vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-5-200-210RDZSHWvestniktgasu-2225Research ArticleТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕHEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING (HVAC), LIGHTING SYSTEMS AND GAS NETWORKSПрименение теплонасосной установки в городе ПермиHeat Pump System Application in the City of PermИвашкинВ. С.IvashkinV. S.

Ивашкин Владимир Сергеевич, аспирант

614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Vladimir S. Ivashkin, Research Assistant

29, Komsomol'skii Ave., 614990, Perm

vladimirivashkinq@ya.ruБурковА. И.BurkovA. I.

Бурков Александр Иванович, канд. техн. наук, доцент

614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Aleksandr I. Burkov, PhD, A/Professor

29, Komsomol'skii Ave., 614990, Perm

ale-burkov1@ya.ruПермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian Federation202529102025275200210Copyright © Ивашкин В.С., Бурков А.И., 20252025Ивашкин В.С., Бурков А.И.Ivashkin V.S., Burkov A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2225

В статье рассмотрен вопрос применения теплонасосной установки в индивидуальном жилом доме в г. Перми. Представлены законодательные документы, обосновывающие использование альтернативной и возобновляемой энергетики.

Актуальность настоящего исследования обусловлена повышением значимости экономии природных ресурсов и, соответственно, их меньшего расхода. Вопрос постепенного увеличения потребности в тепловой энергии возможно решить благодаря использованию альтернативных источников энергии.

Целью работы является анализ полученных данных мониторинга параметров теплонасосной установки и рассмотрение вопроса эффективности применения теплонасосной установки в условиях г. Перми.

Результаты. Проведен анализ применения теплонасосных установок как в России, так и в других странах. Представлены данные, полученные в результате мониторинга параметров теплонасосной установки и проведен их анализ. На основании результатов мониторинга оценена эффективность использования теплонасосной установки в зимний период года. Проведена экономическая оценка геотермальной системы отопления в здании в сравнении с другими наиболее распространенными аналогами с учетом климатических условий. Рассчитан период окупаемости системы отопления с применением теплового насоса, рассмотрены факторы, оказывающие влияние на его длительную работу в системе отопления.

The relevance of this study is due to the increasing importance of saving natural resources and, accordingly, their lower consumption. The growing need for thermal energy can be solved through the use of alternative energy sources. The article considers the application of the heat pump system in an individual residential building in Perm. Legislative documents substantiating the use of alternative and renewable energy are presented.

Purpose

Purpose: The analysis of the data obtained for parameter monitoring of the heat pump system and consideration of the efficiency of using it in Perm.

Research findings

Research findings: The analysis of the heat pump system application is provided for Russia and other countries. The obtained parameters of monitoring the heat pump system are presented and analyzed. Based on the results, the efficiency of using the heat pump system in winter is assessed. With respect to climatic conditions, the economic evaluation is conducted for the geothermal heating system in the building in comparison with other most common analogs. The payback period is calculated for the heating system with a heat pump. Factors influencing the long-term operation of the heat pump in the heating system are considered herein.

теплонасосная установкатепловой насосэнергоэффективностьтеплоснабжениеальтернативные источники энергииисточники низкопотенциальной энергииheat pump systemenergy efficiencyheat supplyalternative energy sourceslow-potential energyReferencesMartínez-Rodríguez G. Baltazar J-C., Fuentes-Silvaa A. Heat and electric power production using heat pumps assisted with solar thermal energy for industrial applications // Energy. 2023. V. 282. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128379Martínez-Rodríguez G., Baltazar J-C., Fuentes-Silvaa A. Heat and Electric Power Production using Heat Pumps Assisted with Solar Thermal Energy for Industrial Applications. Energy. 2023; 282. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128379Kijo-Kleczkowska A., Brus P., Więciorkowski G. Economic analysis of heat pump exploitation – A case study // Energy. 2023. V. 280. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128184Kijo-Kleczkowska A., Brus P., Więciorkowski G. Economic Analysis of Heat Pump Exploitation – A Case Study. Energy. 2023; 280. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128184Srinivas T., Saxena A., Baba S.V., Kukreja R. Experimental and simulation studies on heat pump integration two stage desalination and cooling system // Energy Nexus. 2023. V. 11. DOI: 10.1016/j.nexus.2023.100221Srinivas T., Saxena A., Baba S.V., Kukreja R. Experimental and Simulation Studies of Heat Pump Integration Two Stage Desalination and Cooling System. Energy Nexus. 2023; 11: 100221. DOI: 10.1016/j.nexus.2023.100221Соколов В.Ю., Митрофанов С.В., Наумов С.А., Садчиков А.В. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Оренбург : ОГУ, 2019. 145 с.Sokolov V.Yu., Mitrofanov S.V., Naumov S.A., Sadchikov A.V. Non-Traditional and Renewable Energy Sources. 2019. 145 p. (In Russian)Дзино А.А., Малинина О.С. Тепловые насосы. Санкт-Петербург : ИТМО, 2016. 43 с.Dzino A.A., Malinina O.S. Heat Pumps. Saint-Petersburg, 2016. 43 p. (In Russian)Легких Б.М. Экономическая эффективность использования тепловых насосов в жилом строительстве // Научные труды Вольного экономического общества России. 2020. Т. 224. № 4. С. 421–434. DOI: 10.38197/2072-2060-2020-224-4-421-434Legkikh B.M. Economic Efficiency of Heat Pumps and Residential Construction. Nauchnyye trudy Vol'nogo ekonomicheskogo obshchestva Rossii. 2020; 224 (4): 421–434. DOI: 10.38197/2072-2060-2020-224-4-421-434 (In Russian)Гурина Е.В., Хорошева Л.Н. Экономическая эффективность использования геотермального отопления в уральских условиях на примере г. Перми // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2023. № 1. С. 53–63. DOI: 10.15593/2409-5125/2023.01.05Gurina Ye.V., Khorosheva L.N. Economic Efficiency of Geothermal Heat used in the Ural Conditions in Perm. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika. 2023; 1: 53–63. DOI: 10.15593/2409-5125/2023.01.05. (In Russian)Мохова А.А., Зекин В.Н. Эффективность применения теплового насоса в домах усадебного типа // Вестник науки. 2022. Т. 3. № 11. С. 252–263. EDN: EKHLZFMokhova A.A., Zekin V.N. Heat Pump Efficiency in Manor-Type Houses. Vestnik nauki. 2022; 3 (11): 252–263. (In Russian)Pesola A. Cost-optimization model to design and operate hybrid heating systems – Case study of district heating system with decentralized heat pumps in Finland // Energy. 2023. V. 281. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128241Pesola A. Cost-Optimization Model to Design and Operate Hybrid Heating Systems – Case Study of District Heating System with Decentralized Heat Pumps in Finland. Energy. 2023; 281. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128241Шестернёва А.М., Титаренко О.Н., Скакун Г.С. Актуальность замены действующей отопительной котельной на теплонасосную установку // Энергетические установки и технологии. 2022. Т. 8. № 1. С. 71–77.Shesternova A.M., Titarenko O.N., Skakun G.S. Relevance of Replacing Heating Boiler House with Heat Pump Unit. Energeticheskiye ustanovki i tekhnologii. 2022; 8 (1): 71–77. (In Russian) 11. Trubayev P.A. Heat Pumps. Belgorod, 2010. 143 p. (In Russian)Трубаев П.А. Тепловые насосы. Белгород : Изд-во БГТУ, 2010. 143 с.Anikina I.D., Sergeyev V.V., Amosov N.T. The Potential for Secondary Sources of Low-Grade Heat from TPS for Heat Pump Installations. In: Proc. All-Russ. Sci. Conf. ‘Science Week at the Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University’, Saint-Petersburg. 2016. Pp. 3–5. (In Russian)Аникина И.Д., Сергеев В.В., Амосов Н.Т. Оценка потенциала вторичных источников низкопотенциальной теплоты ТЭЦ с целью использования в теплонасосных установках // Неделя науки СПБПУ. Санкт-Петербург, 2016. С. 3–5.Kaysyn S., Shvets A., Khalaim N. Renewable Energy Sources. Kishinev: “Bons Offices”, 2015.Кайсын С., Швец А., Халаим Н. Возобновляемые источники энергии. Кишинев : [б. и.], 2015. 188 с.p. (In Russian)Амерханов Р.А., Кириченко А.С., Усков А.Е., Соболь А.Н. Теплонасосные установки. Москва : ООО «Инновационное машиностроение», 2022. 258 с.Amerkhanov R.A., Kirichenko A.S., Uskov A.Ye., Sobol' A.N. Heat Pump Installations. Moscow: Innovatsionnoye mashinostroyeniye, 2022. 258 p. (In Russian)Terry N., Galvin R. How do heat demand and energy consumption change when households transition from gas boilers to heat pumps in the UK // Energy & Buildings. 2023. V. 292. DOI: 10.1016/j.enbuild.2023.113183Terry N., Galvin R. How do Heat Demand and Energy Consumption Change when Households Transition from Gas Boilers to Heat Pumps in the UK. Energy & Buildings. 2023: 292: 113183. DOI: 10.1016/j.enbuild.2023.113183Предварительный расчет стоимости газификации // Газпром газораспределение Пермь : [сайт]. URL: https://www.ugaz.ru/ks/kalkulyator/ (дата обращения: 24.10.2023).Preliminary cost calculation of gasification. Available: www.ugaz.ru/ks/kalkulyator/ (accessed 24 October 2023). (In Russian)Тарифы // Газпром межрегионгаз Пермь : [сайт]. – URL: https://www.permrg.ru/abonents/ptl/ (дата обращения: 24.10.2023).Tariffs - Gazprom Mezhregiongaz Perm. Available: www.permrg.ru/abonents/ptl/ (accessed 24 October 2023). (In Russian)Тарифы для населения и приравненных к нему категорий 2023 // Пермэнергосбыт : [сайт]. URL: https://permenergosbyt.ru/populations/tarify-dlya-naseleniya-i-priravnennyh-k-nemu-kategoriy-2023/ (дата обращения: 24.10.2023).Tariffs – PAO Permenergosbyt. Available: https://permenergosbyt.ru/populations/tarify-dlyanaseleniya-i-priravnennyh-k-nemu-kategoriy-2023/ (accessed 24 October 2023). (In Russian)

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