Анализ проблем состояния теплообеспечения жилых зданий теплонасосными системами

В настоящее время энергоэффективное применение таких теплообменных аппаратов, как тепловые насосы, затруднено в большинстве регионов Российской Федерации. Большую часть современных проблем теплоснабжения встроенных теплонасосных систем возможно решить организационно-техническими способами. Прежде всего необходимо упорядочить и сопоставить зарубежный и отечественный опыт процессов проектирования, производства и монтажных работ в строительной индустрии. В нормативной документации также необходимо учесть климатическую специфику регионов и соответственно применяемые в России современные строительные материалы. Все обозначенные моменты напрямую будут влиять на состав проектной документации и коснутся таких разделов, как ППР и ПОС. В представленной работе рассмотрены основные проблемы, препятствующие формированию эффективного производства тепловой энергии тепловыми насосами. В статье применяются общетеоретические методы познания (анализ, синтез, аналогия, обобщение, сопоставление и др.). В результате исследования определены и сформулированы проблемы применения теплонасосных устройств на территории Российской Федерации. К ним относятся пробелы в нормативной документации, отсутствие стимулирующих государственных программ, отсутствие сервисной поддержки у большинства производителей устройств и недостаток реальной физико-математической модели программного обеспечения внутреннего контура теплонасосной системы, на основании которой можно было бы прогнозировать производительность устройства в рамках жизненного цикла объекта строительства. Сформулированы основные решения организационно-технологического характера для эффективного использования теплонасосных устройств в рамках жизненного цикла малоэтажных зданий и сооружений.

С.В. ФЕДОСОВ¹, д-р техн. наук, академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Н. ФЕДОСЕЕВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. ВОРОНОВ², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Ивановский государственный политехнический университет (153000, г. Иваново, Шереметевский пр., 21)

1. Саврадым В.М., Шулекина Е.Н. Перспективы развития малоэтажного строительства как приоритетного направления отрасли жилищного строительства // Инновации и инвестиции. 2021. № 6. С. 208–213.
2. Султанов А.А., Морозова Н.И. Особенности развития рынка индивидуального жилищного и малоэтажного строительства и оценка его влияния на пространственное развитие // Управленческий учет. 2022. № 3–3. С. 609–617.
3. El Hafdaoui H., Khaldoun A., Khallaayoun A., Jamil A., Ouazzani K. Performance investigation of dual-source heat pumps in hot steppe climates. 3rd International Conference on Innovative Research in Applied Science, Engineering and Technology (IRASET). Mohammedia, Morocco, 2023, pp. 1–8. DOI: 10.1109/IRASET57153.2023.10153029
4. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцева И.А. Рециркуляционный воздушный тепловой насос с рекуперацией: опыт применения // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2020. № 8. С. 54–57.
5. Shioya. Masaki, Shimo Taizo, Shiba Yoshiro, Masaki Ichiro, Ooka Ryozo and all. Development of sky-source heat pump system. The 11th International Conference on Indoor Air Quality, Ventilation & Energy Conservation in Buildings (IAQVEC2023). Tokyo, Japan. E3S Web of Conferences. Vol. 396. DOI: 10.1051/e3sconf/202339603033
6. Табунщиков Ю.А. Основы формирования экологически устойчивой среды обитания человека // Энергосбережение. 2023. № 3. С. 1–13.
7. Лапидус А.А. Организационно-технологическая платформа строительства // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 4. С. 516–524.
8. Emmi Giuseppe, Cavazzuti Marco, Bottarelli Michele. A management strategy for multi-source heat pump systems. International Journal of Heat and Technology. 2022. Vol. 40, pp. 879–887. DOI: 10.18280/ijht.400403
9. Pasqui Mattia, Vaccaro Guglielmo, Lubello Pietro, Milazzo Adriano, Carcasci Carlo. Heat pumps and thermal energy storages centralised management in a Renewable Energy Community. International Journal of Sustainable Energy Planning and Management. 2023. Vol. 38, pp. 65–82. 10.54337/ijsepm.7625
10. Lee Sangwook, Chung Yoong, Lee Yoo, Jeong Yeonwoo, Kim Min. Battery thermal management strategy utilizing a secondary heat pump in electric vehicle under cold-start conditions. Energy. 2023. Vol. 269. 126827. 10.1016/j.energy.2023.126827
11. Torricelli Noemi, Pascale A., Dumont O, Lemort V. Optimal management of reversible heat pump/ORC carnot batteries. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2023. Vol. 145 (4). 041010 10.1115/GT2022-82509.
12. Lämmle M., Metz J., Kropp M., Wapler J., Oltersdorf T., Günther D., Herkel S., Bongs C. Heat pump systems in existing multifamily buildings: a meta-analysis of field measurement data focusing on the relationship of temperature and performance of heat pump systems. Energy Technology. 2023. Vol. 11. Iss. 12. https://doi.org/10.1002/ente.202300379
13. Программа для моделирования аналитической зависимости функциональных параметров кинетики испарения капель рабочего хладагента в контуре воздушных теплохолодильных систем. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцев И.С., Воронов В.А., Блинов О.В., Зайцева И.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 20226664150. 25.08.2022. Заявка № 2022665233 от 08.08.2022.
14. Программа расчета динамики профиля температур теплоизолированного трубопровода внутреннего контура испарительно-конденсационного блока воздушной теплохолодильной установки. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцев И.С., Воронов В.А., Блинов О.В., Зайцева И.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2022682948. 29.11.2022. Заявка № 2022 682116 от 16.01.2022.
15. Программа расчета температуротеплопроводности и граничных температур пластины, учитывающая процесс десублимации влаги на наружной поверхности трубопровода теплообменного прибора. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцев И.С., Воронов В.А., Блинов О.В., Зайцева И.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2023663430. Заявка № 2023662305 от 05.06.2023.
16. Программа для моделирования решения задачи теплопроводности неограниченной пластины. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Зайцев И.С., Воронов В.А., Блинов О.В., Зайцева И.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2023668149. 15.08.2023. Заявка № 2023667097 от 23.08.2023.