Bivalent Carbon Dioxide Heat Pump for Heating Multi-Storey Buildings

Abstract

The aim of the work is to analyze the operation of a hybrid heat pump that simultaneously uses the heat of the return network water and outdoor air for heating multi-storey buildings. To achieve this goal, the following tasks are solved: the influence of influences on the temperature of the return network water, air temperature and their compensation on the operation of the product is considered, intermediate circuits at the evaporator and gas cooler are considered for transferring a variable heat load to the heat pump and from the heat pump. The most significant results are the hydraulicaerodynamic scheme of the heat pump, the schemes of the intermediate circuits before the evaporator and the gas cooler. The significance of the results obtained lies in the establishment of such technical solutions for the CHP - heat pumps system, which allow saving gas consumption at the CHP, the cost of heat consumers to pay bills. The use of a working fluid cooler before the gas cooler of the heat pump to control the temperature of the direct network water of the heating system of the building allows you to select such a compressor pressure at which the amount of heat given off by the heat pump to the building will correspond to the temperature curve. In this case, it is desirable to install an air-torefrigerant heat exchanger after the compressor before the gas cooler. It has been established that a PI controller can be used to control the temperature at the outlet of the gas cooler through the inlet air channel.of various parameters, including solar radiation, ambient temperature, compressor speed and initial water temperature, have been simulated and analyzed on the thermal performance of the system.

Scopul lucrării este de a analiza funcționarea pompei de căldură hibride care utilizează simultan căldura apei rețelei de retur și aerul exterior pentru încălzirea clădirilor cu mai multe etaje. Pentru atingerea acestui scop, se rezolvă următoarele probleme: se ia în considerare impactul influenței temparaturii apei rețelei de retur, temperaturii aerului și compensarea acestor influențe asupra funcționării produsului, se ia în considerare circuitul intermediar al evaporatorului și răcitorul de gaz pentru transfer, sarcină termică variabilă a pompei de căldură și de la pompa de căldură. Cele mai semnificative rezultate sunt schema hidraulico-aerodinamică a pompei de căldură, schemele circuitelor intermediare înainte de evaporator și răcitorul de gaz. Semnificația rezultatelor obținute constă în stabilirea unor astfel de soluții tehnice pentru sistemul CHP-Pompe de căldură, care să permită economisirea consumului de gaz la CET și a costului căldurii inclus în facturile de a plată petnru consumatori. Utilizarea unui răcitor de fluid de lucru in fața răcitorului de gaz al pompei de căldură pentru a controla temperatura apei din rețeaua directă a sistemului de încălzire a clădirii vă permite selectarea unei astfel de presiuni a compresorului la care cantitatea de căldură produsă de pompă căldură transmisă clădirii va corespunde curbei de temperatură. În acest caz, este de dorit să fie instalat un schimbător de căldură aerrefrigerant după compresor in fața răcitorului de gaz. Aerul încălzit în acest schimbător de căldură trebuie utilizat pentru a încălzi aerul înainte de evaporatizatorul al pompei de căldură. S-a stabilit că un regulator PI poate fi utilizat pentru a controla temperatura la ieșirea răcitorului de gaz prin canalul de admisie a aerului.

Целью работы является анализ работы гибридного теплового насоса, использующего одновременно теплоту обратной сетевой воды и наружного воздуха для отопления многоэтажных зданий. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: рассматривается влияние воздействий по температуре обратной сетевой воды, температуре воздуха и их компенсация на работу изделия, рассматриваются промежуточные контуры у испарителя и газоохладителя для передачи переменной тепловой нагрузки к тепловому насосу и от теплового насоса. Наиболее существенными результатами являются гидравлическо-аэродинамическая схема теплового насоса, схемы промежуточных контуров перед испарителем и газоохладителем. Значимость полученных результатов состоит в установлении таких технических решений для системы «ТЭЦ-тепловые насосы», которые позволяют экономить расход газа на ТЭЦ, затраты у потребителей теплоты на оплату счетов. Использование охладителя рабочего тела перед газоохладителем теплового насоса для регулирования температуры прямой сетевой воды системы отопления здания позволяет выбрать такое давление компрессора, при котором количество теплоты, отдаваемое тепловым насосом зданию будет соответствовать температурному графику. При этом желательна установка теплообменника «воздух-хладагент» после компрессора перед газоохладителем. Воздух подогретый в этом теплообменнике должен быть использован для подогрева воздуха перед испарителем теплового насоса. Установлено, что для управления температурой на выходе газоохладителя по каналу входного воздуха может быть использован ПИ-регулятор. Результаты моделирования показали, что САУ отрабатывает скачкообразные возмущения по входному сигналу с апериодическим процессом, а возмущения по температуре хладагента на входе газоохладителя с однократным перерегулированием. Разработан алгоритм расчета необходимого расхода воздуха при его заданной температуре для обеспечения доставки заданной тепловой мощности к испарителю теплового насоса для получения заданной тепловой мощности на газоохладителе.