. - С. 109-111.
Горожанкин С.А. Оценка потерь энергии в термотрансформаторах, работающих по циклу Стирлинга // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия Инженерные исследования. - 2003. - №2. - С. 116-120.
Горожанкин С.А. Моделирование и оптимизация теплонасосных установок Стирлинга // Науковий вісник будівництва. Вип.9. - Харків: ХДТУБА-ХОТВ АБУ, 2000. - С. 98-101.
Горожанкин С.А. Метод замкнутой оптимизации для анализа параметров действительных циклов машин Стирлинга // Вісник ДонДАБА. Вип.2000-5 (25). - 2000. - С. 14-18.
Горожанкин С.А. Исследование и сравнительный анализ моделей циклов машин Стирлинга // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. науч. тр. - Донецк: ДонГТУ, 2001. - Вып.16. - С. 133-137.
Горожанкин С.А. Теплообмен в цилиндрах машин Стирлинга // Вісник ДонДАБА. Вип.2001-2 (27). - 2002. - С. 149-153.
Горожанкин С.А. Влияние кинематики механизма тепловых насосов Стирлинга на параметры их цикла // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: Наук.-техн. зб. Вип.3. - К.: КНУБА, 2001. - С. 77-85.
Пат. 12513. Україна, МПК F02G1/043. Привод до двигуна з зовнiшiм пiдводом теплоти. С.А. Горожанкін, В.М. Ламбін (Україна); Донбаська держ. акад. буд. та арх. №93005535; Заявл. 30.06.93; Опубл. 28.02.97; Бюл. №1.
Горожанкин С.А., Ламбин В.Н. Возможности усовершенствования цикла универсальной тепловой машины Стирлинга // Охрана окружающей среды: Сб. науч. тр. - Макеевка, МакИСИ, 1993. - С. 30-34.
Горожанкин С.А. Модульный принцип построения универсальных тепловых машин Стирлинга // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. науч. тр. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып.20. - С. 100-104.
Горожанкин С.А. Пути оптимизации и повышения эффективности двигателей Стирлинга // Вестник ДонГАСА. Вып.95-1 (1). - 1995. - С. 149-153.
Горожанкин С.А. Метод расчета механических потерь в машинах Cтирлинга // Вісник ДонДАБА. Вип.2001-6 (31). - 2001. - С. 131-134.
Горожанкин С.А. Оптимизация параметров автомобильных двигателей Стирлинга // Вестн. Харьковского гос. автомоб.-дор. техн. ун-та и Сев.-вост. Научн. центра Трансп. Акад. Украины. Сб. науч. тр. Вып.12-13. - Харьков: ХГАДТУ. - 2000. - С. 55-58.
Горожанкин С.А. Математическое моделирование термотрансформаторов и обратных циклов Стирлинга // Коммунальное хозяйство городов. Вып.38. - Киев: Техніка, 2002. - С. 182-189.
Горожанкин С.А., Мавродий Е.В. Оптимизация систем отопления с тепловыми насосами Стирлинга // Вісник ДонДАБА. Вип.99-3 (17). - 1999. - С. 85-87.
Горожанкин С.А. Выбор схем и оптимизация параметров термотрансформаторов Стирлинга // Металлургическая теплотехника. Сб. науч. тр. Национальной металлургической академии Украины. Т.8. - Днепропетровск: НМетАУ, 2002. - С. 67-70.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Розрахунок витрати теплоти. Вибір теплоносія, його параметрів. Схеми теплопостачання і приєднання. Розрахунок теплової мережі. Графік тисків у водяних теплових мережах, компенсація втрат в насосній установці. Таблиця товщин теплової ізоляції трубопроводу.
курсовая работа [750,3 K], добавлен 02.01.2014Електродинаміка напрямних систем. Процеси у провідниках. Параметри передачі симетричного кола. Рівняння однорідної лінії. Передача енергії симетричним колом з урахуванням втрат. Розрахунок параметрів передачі симетричних кіл. Поле коаксіальої пари.
реферат [851,4 K], добавлен 22.03.2011Перелік побутових приміщень ливарного цеху. Розробка елементів системи водяного опалення та теплопостачання. Визначення джерела теплоти для теплопостачання об'єкту. Тепловий розрахунок котельного агрегату. Аналіз технологічного процесу обробки рідини.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.01.2015Круговий термодинамічний процес роботи теплових машин. Прямий, зворотний та еквівалентний цикли Карно. Цикли двигунів внутрішнього згорання та газотурбінних установок з поступовим згоранням палива (підведенням теплоти) при постійних об’ємі та тиску.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.11.2014Предназначение электроприводов для приведения в действие рабочих органов механизмов и машин, их основные виды. Требования, предъявляемые к электрическим двигателям холодильных установок и машин. Динамика электропривода, его механические характеристики.
презентация [516,7 K], добавлен 11.01.2012Проектування систем теплопостачаня житлових кварталів. Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря. Модуль приготування гарячої води та нагріву системи опалення. Система технологічної безпеки модульних котельних установок.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.01.2014Потенціал та впровадження біогазових установок в Україні. Розрахунки параметрів опалювально-вентиляційної установки й енерговитрат на теплопостачання тваринницької ферми. Розрахунок витрат теплоти на гаряче водопостачання тваринницького приміщення.
курсовая работа [8,2 M], добавлен 17.05.2019Компресори холодильних машин. Принципи переходу холодильних машин на двоступінчасте стиснення. Зіставлення характеристик холодильних машин, що працюють на різних холодильних агентах. Характеристики двоступінчастих поршневих холодильних компресорів.
дипломная работа [940,3 K], добавлен 27.11.2014Загальні вимоги до систем сонячного теплопостачання. Принципи використання сонячної енегрії. Двоконтурна система з циркуляцією теплоносія. Схема роботи напівпровідникового кремнієвого фотоелемента. Розвиток альтернативних джерел енергії в Україні.
реферат [738,1 K], добавлен 02.08.2012Опис схеми гідравлічної принципової. Розрахунок основних параметрів гідросистеми. Розрахунок втрат тиску на лінії насос-гідродвигун-бак. Конструкція, принцип дії та призначення насосу. Робота гідравлічних приводів машин, технічна дігностика насосу.
курсовая работа [186,4 K], добавлен 20.12.2010