Застосування критеріїв поглибленого ексергетичного аналізу для обгрунтування рішень з підвищення енергетичної ефективності теплонасосної установки на стічних водах

Abstract

В роботі на основі критеріїв поглибленого ексергетичного аналізу визначені місця, значення та причини термодинамічних втрат у теплонасосній установці на стічних водах у складі системи теплозабезпечення будинку. Визначено, що у компресорі 76 % деструкції ексергії, яку можна уникнути, залежить від термодинамічної досконалості інших елементів. Всі 100 % деструкції ексергії, що можна уникнути у дросельному вентилі, залежать від необоротностей в інших елементах. 90…97 % деструкції ексергії, яку можна уникнути у конденсаторі, випарнику та проміжному теплообміннику залежать від термодинамічної досконалості цих же елементів. Найбільше значення сезонної деструкції ексергії, що можна позбутися у теплонасосній установці за рахунок термодинамічного удосконалення k-го компонента, зосереджене у теплообміннику проміжного контуру і становить близько 40 %. Випарник та конденсатор мають менші можливості з точки зору зниження деструкції ексергії у теплонасосній установці (відповідно 29 та 24 %). У компресорі такі можливості незначні. Відповідно, з метою підвищення енергетичної ефективності такої установки, необхідно у першу чергу знижувати необоротності у проміжному теплообміннику шляхом зменшення у ньому температурного напору. Отримані висновки підтверджуються шляхом розрахунку сезонного споживання електроенергії для заданого сезонного виробництва теплової енергії у різних варіантах удосконалення теплонасосної установки. Показано, що саме удосконалення проміжного теплообмінника забезпечує найбільше (до 12%) зниження сезонного споживання електроенергії.