Работа горизонтальной системы теплосбора в почвенно-климатических условиях Краснодарского края
Автор: Чернышев Дмитрий Андреевич
Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Статья в выпуске: 6 (81), 2019 года.
Бесплатный доступ
В работе исследуются режимы работы горизонтального грунтового теплообменника теплового насоса в условиях Краснодарского края. Моделирование показало, что при увеличении значения съема тепла с грунта горизонтальным грунтовым теплообменником с 25 Вт/м до 95 Вт/м минимальная температура грунта в отопительный период в области залегания теплообменника падает с 3,6 °С до -1,6 °С, при этом коэффициент преобразования теплового насоса уменьшается с 2,49 до 1,98. Согласно результатам расчетного моделирования в летний период температура грунта в зоне теплообменника при малом отборе тепла достигает температура непотревоженного грунта, при максимальном отборе в рамках рассматриваемой задачи температур грунта падает на 1 °С по сравнению с температурой непотревоженного грунта.
Тепловой насос, горизонтальный грунтовый теплообменник, коэффициент преобразования, системы теплосбора, температурное распределение
Короткий адрес: https://sciup.org/143170702
IDR: 143170702 | УДК: 621.577.22
Operation of horizontal ground heat exchanger in climatic conditions of the Krasnodar region
Modes of operation of horizontal ground heat exchanger of heat pump in Krasnodar region of Russia are investigated in this work. Ground temperature decreases from 3,6 °С to -1,6 °С in the area of the heat exchanger during the heating period due to increase of the heat removal of the heat exchanger from 25 W/m to 95 W/m, in this connection the coefficient of performance respectively decreases from 2,49 to 1,98. According to the results of mathematical modeling the temperature of the ground in the case of minimum heat removal reaches a temperature of undisturbed ground, the temperature of the ground in the case of maximum heat removal is reduced by 1 °C compared to the temperature of undisturbed ground.
Список литературы Работа горизонтальной системы теплосбора в почвенно-климатических условиях Краснодарского края
- Батухтин А. Г. Использование тепловых насосов для повышения тепловой мощности и эффективности существующих систем централизованного теплоснабжения // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2010. № 2-2 (100). С.28-33.
- Васильев Г. П. Геотермальные теплонасосные системы теплохладоснабжения зданий и сооружений // Наука и техника транспорта. 2006. № 1. С. 78-87.
- Васильев Г.П., Песков Н.В., Горнов В.Ф., Колесова М.В. Эффективность использования низкопотенциального геотермального тепла в климатических условиях территории России // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2015. № 3. С. 30-38.
- Тарасова В.А., Харлампиди Д.Х., Шерстюк А.В. Моделирование тепловых режимов совместной работы грунтового теплообменника и теплонасосной установки // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2011. № 8 (53). С. 34-40.
- Васильев Г. П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной энергии поверхностных слоев Земли. М.: Граница, 2003. 176 с.
- Макарычев С.В. Теплофизические свойства черноземов (на примере дендрария НИИСС им. М.А. Лисавенко) // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2018. № 2 (160). С. 37-42.
- Архангельская Т.А., Величенко М.В., Тихонравова П.И. Тепловые свойства типичных черноземов Курской области // Почвоведение. 2016. № 10. С. 1178-1185.
- Филатов С.О., Володин В.И. Работа теплообменников утилизации теплоты грунта // Труды БГТУ. №3. Химия и технология неорганических веществ. 2011. № 3. С. 179-184.
- Lamarche L. Horizontal ground heat exchangers modelling // Applied Thermal Engineering. 2019. №155.Pp 534-545.
- Congedo P.M., Colangelo G., Starace G. CFD simulations of horizontal ground heat exchangers: A comparison among different configurations // Applied Thermal Engineering. 2012. № 33-34. Pp. 24-32.
- Adamovsky D., Neuberger P., Adamovsky R. Changes in energy and temperature in the ground mass with horizontal heat exchangers - The energy source for heat pumps // Energy and Buildings. 2015. № 92. Pp. 107-115.
- Go G., Lee S., Yoon S., Kim M. Optimum design of horizontal ground-coupled heat pump systems using spiral-coil-loop heat exchangers // Applied Energy. 2016. № 162. Pp. 330-345.
- Go G., Lee S., Nikhil N.V., Yoon S. A new performance evaluation algorithm for horizontal GCHPs (ground coupled heat pump systems) that considers rainfall infiltration // Energy. 2015. № 83. Pp. 766-777.
- Dasare R.R., Saha S.K. Numerical study of horizontal ground heat exchanger for high energy demand applications // Applied Thermal Engineering. 2015. № 85. Pp. 252-263.
- Филатов С. О., Володин В. И. Метод расчета и анализ совместной работы контура циркуляции грунтовых теплообменников и теплового насоса // Труды БГТУ. № Химия и технология неорганических веществ. 2013. № 3. С. 161-166.
- Nam Y., OOka R., Hwang S. Development of a numerical model to predict heat exchange rates for a ground-source heat pump system // Energy Build. 2008. № 40. Pp. 2133-2140.
- Bortoloni M., Bottarelli M., Su Y. A study on the effect of ground surface boundary conditions in modelling shallow ground heat exchangers // Applied Thermal Engineering. 2017. № 111. Pp. 1371-1377.
- Fujii H., Yamasaki S., Maehara T. Numerical modeling of slinky-coil horizontal ground heat exchangers considering snow coverage effects // Proceedings Thirty-Eighth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering. Stanford. 2013.
