Оценка низкопотенциальной тепловой энергии атмосферного воздуха Челябинской области с целью ее утилизации в воздушных тепловых насосах
Assessment of low-grade thermal energy of atmospheric air in the Chelyabinsk region for its utilization in air heat pumps

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

низкопотенциальная тепловая энергия, тепловой насос, энергетический потенциал атмосферного воздуха, методы математической статистики, кривая обеспеченности, температура наружного воздуха, low-potential heat energy, heat pump, energy potential of atmospher

АННОТАЦИЯ

Авторы: Пташкина-Гирина Ольга Степановна, Волкова Ольга Сергеевна

В связи с переориентацией систем теплоснабжения на низкотемпературные системы отопления перспективной технологией, использующей низкопотенциальную тепловую энергию, является система отопления на базе тепловых насосов, хорошо зарекомендовавшая себя в мире. В России эта система имеет небольшой практической опыт, однако за последние двадцать лет научный интерес к этой технологии вырос и в нашей стране. В последнее время большое внимание в научных кругах уделяется теме исследований воздушных тепловых насосов в зоне умеренно-континентального климата, характерного для большинства территорий России, и, в частности, для Южного Урала, т.к. использование современных технологий позволило добиться высокой энергетической эффективности этих установок даже при отрицательных температурах окружающей среды. Целью исследований является определение энергетического потенциала атмосферного воздуха и оценки возможности утилизации этой энергии в воздушных тепловых насосах в пределах Челябинской области. В работе для изучения метеорологических характеристик применялись методы математической статистики. В результате исследования авторами была принята интегральная кривая обеспеченности, называемая трехпараметрическим гамма-распределением. В качестве расчетного года был принят 80 %-й по обеспеченности по температуре за отопительный период. За расчетную температуру принята минимальная среднемесячная температура наружного воздуха расчетного года.

Abstract:

NAME: Assessment of low-grade thermal energy of atmospheric air in the Chelyabinsk region for its utilization in air heat pumps
AUTOR: Ptashkina-Girina Olga Stepanovna, Volkova Olga Sergeevna

In connection with the reorientation of heat supply systems to low-temperature heating systems, a promising technology using low-grade thermal energy is a heating system based on heat pumps, which has proven itself well in the world. In Russia, this system has little practical experience, but over the past twenty years, scientific interest in this technology has grown in our country. Recently, much attention in scientific circles has been paid to the topic of research of air heat pumps in the zone of the temperate continental climate, characteristic of most territories of Russia, and, in particular, for the South Urals, since the use of modern technologies has made it possible to achieve high energy efficiency of these plants even at negative ambient temperatures. The purpose of the research is to determine the energy potential of atmospheric air and assess the possibility of using this energy in air heat pumps within the Chelyabinsk region. In order to study meteorological characteristics, methods of mathematical statistics were used. As a result of the study, the authors adopted an integral probability curve called a three-parameter gamma distribution. As the calculation year, 80 % in terms of temperature availability for the heating period was taken. The minimum average monthly temperature of the outside air of the calculated year was taken as the design temperature.