ВИМІРЮВАННЯ ТА НАДІЙНІСТЬ ВИРОБНИЦТВА ЕКСЕРГІЇ В ЕНЕРГЕТИЧНІЙ УСТАНОВЦІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.3.05Ключові слова:
вимірювання, надійність, виробництво ексергії, довкілля, оточення системи, різниця потенціалів, інженерна позиція, потоки енергії, потоки речовин, енергетичні баланси, ексергетичний баланс, оцінка придатності, температурний потенціал енергії, газові котли, електричні водонагрівачі, геотермальні, ґрунтові теплові насоси, вітроелектрогенератори, джерела ресурсів, мінеральна сировина, паливо, геотермальні води, сонячне випромінювання, джерела енергії, ексергетичний метод розрахунку, термодинамічні методи розрахунку, акумулювання, акумулятори постійного струмуАнотація
Проблеми енергозбереження нині мають значення у зв'язку з обмеженістю природних ресурсів, нерівномірним їх розподілом, і навіть у зв'язку з зростаючим техногенним забрудненням довкілля, до яких відносяться продукти згоряння традиційних джерел енергії – органічного палива, використовуваного виробництва теплової енергії в котельних установках. Зменшення шкідливого впливу на довкілля досягається використанням нетрадиційних джерел енергії. Був обраний прототип установки і вивчена його робота. Розглянувши роботу прототипу (системи гарячого водопостачання і опалення котеджу) енергетичної установки, нами були визначені недоліки в роботі та зроблені висновки. У прототипі енергетичній установки застосовується газовий котел. А в новій енергетичній установці використовується: електричний водонагрівач, геотермальний ґрунтовий тепловий насос "ґрунт-вода" і вітроелектрогенератор.
Представлені результати розрахунків вимірювання та надійності виробництва ексергії – нетто на прикладі енергетичної установки, яка забезпечує приватне домоволодіння електроенергією, гарячим водопостачанням, опаленням та гарячим повітрям у необхідному діапазоні температур для комфортного проживання. За результатами аналізу літературних джерел було підібрано нове за ефективністю устаткування. Розрахунок ефек- тивності заміни старого устаткування на нове проводився відповідно до методики оптимізації за сумою питомих витрат ексергії - нетто. Була розроблена нова принципова технологічна схема енергетичної установки. Спільно з вітроелетрогенератором, електричним водонагрівачем використовується тепловий насос "ґрунт-вода", акумулятори електроенергії та теплоти, що дозволяє: зменшити собівартість теплової енергії за рахунок зниження ма- теріаломісткості та витрат на обладнання, економити органічне паливо; виробляти електроенергію та надлишок її віддавати в державну електромережу; зменшити теплове навантаження та забруднення навколишнього середовища. Система автоматизації дозволяє керувати комбінованою установкою за допомогою автоматизованого робочого місця без втручання людини цілий рік.
Були розраховані ККД прототипу та нової комбінованої енергетичної установки та термін окупності нової енергетичної установки.
Посилання
Brodianskyi V. M., Fratsher V., Mikhalek K. Ekserhetycheskiy metod i ego ispol- zovanie. Moskva : Enerhoatomizdat, 1988. 288 p.
Brodianskyi V. M. Ekserhetychni rozrakhunky tekhnichnykh system : dovid. posib. / za red. A. A. Dolynskoho, V. M. Brodianskoho; AN URSR, In-t tekhn. teplofizyky. Kyiv : Naukova dumka, 1991. 360 p.
Brodianskyi V. M. Ekserhetychnyi metod i perspektyvy yoho rozvytku. Teploener- hetyka. 1988. № 2. P. 14–17.
Selikhov Yu. A., Gorbunov K. O., Stasov V. A. Intehratsiia roboty ponovliuvanykh dzherel enerhii dlia hariachoho vodopostachannia ta opalennia budivel. Intehrovani tekhnolo- hii ta enerhozberezhennia. 2021. № 4. P. 3–12.
Yasnykov H. P., Belousov V. S. Ekserhetycheskoe predstavlennia v termodynamike neobratymikh protsessov. Inzhenerno-fizycheskiy zhurnal. 1977. T. 32, № 9. P. 336–341.
Veretelnyk T. I. Ekserhetychnyi analiz khimiko-tekhnolohichnykh system. Visnyk ChDTU. 2008. № 1. P. 192–195.
Stepanova T. B. Metodyka kompleksnoho enerhetycheskogo analiza tekhnicheskih system. Yzvestyia vuzov. Problemy enerhetyky. Kazan : Kazan. gos. enerhet. un-t, 2000. № 9–
P. 50–61.
Sorin M. V., Brodianskyi V. M. Raschet khimichtskoy ekserhii na osnove modeli lokalnoy okruzhaushey sredi. Teoretycheskye osnovy khymycheskoi tekhnolohyy. 1985. T. 19,
№ 1. P. 91–99.
Shevynskyi Ya. S., Kyslenko N. A., Bobrov D. A. Razrabotka avtomatyzirovannoy systemy ekserhetychnoho analiza slozhnykh khimiko-tekhnolohicheskikh system. Prohrammnye produkty y systemy. 1998. № 1. P. 11–15.
Teploenerhetyka i teplotekhnika : spravochnik. Kn. 2 : Teoretycheskit osnovy tep- lotekhniky. Teplofizycheskiy eksperyment. Moskva : MEI, 2001. 564 p.
Selikhov Yu. A., Kotsarenko V. О., Gorbunov K. О., Riabova I. B. Intehratsiia ta optymizatsiia roboty systemy opalennia kotedzhu. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. Kharkiv : ITE, 2017. № 3. P. 15–20.
Bekman U., Hilli P. Teplovoe akrumulirovanie enerhii. Moskva : Myr, 1987. 224 p.
Rei D., Makmaikl D. Teplovye nasosy. per. z anhl. Moskva : Enerhoizdat, 1982.
Osoblyvosti suchasnykh system vodianoho opalennia. Kyiv : PDP «Taki spravy», 2003. 176 p. : il.
Daffi Dzh., Bekman U. A. Teplovie protsessy s ispolzovaniem solnechnoy enerhii. Moskva : Myr, 1977. 420 p.
Liashkov V. I., Kuzmin S. M. Netradycionnye i vozobnovlyaemie istochniki ener- hii : uch. posob. Tambov : Izd-vo Tamb. ujc. tekhn. un-ta, 2003. 96 p.
