Безуглов Роман Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Папин Владимир Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Дьяконов Евгений Михайлович, канд. техн. наук, зав. кафедрой «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Добрыднев Денис Владимирович, магистрант кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Янучок Александр Игоревич, магистрант кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Шмаков Анатолий Сергеевич, студент кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника», ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова»: Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Гапоненко Александр Макарович, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Промтеплоэнергетика и тепловые электростанции», ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»: Россия, 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.

Тел.: (863-5) 25-51-51

E-mail: romanbezuglov@inbox.ru

Список литературы:

1. Shaposhnikov V. V. Increasing efficiency of CCP-based tpp with injection of dry saturated steam from recovery boiler into regenerator / V. V. Shaposhnikov, B. V. Biryukov // Journal of physics: conference series. – 2017. – № 891. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/891/1/012185/ pdf.

2. Shaposhnikov V. V. On the efficiency of heat and electric power plants based on combined-cycle plants with overexpansion of the working fluid in the gas turbine and injection of steam into the gas path / V. V. Shaposhnikov, B. V. Biryukov // Chemical and petroleum engineering. – 2018. – Vol. 54. – No. 1–2. May.

3. Шишкин Н. Д. Эффективное использование возобновляемых источников энергии в автономных теплоэнергетических комплексах // Промышленная теплотехника. – 2007. – Т. 29. № 4. – С. 107–113.

4. Сурков М. А., Лукутин Б. В., Сарсикеев Е. Ж., Киушкина В. Р. Мировые тенденции в области построения автономных систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии // Вестник евразийской науки. – 2012. – № 4(13). – С. 1–15.

5. Цымбалюк Ю. В. Автономные системы теплоснабжения одноквартирных и блокированных жилых домов с применением фазопереходных теплоаккумуляторов // Перспективы развития строительного комплекса: Материалы VIII Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов. – 2014. – С. 59–63.

6. Шишкин Н. Д. Малые энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. – М. : Готика, 2000.

7. Разуваев А. В., Костин Д. А. Повышение эффективности системы энергоснабжения автономного объекта // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. – 2016. – Т. 160. – № 9. – С. 60–63.

8. Ильин А. К., Шишкин Н. Д. Автономные теплоэнергетические комплексы (структура, характеристики, эффективность). – Ростов н/Д. : Южный науч. центр РАН, 2004.

9. Новгородский Е. Е. Экономическая и экологическая оценка применения автономных систем энергосбережения // Энергосбережение и водоподготовка. – 2002. – № 3. – 89–93 с.

10. Шишкин Н. Д. Автономные теплоэнергетические комплексы с альтернативными источниками энергии для нефтегазовой отрасли // Вестник АГТУ. – 2005. – № 6. – 208–213 с.

11. Шишкин Н. Д., Цымбалюк Ю. В. Тепловые аккумуляторы для автономных теплоэнергетических комплексов с возобновляемыми источниками энергии // Возобновляемая энергетика: Проблемы и перспективы : Материалы Междунар. конф. – 2005. – С. 276–281.

12. Александров В. Д. Использование фазопереходных теплоаккумулирующих материалов для поддержания микроклимата помещений // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании. – 2017. – С. 740–744.

13. Кузнецова О. Р. Экономическая эффективность систем децентрализованного энергоснабжения: на примере Хабаровского края / О. Р. Кузнецова: дисc. канд. экон. наук: 08.00.05. – Комсомольскна-Амуре, 2002. – 180 с.

14. Богомолов О. В. Опыт создания эффективных систем теплоснабжения // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2015. – № 9–10. – С. 30–31.

15. N. N. Efimov, V. V. Papin, R. V. Bezuglov. Micro Energy Complex Based on Wet-Steam Turbine / Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 150. – Р. 324–329. – Impactfactor Scopus 0,238. – http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.022.

16. Parshukov V., Efimov N., Papin V., Bezuglov R., Ovechkin A. Development of thermal installation on the basis of the cascade heat pump for ensuring all thermal and refrigerating needs of the consumer // EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies. – № 3/8(93). – 2018. – Pp. 66–72.

17. Parshukov V., Efimov N., Papin V., Bezuglov R., Lagutin A. and Kopitsa V. Studying possibilities of seasonal cold for application in multifunctional heat supply units / ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – № 13(7). – 2018. – Pp. 2623–2631.

DEVELOPMENT OF THE HEAT AND POWER SYSTEM BALANCE FOR THE EFFICIENT USE OF THE SECONDARY AND RENEWABLE ENERGY SOURCES IN CONJUNCTION WITH THE CONSUMER

Bezuglov Roman Vladimirovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Papin Vladimir Vladimirovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Dyakonov Evgeniy Mikhaylovich, Cand. of Tech. Sci., Head of Depart., Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Dobrydnev Denis Vladimirovich, Graduate student, Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Yanuchok Aleksandr Igorevich, Graduate student, Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Shmakov Anatoliy Sergeevich, Student, Platov South-Russian State Polytechnic University, Novocherkassk, Russia.

Gaponenko Aleksandr Makarovich, Dr. of Tech. Sci., Prof., Kuban State Technological University, Krasnodar, Russia.

Keywords: secondary energy resources, renewable energy sources, heat accumulator, heat pump, phase transition, energy efficiency, energy saving.

Abstract. This article presents the calculation results of two facilities that use the heat and power system developed under a grant of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists – candidates ofsciences MK-3537.2018.8 (Agreement No. 075- 15-2019-745 of 06/11/2019) The heat and power system consists of two blocks – a heat transformation block (cascade heat pump unit) and a multilevel accumulator of cold. The cascade heat pump installation transfers low-potential heat energy from the environment into the building, as well as redistributes the heat inside the building, ensuring the recovery of the exhaust ventilation air, sewage, heat from conditioning, etc. A multilevel heat accumulator implements the principle of hidden heat storage by phase transition. It is needed to correctly and in time distribute the heat pumped by the cascade heat pump unit among the consumption devices: heating, air conditioning and hot water supply. The multi-level structure of the battery allows the use of various heat storage substances with the necessary heat and phase transition temperature characteristic of individual consumption devices. The functionality of each of the above blocks provides significant flexibility of the heat and power complex as a whole. This makes it possible to adjust the ratio of using various sources of renewable energy, that is, a change in the balance ratio, which, in turn, allows the variation of the energy efficiency coefficients of the system. Based on the above, the heat and power system is quite capable of competing with traditional resources (for example, natural gas) in terms of energy supply and, most importantly, in terms of payback.

REFERENCES

1. Shaposhnikov V. V. (2017) Increasing efficiency of CCP-based tpp with injection of dry saturated steam from recovery boiler into regenerator. Journal of physics: conference series, 891. Available at: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/891/1/012185/pdf.

2. Shaposhnikov V. V. (2018) On the efficiency of heat and electric power plants based on combined-cycle plants with overexpansion of the working fluid in the gas turbine and injection of steam into the gas path. Chemical and petroleum engineering, 1-2 (54).

3. Shishkin N. D. (2007) Effektivnoye ispol’zovaniye vozobnovlyayemykh istochnikov energii v avtonomnykh teploenergeticheskikh kompleksakh [Effective use of renewable energy sources in autonomous heat power complexes] Industrial heat engineering, 4 (29): 107–113.

4. Surkov M. A., Lukutin B. V., Sarsikeev E. Zh., Kiushkina V. R. (2012) Mirovyye tendentsii v oblasti postroyeniya avtonomnykh sistem elektrosnabzheniya s ispol’zovaniyem vozobnovlyayemykh istochnikov energii [World trends in the construction of autonomous power supply systems using renewable energy sources] Herald of the Eurasian Science, 4 (13): 1–15.

5. Tsymbalyuk Yu. V. (2014) Avtonomnyye sistemy teplosnabzheniya odnokvartirnykh i blokirovannykh zhilykh domov s primeneniyem fazoperekhodnykh teploakkumulyatorov [Autonomous heat supply systems for single-family and blocked residential buildings using phasetransition heat accumulators] Prospects for the development of the building complex: Materials of the VIII International Scientific and Practical Conference of faculty, young scientists and students: 59–63.

6. Shishkin N. D. (2000) Malyye energoekonomichnyye kompleksy s vozobnovlyayemymi istochnikami energii [Small energy-efficient complexes with renewable energy sources]. Moscow: Gothic.

7. Razuvaev A. V., Kostin D. A. (2016) Povysheniye effektivnosti sistemy energosnabzheniya avtonomnogo ob’yekta [Improving the efficiency of the energy supply system of an autonomous object] Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University, 9 (160): 60–63.

8. Ilyin A. K., Shishkin N. D. (2004) Avtonomnyye teploenergeticheskiye kompleksy (struktura, kharakteristiki, effektivnost’) [Autonomous heat and power complexes (structure, characteristics, efficiency)]. Rostov on Don: Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences.

9. Novgorodsky E. E. (2002) Ekonomicheskaya i ekologicheskaya otsenka primeneniya avtonomnykh sistem energosberezheniya [Economic and environmental assessment of the use of autonomous energy saving systems] Energy Saving and Water Treatment, 3: 89–93.

10. Shishkin N. D. (2005) Avtonomnyye teploenergeticheskiye kompleksy s al’ternativnymi istochnikami energii dlya neftegazovoy otrasli [Autonomous heat power complexes with alternative energy sources for the oil and gas industry] Vestnik ASTU, 6: 208–213.

11. Shishkin N. D., Tsymbalyuk Yu. V. (2005) Teplovyye akkumulyatory dlya avtonomnykh teploenergeticheskikh kompleksov s vozobnovlyayemymi istochnikami energii [Thermal batteries for autonomous heat power complexes with renewable energy sources] Renewable energy: Problems and prospects: Materials of Intern. conf.: 276–281.

12. Aleksandrov V. D. (2017) Ispol’zovaniye fazoperekhodnykh teploakkumuliruyushchikh materialov dlya podderzhaniya mikroklimata pomeshcheniy [Use of phase-transition heat-accumulating materials to maintain the indoor microclimate] Integration, partnership and innovation in construction science and education: 740–744.

13. Kuznetsova O. R. (2002) Ekonomicheskaya effektivnost’ sistem detsentralizovannogo energosnabzheniya: na primere Khabarovskogo kraya [Economic efficiency of decentralized energy supply systems: the example of the Khabarovsk Territory] O. R. Kuznetsova: dis. Cand. econ. Sciences: 08.00.05. Komsomolsk-on-Amur. 180 p.

14. Bogomolov O. V. (2015) Opyt sozdaniya effektivnykh sistem teplosnabzheniya [Experience in creating effective heat supply systems] Building materials, equipment, technologies of the XXI century, 9–10: 30–31.

15. Efimov N. N., Papin V. V., Bezuglov R. V. (2016) Micro Energy Complex Based on Wet-Steam Turbine. Procedia Engineering, 150: 324–329.

16. Parshukov V., Efimov N., Papin V., Bezuglov R., Ovechkin A. (2018) Development of thermal installation on the basis of the cascade heat pump for ensuring all thermal and refrigerating needs of the consumer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/8 (93): 66–72.

17. Parshukov V., Efimov N., Papin V., Bezuglov R., Lagutin A. and Kopitsa V. (2018) Studying possibilities of seasonal cold for application in multifunctional heat supply units. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 13 (7): 2623–2631.