АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ В СИСТЕМУ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Authors: Реев В.Г. , Гунасекара У.Д.С. 
Published: December 2024

Статья посвящена анализу перспектив внедрения тепловой насосной установки в условиях Севера и Арктики на примере Республики Саха (Якутия). Актуальность темы обусловлена необходимостью рационального использования топлива для нужд генерации энергии в населенных пунктах Арктики и Севера. В связи с отсутствием круглогодичных автомагистралей конечная стоимость горюче-смазочных материалов с учетом доставки может возрастать в 2,5 раза, при сроках доставки до 2,5 лет. Цель – анализ перспективы внедрения тепловой насосной установки с источником низкопотенциальной теплоты грунта в условиях Севера и Арктики на примере Республики Саха (Якутия). Методы исследования – применены теплофизические закономерности, методики сравнения результатов расчета и сравнительный анализ полученных данных. Результаты работы – произведен выбор фреона согласно требованиям Монреальского протокола по влиянию на озоновый слой и критическим параметрам температуры и давления. Рассчитан цикл работы тепловой насосной установки с учетом отопительного температурного графика горячего теплоносителя, произведен расчет коэффициента преобразования электроэнергии. Для повышения эффективности работы тепловой насосной установки предложена возможность установки дополнительного теплообменника после конденсатора для предварительного нагрева фреона перед компрессором. Коэффициент преобразования электроэнергии при температуре наружного воздуха от –50°С до 8°С варьируется в диапазоне от 0,9 до 3,2. Сделан вывод, что для повышения надежности теплоснабжения рекомендуется установка пиковых водогрейных котлов для максимально зимнего режима работы теплоснабжения. Целесообразнее работа тепловой насосной установки в осенний и весенний периоды.

The article is devoted to the analysis of the prospects for the introduction of a heat pumping unit in the conditions of the North and the Arctic on the example of the Republic of Sakha (Yakutia). Relevance: Is due to the need for rational use of fuel for the needs of energy generation in the settlements of the Arctic and the North. Due to the absence of year-round highways, the final cost of fuel and lubricants, taking into account delivery, can increase by 2.5 times, with delivery times up to 2.5 years. Goal – is to analyze the prospects for the introduction of a heat pumping unit with a source of low-potential ground heat in the conditions of the North and the Arctic on the example of the Republic of Sakha (Yakutia). Research methods: applied thermophysical patterns, methods of comparison of calculation results and comparative analysis of the data obtained. Results of the work: freon was selected according to the requirements of the Montreal Protocol on the effect on the ozone layer and critical parameters of temperature and pressure. The cycle of operation of the heat pumping unit is calculated taking into account the heating temperature schedule of the hot coolant, the conversion coefficient of electricity is calculated. To increase the efficiency of the heat pumping unit, the possibility of installing an additional heat exchanger after the condenser for preheating freon before the compressor is proposed. The conversion coefficient of electricity at outdoor temperatures from –50 ° C to 8 ° C varies in the range from 0.9 to 3.2. It is concluded that in order to increase the reliability of heat supply, it is recommended to install peak hot water boilers for the maximum winter mode of heat supply operation. It is more expedient to operate a heat pumping unit in the autumn and spring periods.