energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2024-17-2-144-150energsecurity-949Research ArticleОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИOPERATING EXPERIENCEРезультаты опытного освоения лабораторной установки дистилляции воды на основе теплового насоса и фотоэлектрической панелиResults of experimental development of a laboratory water distillation installation based on a heat pump and a photovoltaic panelКорняковаО. Ю.KornyakovaO. Y.

Пр. Ленина 76, 454080, г. Челябинск

Etc. Lenina 76 454080 Chelyabinsk

Korniakovaoi@susu.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)»РоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «South Ural State University (National Research University)»Russian Federation202403082024172144150Copyright © Корнякова О.Ю., 20242024Корнякова О.Ю.Kornyakova O.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/949

Современные технологии и постоянный рост потребления воды требуют эффективных и экологически чистых способов ее добычи. Согласно энергетической стратегии развития Российской Федерации до 2035 г. использование альтернативных источников энергии в промышленности — приоритетная задача для производств. Применение возобновляемых ресурсов для получения дистиллированной воды на нужны предприятий становится все более актуальным. Новаторская технология лабораторной установки, объединяющая дистилляцию воды с помощью теплового насоса и фотоэлектрической панели, позволяет не только получать очищенную воду, но и подогревать теплоноситель перед химической очисткой. Для создания лабораторного стенда необходимо изучить принципы работы установки, разделить устройство на блоки: основной стенд и вакуумный дистиллятор, далее смоделировать трехмерное изображение каждой части комплекса в программном пакете SolidWorks. На основании полученных макетов разработана функциональная схема комплекса для получения теплоносителя заданных параметров и составлен алгоритм прогнозирования температуры нагреваемой воды в тепловом насосе. Полученные результаты испытаний установки обрабатываются, сравниваются с теоретическими данными из таблиц свойств хладагента и делается вывод. Технология получения очищенной воды направлена на замещение импортных технологий и использование возобновляемых источников энергии. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале лабораторной установки для использования в различных областях, где требуется надежное и экологически чистое обеспечение дистиллированной водой, например, на побережьях для промышленных объектов или сельскохозяйственных предприятий. 

Modern technologies and the continuous rise in water consumption require efficient and environmentally friendly methods of its extraction. According to the energy development strategy of the Russian Federation until 2035, the use of alternative energy sources in industry is a priority task for production. The use of renewable resources to produce distilled water for the needs of enterprises is becoming increasingly important. The innovative technology of a laboratory installation, combining water distillation using a heat pump and a photovoltaic panel, allows not only to obtain purified water, but also to heat the coolant before chemical purification. To create a laboratory stand, it is necessary to study the operating principles of the installation, divide the device into units: the main stand and the vacuum distiller, then model a three-dimensional image of each part of the complex in the SolidWorks software package. Based on the obtained models, a functional diagram of the complex is developed to obtain a coolant of the given parameters, and an algorithm is compiled for predicting the temperature of the heated water in the heat pump. The obtained installation test results are processed, and compared with theoretical data from tables of refrigerant properties, and a conclusion is drawn. The technology for producing purified water is aimed at replacing imported technologies and using renewable energy sources. The development of technologies for producing clean water is a priority for the development of the Russian energy sector. The results obtained indicate the potential of the laboratory installation for use in various areas where a reliable and environmentally friendly supply of distilled water is required, for example, in coastal areas for industrial facilities or agricultural enterprises. 

Энергокомплекстепловой насосдистилляция водыфотоэлектрическая панельалгоритм управленияEnergy complexheat pumpwater distillationphotovoltaic panelcontrol algorithmReferencesCтратегия научно-технологического развития Российской Федерации Указ презедента от 1 декабря 2016 г. №642.Strategy for scientific and technological development of the Russian Federation Presidential Decree of December 1, 2016 No. 642.Энергетическая стратегия развития Российской Федерации до 2035 года Указ предездента от 9 июня 2020 г. №1523-р.Energy strategy for the development of the Russian Federation until 2035 Presidential Decree of June 9, 2020 No. 1523-r.Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 №261-ФЗ.Federal Law “On energy saving and increasing energy efficiency and on introducing amendments to certain legislative acts of the Russian Federation” dated November 23, 2009 No. 261-FZ.Постановление Правительства РФ «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности» от 28 мая 2013 г. №449.Decree of the Government of the Russian Federation “On the mechanism for promoting the use of renewable energy sources in the wholesale market of electrical energy and capacity” dated May 28, 2013 No. 449.Финиченко А. Ю., Полозкова А. П. Комбинированный метод применения солнечного коллектора и теплового насоса в условиях низких температур 2022; (1–49): 103–110.Finichenko A. Yu., Polozkova A. P. Combined method of using a solar collector and a heat pump at low temperatures 2022; (1–49): 103–110.Кузнецов П. Н., Юферев Л. Ю. Повышение эффективности работы фотоэлектрических преобрахователей при последовательнном подключении 2017; (1–37): 13–25. 7. Артюшевская Е. Ю., Мясоедов Ю. В., Мясоедова Л. А. Солнечная энергетика: перспективы развития 2021; (95): 72–76.Kuznetsov P. N., Yuferev L. Yu. Increasing the efficiency of photoelectric converters with serial connection 2017; (1–37): 13–25Финиличенко А. Ю., Глухова М. В., Глухов С. В. Использование теплонасосных установок для обеспечения потебилетей тепловой энергией 2021 (1-45):133-141.Artyushevskaya E. Yu., Myasoedov Yu. V., Myasoedova L. A. Solar energy: development prospects 2021; (95): 72–76.Кувшинов В. В., Абдали Л. М., Морозова Н. В., Крит Б. Л., Аль-Руфаи Ф. М., Исса Х. А. Экспериментальные исследования приемных поверхностей плоских солнечных коллекторов 2021; (57–1): 75–81.Finilichenko A. Yu., Glukhova M. V., Glukhov S. V. Use of heat pump installations to provide households with thermal energy 2021 (1-45): 133–141.Нигматов У. Ж. Анализ конструктивных элементов охлаждения гибридных солнечных коллекторов 2020; (2–80): 4–15.Kuvshinov V. V., Abdali L. M., Morozova N. V., Crete B. L., Al-Rufai F. M., Issa H. A. Experimental studies of receiving surfaces of flat-plate solar collectors 2021; (57–1): 75–81.Nigmatov U. Zh. Analysis of structural elements of cooling of hybrid solar collectors 2020; (2–80): 4–15.Nigmatov U. Zh. Analysis of structural elements of cooling of hybrid solar collectors 2020; (2–80): 4–15.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.