Практика технических инженерных решений в строительных объектах с интегрированной теплообменно-теплонасосной системой

Буквально несколько лет назад тепловые насосы для рядовых инженеров нашей страны были чем-то вроде загадки термодинамики, это при том, что имелись реальные примеры успешной реализации устройств. В гостинице «Ирис Конгресс Отель» г. Москвы комфортное теплообеспечение и воздухообмен в помещениях производятся за счет таких систем уже более 25 лет. Гостиница была построена в 1991 г. как часть клиники Святослава Федорова, по проекту фирмы Bouygues Batiment. Использование теплонасосных технологий в системе такого здания для теплообеспечения и воздухообмена позволило упростить энергетически затратную систему вентиляции без дополнительного подогрева воздуха. В России в настоящее время активно проводится реформа ЖКХ, одним из пунктов которой является повышение тарифов на энергоносители, в том числе и на тепловую и электрическую энергию, так как в будущем экономия всей энергии будет очень прибыльным делом, включая и влияние на сохранность чистоты окружающей среды. Доказано, что примеры использования универсальных теплонасосных систем в условиях России – это рационально-оптимальный вариант для решения многих вопросов, стоящих перед отечественным домостроением, прежде всего с точки зрения достижения экологоэнергосбережения и комфортной технологии внутри дома. Для увеличения эффективной производительности теплогенерации воздушного теплового насоса в широком диапазоне наружной температуры была разработана авторская конфигурация современных технологических конструкций: запатентованное устройство теплового насоса, конструктивно совмещенного с камерой смешения, и инженерная, функциональная схема воздухообмена в помещении с циркуляцией окружающего воздуха. В реальных условиях эксперимента осуществлялись объемные исследования по отработке технологического процесса, обеспечивающего режим работы теплонасосной системы в широком диапазоне температуры. Результаты эксперимента показали надежность предлагаемой конфигурации.

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.),
В.А. ЕМЕЛИН², инженер

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

1. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Воронов В.А. Функционально-структурный анализ фреонового контура воздушного теплового насоса // Строительные материалы. 2025. № 12. С. 65–72. EDN: ­KAPNCG. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-842-12-65-72
2. Famiglietti J., Acconito L., Arpagaus C., Toppi T. Environmental life cycle assessment of industrial high-temperature to residential small-size heat Pumps: A critical review. Energy Conversion and Management. Vol. 26. 2025. EDN: ­HWUNIM. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.100947
3. Zhang S., Liu S., Shen Y., Shukla A., Mazhar A., Chen T. Critical review of solar-assisted air source heat pump in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2024. Vol. 193. EDN: ­ULMFQH. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114291
4. Masiukiewicz M., Tańczuk M., Anweiler S. at al. Performance variability of air-water heat pumps in cold and warm years across European climate zones. Energy. 2025. Vol. 324. 136001. EDN: ­HMGDPW. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136001
5. Schöniger F., Mascherbauer P., Resch G., Kranzl L., Haas R. The potential of decentral heat pumps as flexibility option for decarbonised energy systems. Energy Efficiency. 2024. Vol. 17. No. 4. 26. EDN: ­JFNLJM. https://doi.org/10.1007/s12053-024-10206-z
6. Lapidus A., Fedoseev V., Sokolov A., Ostryakova J., Voronov V. Organizational and technological aspects of the design and construction of heat supply systems based on heat pumps in low-rise construction. E3S Web of Conferences (XXIV International Scientific Conference “Construction the Formation of Living Environment” (FORM-2021)). 2021. Vol. 263. 02025. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126302025
7. Cox J., Belding S., Lowder T. Application of a novel heat pump model for estimating economic viability and barriers of heat pumps in dairy applications in the United States. Applied Energy. 2022. Vol. 310. 118499. EDN: ­QDHQVZ.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.118499
8. Grassi W., Conti P., Schito E., Testi, D. On sustainable and efficient design of ground-source heat pump systems. Journal of Physics Conference Series. 2015. Vol. 655 (1). 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/655/1/012003
9. Lämmle M., Metz J., Kropp M., Wapler J. at al. 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. Vol. 12. 202311. https://doi.org/10.1002/ente.202300379
10. Koşan M., Aktaş M. Experimental investigation of a novel thermal energy storage unit in the heat pump system. Journal of Cleaner Production 2021. 311. 127607. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127607
11. Hou G., Taherian H., Song Ying, Jiang Wei, Chen Diyi. A systematic review on optimal analysis of horizontal heat exchangers in ground source heat pump systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2022. Vol. 154. 111830. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111830
12. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Воронов В.А. Анализ проблем состояния теплообеспечения жилых зданий теплонасосными системами. Жилищное строительство. 2024. № 4. C. 3–8. EDN: ­NSCLUD. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-4-3-8
13. Bengi Gozmen, Elif Turna Dilsel, Onur Güven. A comparative study on ground source heat pump systems in Mersin. European Mechanical Science. 2023. Vol. 7. No. 3, pp. 146–151. https://doi.org/10.26701/ems.1271520
14. Патент на полезную модель 227923 U1 09.08.2024. Смесительная камера. Федосов С.В., Федосеев В.Н., Емелин В.А., Воронов В.А., Свиридов И.А. Заявка № 2024109295 от 06.04.2024. EDN: ­SMWJWE