Экономическая эффективность использования электростанции на базе дизеля совместно с воздушным тепловым насосом

Обоснование. В населенных пунктах, расположенных в районах, не имеющих централизованного электрического и газового снабжения, проблемы энергообеспечения решаются за счет использования электростанций небольшой мощности на базе тепловых двигателей. Одним из основных недостатков таких установок является проблема экономии топлива, учитывая стоимость его доставки. В настоящей работе рассмотрен один из способов повышения эффективности энергообеспечения в период отопительного сезона в условиях холодного климата.

Цель работы. Целью исследования является повышение экономической эффективности электростанции на базе дизеля с воздушным тепловым насосом в условиях низкой температуры окружающей среды.

Материалы и методы. С помощью полученных экспериментальных данных, моделирование условий работы было выполнено в среде программы MathCad.

Результаты. Подогрев наружного воздуха перед входом в испаритель ТН позволяет существенно повысить коэффициент преобразования и тем самым расширить границы применения воздушных тепловых насосов в условиях холодного климата.

Заключение. Совместная работа дизельной электростанции и воздушного теплового насоса позволяет не только обеспечить отдельный поселок электричеством, но и снабдить его тепловой энергией для нужд отопления и горячего водоснабжения. При КПД дизельного двигателя равного 37% эффективность установки при температуре наружного воздуха 15 °С (288 К) с ТН увеличивается до 57%. Использование подогрева воздуха на входе в испаритель ТН за счет теплоты охлаждения двигателя и масла увеличивает коэффициент использования топлива на 12–14%.