072a-orgreview (Энергоэффективность инженерных сетей с единым контуром теплонасосных установок)

Экз. УТВЕРЖДАЮ чальника ой академии жайского ной работе аук профессор ,;;В'оен ;,';-.',-':;пь уч 1,,дбктор' «г'У» ян Ю.Кулешов ОТЗЫВ ведущей организации Федерального государственного бюджетного военного образовательного учреждение высшего образования «Военно-космическая академия имени А.Ф.Можайского» Министерства обороны Российской Федерации на диссертацию Аверьяновой Олеси Валерьевны на тему: «Энергоэффективность инженерных сетей с единым контуром теплонасосных установок» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика Актуальность избранной темы В настоящее время на объектах промышленного и гражданского назначения для утилизации низкопотенциальных вторичных тепловых ресурсов в инженерных сетях широко применяются теплонасосные установки (ТНУ).

С целью повышения технико-экономических показателей систем ведутся работы по исследованию энергопотребления сетей с единым контуром ТНУ. Большое значение для повышения энергоэффективности приобретает совершенствование методов расчета энергопотребления сетей с единым контуром ТНУ. В настоящее время практически отсутствуют научнообоснованные методики проведения расчета энергопотребления внутренними сетями объектов, позволяющие выбрать наилучшее решение внутренних инженерных систем. Особое внимание в диссертации уделено обоснованию необходимости комплексного учета потребления внутренними инженерными системами тепловой и электрической энергии. Таким образом, тема диссертации по разработке методики расчета энергопотребления внутренних инженерных сетей, отличающейся совместным учетом теплоты и электроэнергии, позволяющей проводить обоснованный выбор и повышение энергоэффективности сети с единым контуром ТНУ, направлена на решение важной и актуальной научной задачи, имеющей значение для развития промышленной теплоэнергетики.

Новизна исследования и полученных результатов Научная новизна исследования и полученных результатов диссертации не вызывает сомнений и заключается в том, что автором: - предложен оригинальный подход к расчету энергопотребления парокомпрессионной холодильной установки, работающей в реверсивном режиме (теплонасосной установки) не на основе использования параметра энергетической эффективности (коэффициент СОР и Е.Е.К.), а с применением моментального показателя потребления электроэнергии и производимых количеств теплоты при двух режимах работы (на тепло и на холод) с учетом изменяющихся условий в течение года; - разработана методика расчета энергопотребления внутренних инженерных сетей с единым контуром теплонасосных установок с учетом теплоты и электроэнергии для объектов гражданского и промышленного назначения; - на основе систематизации и анализа климатических данных выявлены территориальные различия Российской Федерации по потенциалу применения сетей с единым контуром теплонасосных установок; - впервые установлены обобщенные значения показателя относительной эффективности применения тепловых сетей с единым контуром теплонасосных установок, способствующие унификации проектных расчетов.

Значимость для науки и практики полученных результатов Теоретическая и практическая значимость диссертации Аверьяновой О.В.„судя по представленному материалу, заключается в создании методики расчета энергопотребления внутренних инженерных сетей с единым контуром ТНУ с комплексным учетом теплоты и электроэнергии. Предложенная методика расчета создает научно-методическую основу для дальнейших расчетно-теоретических исследований путей повышения энергоэффективности систем поддержания параметров микроклимата объектов гражданского и промышленного назначения, за счет использования утилизируемой теплоты. Совокупность предложенных автором алгоритмов создает научно- методическую основу для разработки элементов программных комплексов и регламентов на проектирование систем с единым контуром теплонасосных установок для различных климатических зон Российской Федерации.

Выполненное районирование территории Российской Федерации по потенциалу применения внутренних инженерных сетей с единым контуром теплонасосных установок может быть полезно при разработке программ энергосбережения различными предприятиями. Полученные результаты исследований реализованы в рабочей документации внутренних инженерных сетей крупных объектов в ряде проектных организаций и в учебном процессе в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого при подготовке инженеров и магистров по направлению «Строительство».

Основные результаты диссертационного исследования апробированы в форме научных докладов автора на международных, межотраслевых и всероссийских конференциях и опубликованы в материалах конференций различного уровня в 2008-2018 г.г. Рекомендации по дальнейшему использованию результатов работы Прикладное значение диссертации для научно-исследовательских, проектных и эксплуатирующих организаций заключается в возможности: - использования разработанной методики при проектировании и расчете энергопотребления инженерных сетей как с единым контуром ТНУ, так и традиционных с приборами отопления и вентиляторными температурными доводчиками; - использования результатов сравнения значений годового энергопотребления для внутренних инженерных сетей крупных объектов при разработке программ энергосбережения предприятий, совместно потребляющих теплоту и холод; -районирования территории Российской Федерации по потенциалу применения внутренних инженерных сетей с единым контуром ТНУ.

Полученные результаты могут быть реализованы в проектных и научно-исследовательских организациях, таких как акционерное общество «31 Государственный проектный институт специального строительства», «23 Государственный морской проектный институт», ФГБУ «Центральный научно-исследовательский испытательный институт инженерных войск» Министерства обороны Российской Федерации при обосновании проектных решений создаваемых и реконструируемых специальных объектов. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и заключений обеспечивается полнотой и обстоятельностью анализа современного состояния исследований в рассматриваемой предметной области и подтверждается применением апробированных методов и обоснованных допущений при моделировании внутренних инженерных сетей, удовлетворительной сходимостью результатов моделирования с экспериментальными данными. Структура и содержание работы Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 120 наименований и приложения, включающего акты внедрения результатов диссертации.

Материал диссертации изложен на 114 страницах машинописного текста, включающих 33 рисунка и 4 таблицы. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены объект и предмет исследования, сформулированы цель и задачи. Представлены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор состояния вопроса в области совершенствование методов расчета тепловых сетей и установок с целью улучшения их технико-экономических характеристик, экономии энергетических ресурсов, проектирования сетей с ТНУ, выбору и обоснованию направления исследований. Отмечено, что в настоящее время практически отсутствуют модели и методики расчета как внутренних инженерных сетей с единым контуром ТНУ, так и методики расчета общего энергопотребления, позволяющие проводить выбор сети с единым контуром ТНУ.

На основании изложенного материала 1-й главы сделан вывод об актуальности новой научной задачи по комплексному учету потребления внутренними инженерными системами тепловой и электрической энергии и разработке научно обоснованной методики расчета годового энергопотребления для объектов с единым контуром ТНУ как инструмента выбора рационального схемного решения. Втораи глава посвящена разработке имитационной модели и методики расчета годового энергопотребления внутренних инженерных сетей крупного объекта с одновременным учетом потребляемых теплоты и электроэнергии. Рассмотрены возможные схемные решения инженерных сетей крупных объектов, имеющих максимально совпадающие параметры для сравнения между собой по энергопотреблению.

Для улучшения технико-экономических характеристик предложено применить децентрализованную инженерную сеть, дающую возможность осуществлять перенос теплоты из помещений, которые нужно охлаждать, в помещения с недостатком энергии. Для периодического получения холода или теплоты использованы ТНУ, включенными в единый гидравлический контур. Для разработки методики расчета энергопотребления внутренних инженерных сетей с учетом потребляемых теплоты и электроэнергии сформулированы необходимые допущения и ограничения.

Разработана усовершенствованная математическая модель и методика расчета энергопотребления внутренних инженерных сетей, отличающаяся совместным учетом теплоты и электроэнергии и позволяющая принимать обоснованное решение о целесообразности применения сети с единым контуром ТНУ. В третьей главе представлены результаты районирования территории Российской Федерации по критерию целесообразности применения сети с единым контуром ТНУ. Исследование климатических условий и районирование территории было выполнено с использованием разработанной автором методики расчета энергопотребления, позволяющей получить количественную оценку целесообразности применения тепловых сетей с единым контуром ТНУ по сравнению с традиционными схемными решениями.

Приводятся результаты проведенного автором натурного эксперимента на действующем объекте по исследованию энергопотребления инженерной сети с единым контуром ТНУ. Каждая глава содержит выводы по результатам проведенных в этой главе исследований. В заключении диссертации представлены основные результаты исследований, общие выводы и итоги работы в целом. Таким образом, задача и цели, поставленные в диссертации, были решены.

Диссертация соответствует паспорту научной специальности 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика: -в части формулы специальности: «...поиск структур и принципов действия теплотехнического оборудования, которые обеспечивают сбережение энергетических ресурсов, ... защиту окружающей среды»; - в части области исследования специальности: пункту 3 «Теоретические... исследования процессов тепло- и массопереноса в тепловых системах и установках, использующих тепло.