Теплоэнергетический комплекс для высокоэффективного использования вторичных и возобновляемых энергетических ресурсов

Большинство доступных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и вторичных энергетических ресурсов характеризуются очень неравномерным графиком поступления, в то время как графики потребления имеют другую форму и более четко определены. Для обеспечения графиков потребления тепловой энергии и холода с заявителем в рамках реализации исследования «Использование разности среднесезонных температур для автономного теплоснабжения, электроснабжения и кондиционирования», были разработаны технологии высокоэффективного аккумулирования тепла и холода которые позволяют повысить объемы накапливаемой энергии до 4.5 раз по сравнению с известными решениями, что позволяет обеспечить режимы отопления и кондиционирования полностью за счет ВИЭ. Данное исследование проводилось в рамках стипендии Президента для молодых ученых 2015-2017 гг, поддержанного советом по грантам Президента Российской федерации. В результате исследований был получен научный задел в области высокоэффективного аккумулирования тепловой энергии, а так же конструкторская документация на высокоэффективные аккумуляторы тепла и холода, на основании которой были изготовлены и впоследствии испытаны прототипы данных аккумуляторов.В ходе проведения исследований основной упор был сделан на аккумулирование среднесезонной возобновляемой энергии и при этом не учитывалось использование вторичных энергетических ресурсов и перетоков тепловых потоков внутри потребителя, что обладает существенным потенциалом для энергосбережения.В ПРЕДЛАГАЕМОМ ИССЛЕДОВАНИИ БУДЕТ РЕШЕНА ПРОБЛЕМА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ И ВТОРИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ С УЧЕТОМ ВНУТРЕННИХ ПЕРЕТОКОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ВНУТРИ ПОТРЕБИТЕЛЯ ПРИ ОТОПЛЕНИИ И КОНДИЦИНОИРОВАНИИ, что позволит свести к минимуму использования топлива в энергетическом балансе здания. Работы будут основываться на результатах предыдущих исследований, проведенных заявителем при поддержке совета по грантам Президента РФ.Цели:- Создание высокоэффективного и экономичного теплоэнергетического комплекса для высокоэффективного использования вторичных и возобновляемых энергетических ресурсов, обеспечивающего совместную выработку тепловой энергии и холода путем аккумуляции и трансформации теплоты ВИЭ и бытовых тепловыделений для систем автономного и децентрализованного энергоснабжения потребителей.- Оптимизация графиков поступления тепловой энергия возобновляемых источников и вторичных ресурсов с графиками потребления тепла и холода за счет разнопотенциального многоуровневого аккумулятора тепла и холода.- Реализация Программы импортозамещения по созданию инновационного отечественного энергетического оборудования для нужд ЖКХ, социальной сферы, малоэтажного и индивидуального домостроения, а также промышленных объектов. Обеспечение заданных Президентом России требований по снижению энергоемкости ВВП.Научная новизна предлагаемых технических решений заключается: - в принципиально ином подходе к разработке тепловой схемы теплоэнергетического комплекса, которая обеспечивает перетоки тепловой энергии от источников к приемникам внутри и вне потребителя за счет аккумулирования теплоты и ступенчатой структуры парокомпрессионных теплонасосных установок, что позволяет обеспечить одновременное производство необходимого количества тепловой энергии с различной требуемой температурой теплоносителя для покрытия нужд на отопление и приготовления горячей воды, а также получение холода для функционирования системы вентиляции и кондиционирования вплоть до заморозки продуктов питания; - впервые предлагается оптимизация графиков поступления тепловой энергия возобновляемых источников и вторичных ресурсов с графиками потребления тепла и холода за счет разнопотенциального многоуровневого аккумулятора тепла и холода, что позволяет максимально эффективно экономить первичную энергию для тепло и холодоснабжения.