Development of energy-saving technology for maintaining the functioning of heat pump power supply

Abstract

Розроблено iнтегровану систему пiдтримки функцiонування теплонасосного енергопостачання на основi прогнозування змiни температури мiсцевої води. Змiна витрати пари холодагента, числа обертiв електродвигуна компресора вiдбувається при вимiрюваннi температури холодагента на виходi iз конденсатора, тиску випаровування, тиску конденсацiї та частоти напруги. Виконано комплексне математичне моделювання теплонасосної системи, що базується на iнтегрованiй системi пiдтримки розряду грунту на рiвнi 10-8°С. Визначено витрату холодагента, потужнiсть електродвигуна компресора, напругу, частоту напруги, число обертiв електродвигуна компресора, коефiцiєнт продуктивностi теплонасосної системи для встановлених рiвнiв функцiонування. Встановлено параметри конвективного теплообмiну в конденсаторi, постiйнi часу та коефiцiєнти математичних моделей динамiки змiни температури мiсцевої води, витрати пари холодагента, числа обертiв електродвигуна компресора. Здобуто функцiональну оцiнку змiни температури мiсцевої води в дiапазонi 35-55 °С впродовж опалювального сезону, витрати пари холодагента, числа обертiв електродвигуна компресора. Визначення пiдсумкової функцiональної iнформацiї надає можливiсть приймати наступнi випереджуючi рiшення: на пiдтримку змiни тиску випаровування щодо змiни витрати пари холодагента для цифрового управлiння; на пiдтримку змiни тиску випаровування щодо змiни витрати пари холодагента та на змiну частоти напруги щодо змiни числа обертiв електродвигуна компресора для частотного управлiння. Тому, запропоновано прогнозування змiни температури мiсцевої води на основi вимiрювання температури холодагента на виходi iз конденсатора. Саме ця оцiнка у спiввiдношеннi з вимiрюваним тиском випаровування, входить до складу аналiтичних визначень витрати холодагента та числа обертiв електродвигуна компресора. Здобуття такої оцiнки та вимiрювання частоти напруги надає можливiсть упереджено впливати на узгодження функцiонування зовнiшнього та внутрiшнього контурiв теплонасосної системи як при цифровому, так i частотному управлiннi Ключовi слова: теплонасосна система, частотне управлiння, цифрове управлiння, тиск випаровування, тиск конденсацiї UDC 621.

Development of Smart Grid technology for maintaining the functioning of a biogas cogeneration system

“…-to develop the block diagram and to perform logical modeling regarding obtaining the integrated Smart Grid system of maintenance of the cogeneration system operation at the decision making level; -to ensure harmonization of production of electric power and heat based on the prediction of a change in power factor of the cogeneration system, the temperature of local water in the engine cooling circuit at a consumption change. Based on the methodological and mathematical substantiation of the architecture of technological systems [1], energy-saving technologies of biogas production with the use of heat-pumping energy supply [3,4], the architecture of the Smart cogeneration biogas system was proposed (Fig. 1).…”

“…Based on the methodological and mathematical substantiation of the technological systems [1], energy-saving technologies of biogas production using heat-pumping power supply [3,4], the mathematical substantiation of the architecture of the cogeneration Smart biogas system (1) was proposed (Fig. 2).…”

“…The cost of the plant and maintenance of these plants can be quite high. A relevant task in the context of further development of distributed electricity generation is to maintain the balance of production and consumption of active and reactive powers of the cogeneration system based on the heat-pumping power supply of the biogas plant, a low potential source of power for which is fermented wort [3,4]. Thus, the energy-saving technology of maintenance of the biogas plant operation [3] makes it possible to predict a change in fermentation temperature and establish the temperature of warming a heat carrier at the inlet to the heat exchanger, built-in the methane tank, with the use of heat pumping power supply.…”

“…The prediction of a change in the fermentation temperature requires making advanced decisions about a change in the temperature of the warming heat carrier at the inlet to the heat exchanger, fitted in the methane tank. Thus, the energy-saving technology of maintaining the operation of heat pump power supply [4] provides an opportunity to make advanced decisions to change the number of rotations of the heat pump compressor of the electric engine. A change in the temperature of heated water takes place at the ratio of the established ratio of the cooling agent at the outlet from the heat pump capacitor and evaporation pressure at the outlet of the evaporator.…”

Complex mathematical modeling of heat pump power supply based on wind-solar network electrical system

“…The use of hybrid solar collectors for low-grade energy sources based on the lower section of the storage tank requires coordination of the functioning of dynamic systems: a low-grade energy source -an evaporator, an evaporator-compressor, a compressor-condenser based on predicting changes in the temperature of local water. Thus, in [20], an integrated system for supporting the functioning of heat pump power supply was developed based on predicting changes in the temperature of local water. This system is based on measuring the temperature of the refrigerant at the outlet of the condenser in relation to the measured evaporation pressure, which are part of the analytical definitions of the refrigerant flow rate and the number of revolutions of the compressor motor.…”