Континенталды климат жағдайында тұрғын үйлерді жоғарыпотенциалды жылумен қамтамсыз етуге арналған автокаскадты күн жылу насосын жасау
Full Name of the work head: Беляев Ержан Келесович
Исполнители проекта:
: Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И.Сатпаева
Inventory number: 0218РК00835
Registration number: 0118РК00105
Keywords:
"Объект исследования или разработки. Объектом исследования на данном этапе Проекта является математическая модель, численный алгоритм и компьютерная программа расчета энергетической эффективности и тепловой продуктивности системы автокаскадного солнечного теплового насоса.
Цель работы. Целью Проекта является создание энергетически эффективной и экологически безопасной системы АСТН для отопления жилых помещений и ГВС в регионах с континентальным климатом. Определение производительности АСТН в климатических условиях Казахстана, определение экологически безопасных рабочих жидкостей, дизайн интегрированных системных компонент для дальнейшей коммерциализации. Подготовка детального бизнес плана на основе полномерного анализа рынка для дальнейшего продвижения технологии.
Метод или методология проведения работы. Для достижения данной цели применяются математические и численные методы расчета.
Результаты работы. Конечный результат за 2018 год: математическая модель и компьютерный алгоритм расчета энергетической эффективности и тепловой продуктивности системы автокаскадного солнечного теплового насоса, схема прототипа системы и приобретение соответствующего комплектующего оборудования.
Новизна. Новизной исследования на данном этапе проекта является создание численного алгоритма и компьютерной программы расчета энергетической эффективности и тепловой продуктивности системы автокаскадного солнечного теплового насоса.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики. Основной технической и конструктивной особенностью автокаскадного солнечного теплового насоса является использование одного компрессора для достижения широкого диапазона температур от -30 ℃ наружного воздуха и +60 ℃ отопительного контура с высоким коэффициентом преобразования за счет дополнительного использования солнечного коллектора.
Степень внедрения. Авторами Проекта разработан прототип каскадного солнечного теплового насоса, которая использует два компрессора для достижения данного диапазона температур. Имеется патент на изобретение РК. Для дальнейшей модификации данной технологии в рамках Проекта проводятся исследования по автокаскадному солнечному тепловому насосу, которая использует всего лишь один компрессор.
Рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР. В первую очередь применение разработанных компьютерных программ для подбора и расчета комплектующего оборудования, продажа услуг по математическим расчетам для частных лиц и компаний, продажа комплектующего теплотехнического и холодильного оборудования.
Область применения: отопление и горячее водоснабжение жилых домов, тепличных хозяйств, животноводческих ферм, складских помещений и др.
Экономическая эффективность или значимость работы. Значимость проекта высока с точки зрения уменьшения выбросов загрязняющих газов в атмосферу от существующих систем отопления на основе сгорания углеводородного топлива. С экономической точки зрения предлагаемая система дешевле геотермальных и грунтовых тепловых насосов.
Прогнозные предложения о развитии объекта исследования. По прогнозам Международного энергетического агентства, тепловые насосы будут обеспечивать 10% потребностей энергии на отопление в странах ОЭСР к 2020 году и 30% - к 2050 году. Особенное внимание уделяется тепловым насосам, которые в качестве низкопотенциального источника тепла используют энергию окружающего воздуха. Для континентальных не газифицированных климатических регионов, в частности, для Казахстана применение предлагаемой технологии автокаскадного теплового насоса для теплоснабжения имеет огромный потенциал коммерциализации и рынка. "