Комбинированные системы теплоснабжения с квартальными тепловыми насосами исследовались в работах [1–8]. В [1] предложена система с «ТЭЦ-абсорбционные квартальные насосы», где прямая сетевая вода от ТЭЦ подается в испаритель теплового насоса. Используется работа по пониженному температурному графику. Снижается коэффициент собственных нужд ТЭЦ, уменьшаются тепловые потери в магистральных теплопроводах и возрастает коэффициент полезного действия транспорта теплоты, снижается давление в теплофикационном отборе и, как следствие, увеличение выработки электроэнергии комбинированным способом, что вызывает экономию топлива. В [2] рассмотрена комбинированная система теплоснабжения, где предлагается использовать парокомпрессионный насос на диоксиде углерода в качестве рабочего тела. В [3] исследована система «ТЭЦ с газосетевым подогревателем и фреоновыми термотрансформаторами». В [4] предлагается система «ТЭЦтепловые насосы», где тепловые насосы отбирают теплоту из озера, реки и т.п. В [6] используется система «ТЭЦабсорбционные тепловые насосы», в которой теплота к абсорбционному тепловому насосу подается от источника геотермальной теплоты.
Отличием представленной работы от известных является то, что в схеме «ТЭЦ-ПКТН» теплонасосная установка на диоксиде углерода состоит из двух тепловых насосов: одного для отопления, а второго для получения горячей воды. При этом тепловой насос для получения горячей воды может работать круглогодично с использованием в отопительный период как теплоты прямой сетевой воды при пониженном температурном графике системы теплоснабжения, так и теплоты наружного воздуха. Теплота наружного воздуха используется для согласования теплового насоса с низкотемпературной системой теплоснабжения. В остальное время года тепловой насос для системы ГВС работает с использованием только теплоты наружного воздуха. Приведена схема использования теплоты наружного воздуха для корректировки режима работы отопительного теплового насоса.
Схема комбинированной системы теплоснабжения. На рис.1 представлена схема системы теплоснабжения. Теплонасосная установка состоит из двух тепловых насосов: первого – отопительного и второго – для системы горячего водоснабжения (ГВС). Первый тепловой насос – двухступенчатый с двумя ступенями 1 и 2, нагруженными на газоохладитель 3.