Визначення температурного режиму стічних вод у каналізаційних мережах за допомогою програми «Tempest» з метою рекуперації теплової енергії
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2022-2(28)-146-161Ключові слова:
Ключові слова: температурний режим стічних вод; теплова насосна установка; математична модель; реку- перація тепла, TEMPESTАнотація
Розглянуто стічні води систем водовідведення як джерело теплової енергії для потреб гарячого водопостачання. Кількість теплової енергії в стічних водах залежить насамперед від їх витрати і температури. Застосовано програму «TEMPEST» для аналізу й моделювання процесів тепломасопередачі в стічних водах каналізаційних мереж.
Проаналізовані математичні моделі температурного режиму стічних вод. На основі програми «TEMPEST» проведено моделювання температурного режиму стічних вод та розрахунки потенційної кількості теплової енергії, яку можна вилучити з стічних вод на різних ділянках внутрішньодворової мережі каналізації за допомогою теплових насосних установок.
Посилання
Directive (EU) 2018/2001 of the European Parliament and of the Council of 11 December 2018 on the promotion of the use of energy from renewable sources. (2018). PE/48/2018/REV/1, pр. 82–209. – Accessed mode: http://data.europa.eu/eli/dir/2018/2001/oj.
Heat Recovery from wastewater - a review of available resource [Electronic resource] / H. Nagpal, J. Spriet, M.K. Murali, A. McNabola // Water. – 2021. – Vol. 13. – Accessed mode: https://doi.org/10.3390/w13091274.
Титарь С. С. Использование сбросного тепла в системе автономного теплоснабжения жилых зданий / С. С. Титарь, А. А. Климчук // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – 2011. – № 6. – С. 121-125.
Денисова А. Є. Перспективи використання скидних вод для теплопостачання / А. Є. Денисова, О. М. Троїцький // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – 2011. – № 6. – С. 126-131.
Meggers F. The potential of wastewater heat and exergy: Decentralized high-temperature recovery with a heat pump [Electronic resource] / F. Meggers, H. Leibundgut // Energy and Buildings. – 2011. – № 43. – Рр. 897–886. Accessed mode: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.12.008.
A renewable heat solution for water ingress in the Glasgow subway tunnel system [Electronic resource] / H. Nicholas, N. Konstantinos, E. Rohinton, A. Bjorn, Y. Paul // Conference: Energy and sustainability. – 2014. – Accessed mode: https://doi.org/10.2495/ESUS140141.
A heat energy recovery system from tunnel wastewater [Electronic resource] / N. Hytiris, K. Ninikas, R. Emmanuel, B. Aaen, P.L. Younger // Environmental Geotechnics. – 2018. № 5(5). – Рр. 300–308. – Accessed mode: https://doi.org/10.1680/jenge.15.00087.
An experimental setup for the analysis of an energy recovery system from wastewater for heat pumps in civil buildings [Electronic resource] / L. Postrioti, G. Baldinelli, F. Bianchi, G. Buitoni, F.D. Maria, F. Asdrubali // Applied Thermal Engineering. – 2016. – № 102. – Pp. 961-971. – Accessed
mode: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.04.016.
Technologies for recovery of energy from wastewaters: Applicability and potential in South Africa [Electronic resource] / Stafford W., Cohen B., Pather-Elias S., von Blottnitz H., van Hille R., Harrison S. T. L., Burton S. G. // Journal of energy in Southern Africa. – 2013. – № 24(1). – Рp. 15-26. – Accessed mode: https://dx.doi.org/10.17159/2413-305-1/2014/v24i1a3003.
Zhu J.J. Modeling and spatial optimization of wastewater-source heat pump implementation in a wastewater collection system [Electronic resource] / J.J. Zhu, X. Wang, P.R. Anderson // Urban Water Journal. – 2019. – № 16(10). – Pр. 698-708. – Accessed mode: https://doi.org/10.1080/ 1573062X.2020.1726410.
Energy Recovery from Wastewater: A Study on Heating and Cooling of a Multipurpose Building with Sewage-Reclaimed Heat Energy [Electronic resource] / D. Cecconet, J. Racek, A. Callegari, P. Hlavínek // Sustainability. – 2020. – № 12(116). – Accessed mode: https://doi.org/ 10.3390/su12010116.
A review on potential use of low-temperature water in the urban environment as a thermalenergy source [Electronic resource] / J. Laanearu, A. Borodinecs, M. Rimeika, B. Palm // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – № 251. – Accessed mode: https://doi.org/10.1088/1757-899X/251/1/012054.
From the Wastewater Treatment Plant to the Turnstiles of Urban Water and District Heating Networks [Electronic resource] / W. Gruber-Glatzl, C. Brunner, S. Meitz, H. Schnitzer // Frontiers in Sustainable Cities. – 2020. – Accessed mode: https://doi.org/10.3389/frsc.2020.523698.
Suitability Pre-Assessment of in-Sewer Heat Recovery Sites Combining Energy and Wastewater Perspectives [Electronic resource] / F. Huber, G. Neugebauer, T. Ertl, F. Kretschmer // Energies. – 2020. – № 13. – Accessed mode: https://doi.org/10.3390/en13246680.
Кізєєв М. Д. Використання теплових насосів при реконструкції систем опалення будівель фільтрів станцій водопідготовки / М. Д. Кізєєв, І. В. Чабан // Вісник Одеської державної академії будівництва. – 2015. – № 59. – С. 64-69.
Кожушко О. Д. Утилізація теплової енергії стічних вод та питної води в системах водопостачання і каналізації населених пунктів [Електронний ресурс] / О. Д. Кожушко, М. Д. Кізєєв // Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві. – 2017. – № 7. – С. 94-100. – Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/stmrb_2017_7_16.
Energy recovery from the water cycle: Thermal energy from drinking water [Electronic resource] / van der Hoek, J. P., Mol, S., Giorgi, S, Ahmad, J, I., Liu, G., & Medema, G. // Energy. – 2018. – № 162. – Рр. 977-987. – Accessed mode: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.097.
Dürrenmatt D. J. Berechnung des Verlaufs der Abwassertemperatur im Kanalisationsrohr : Master’s Thesis [Electronic resource] / Dürrenmatt D.J. – Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 2006. – Accessed mode: https://www.dora.lib4ri.ch/eawag/islandora/object/eawag:12981.
Dürrenmatt D. Simulation of the wastewater temperature in sewers with TEMPEST [Electronic resource] / Dürrenmatt, D., & Wanner, O. // Water Science & Technology. – 2008. – № 57(11). – Рр. 1809-1815. – Accessed mode: https://doi.org/10.2166/wst.2008.291.
Dürrenmatt D. TEMPEST. Computer Program for the Simulation of the Wastewater Temperature in Sewers. Version 1.02 [Electronic resource] / D. Dürrenmatt, O. Wanner // User Manual. – 2012. – Accessed mode: https://www.eawag.ch/en/department/eng/software/.
Durrenmatt D. A mathematical model to predict the effect of heat recovery on the wastewater temperature in sewers [Electronic resource] / D. Dürrenmatt, O. Wanner // Water Research. – 2014. – № 48. – Рр. 548-558. – Accessed mode: https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.10.017.
Ali S. Determining the UK’s potential for heat recovery from wastewater using steady state and dynamic modelling-preliminary results [Electronic resource] / S. Ali, A. Gillich // Proceedings in Energy. – 2018. – № 5. – Рр. 107-121. – Accessed mode: https://openresearch.lsbu.ac.uk/download/
bbc077813a232059703d7f32a847dbf30b1a8c7f92a8da6c1a65437e2ba/787271/Determining%2
the%20UKs%20potential%20for%20heat%20recovery%20from%20wastewater%20using%20steady
%20state%20and%20dynamic%20modelling%20-%20preliminary%20results_%20%2800000002%29.pdf.
Modelling of Thermal Energy Balance in Sewer Systems / J. Hofman, M. Bloemendal, B. Wols, C. Agudelo-Vera, J. Elias Maxil, P. Boderie, M. Nijman, J.P. van der Hoek. – 2014. – Accessed mode: http://resolver.tudelft.nl/uuid:e31f2cc8-a39b-49a2-bd41-c0685bea369d.
Development and performance of a parsimonious model to estimate temperature in sewer networks [Electronic resource] / J.A. Elías-Maxil, J. Hofman, B. Wols, F. Clemens, J.P. van der Hoek, L. Rietveld // Urban Water Journal. – 2017. – № 14. – Pp. 829–838. – Accessed mode: https://doi.org/10.1080/1573062X.2016.1276811.
Sitzenfrei R. Investigating the interactions of decentralized and centralized wastewater heat recovery systems [Electronic resource] / R. Sitzenfrei, S. Hillebrand, W. Rauch // Water Science & Technology. – 2017. – № 75. – Рр. 1243–1250. – Accessed mode: https://doi.org/10.2166/wst.2016.598.
Modelling the viability of heat recovery from combined sewers [Electronic resource] / M. Abdel-Aal, R. Smits, M. Mohamed, K. De Gussem, A. Schellart, S. Tait // Water Science & Technology. – 2014. – № 70(2). – Рр. 297-306. – Accessed mode: https://doi.org/10.2166/wst.2014.218.
Using Long Term Simulations to Understand Heat Transfer Processes during Steady Flow Conditions in Combined Sewers [Electronic resource] / M. Abdel-Aal, S. Tait, M. Mohamed, A. Schellart // Water. – 2021. – № 13(570). – Accessed mode: https://doi.org/10.3390/w13040570.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
