Сравнительная эффективность применения тепловых насосов в низкотемпературных системах теплоснабжения

Abstract

Рассмотрена сравнительная эффективность работы низкотемпературных систем теплоснабжения с теплонасосными установками и водогрейными котлами. Показано, что коэффициент трансформации (отопительный коэффициент) и коэффициент использования теплоты топлива в теплонасосных установках не могут быть использованы для энергетической оценки эффективности альтернативных систем теплоснабжения. Однако коэффициент трансформации входит в формулы, характеризующие эффективность работы теплонасосных установок. Получена обобщенная формула для определения коэффициента трансформации. Предложено эффективность работы систем теплоснабжения оценивать при помощи индикаторов, характеризующих относительное увеличение эксергетических коэффициентов полезного действия, экономию топлива и экономию затрат на энергоносители. Получены формулы и построены номограммы для определения этих индикаторов. Сравнительный анализ эффективности работы низкотемпературных систем теплоснабжения с теплонасосными установками и водогрейными котлами показал, что эффективность работы систем с теплонасосными установками повышается при увеличении коэффициентов трансформации, цен на топливо, а также при низких ценах на электроэнергию. Отмечено, что при низких ценах на топливо предельные значения коэффициентов трансформации, при которых эффективность работы теплонасосных установок увеличивается, возрастают, а повышение энергетической эффективности теплонасосных установок не всегда может быть гарантией повышения их экономической эффективности. Полученные результаты справедливы лишь для систем отопления, для систем горячего водоснабжения потребуется дополнительный нагрев воды из конденсатора теплонасосных установок до нормативной температуры от другого источника теплоты, что снижает эффективность использования теплонасосных установок.