Розробка методики оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти

Abstract

The object of this study is the process of calculating the distribution of heat generation and energy consumption by heat sources. The task addressed was estimating the seasonal heat generation by a combined heat source with an air heat pump. A methodology for quantifying the seasonal heat generation and energy consumption by sources as part of a combined heat source with an air heat pump has been devised. This methodology makes it possible to take into account different bivalent operation schemes, variable mode of the heating system, and different electricity tariffs. The ability to take these factors into account increases the accuracy of the results but also increases the complexity of the calculation process. In order to automate the calculation using the devised methodology, an algorithm was built, and an example of its implementation was demonstrated. The results show that the distribution of seasonal heat generation largely depends on the values of the bivalent point temperature and the heat pump shutdown temperature. In addition, they demonstrate the dependence of the calculated amount of heat consumed during the heating period and the distribution of its generation between sources on the number of the last heating periods taken into account. With a decrease in the number of past heating periods taken into account, the amount of heat consumed per season gradually decreases and the share covered by the heat pump increases. This indicates a gradual decrease in the duration of low temperatures in winter and proves the importance of relevance of the climatic data used for analysis. The methodology devised in this study makes it possible to determine the appropriate ratio of thermal power of heat sources in a combination and increases the accuracy of calculating the payback period of equipmentРозглянуто об’єкт дослідження – процес розрахунку розподілу генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами теплоти. Досліджено проблематику оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти з повітряним тепловим насосом. Розроблено методику оцінки сезонної генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами у складі комбінованого джерела теплоти з повітряним тепловим насосом. Дана методика дозволяє врахувати різні бівалентні схеми роботи, змінний режим системи опалення та різні тарифи електроенергії. Завдяки можливості врахувати ці фактори підвищується точність та деталізація результатів, але і зростає складність та об’ємність процесу розрахунку. Для того, щоб автоматизувати розрахунок за розробленою методикою було побудовано алгоритм та продемонстровано приклад його реалізації. Результати доводять, що розподіл сезонної генерації теплової енергії значною мірою залежить від величин прийнятої температури точки бівалентності та температури вимкнення теплового насоса.  Крім того, вони демонструють залежність розрахункової кількості теплоти спожитої за опалювальний період та розподілу її генерації між джерелами від кількості останніх опалювальних періодів, прийнятих до аналізу. При зменшенні кількості прийнятих останніх опалювальних періодів поступово зменшується величина спожитої за сезон теплової енергії та збільшується частка, яку покриває тепловий насос. Це свідчить про поступове зменшення тривалості стояння низьких температур зимових періодів та доводить значущість актуальності кліматичних даних, що приймаються до аналізу. Розроблена в даному дослідженні методика дозволяє визначити доцільне співвідношення теплової потужності джерел теплоти у складі комбінації та підвищує точність розрахунку терміну окупності обладнанн