ОПТИМАЛЬНІ УМОВИ РОБОТИ ВЕРТИКАЛЬНИХ ҐРУНТОВИХ ТЕПЛООБМІННИКІВ ДЛЯ ТЕПЛОНАСОСНИХ СИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Mykhailo Kostiantynovych Bezrodnyi; Natalia Oleksandrivna Prytula; Roman Volodymyrovych Perevortkin

doi:10.20535/1813-5420.4.2014.121286

Автор(и)

Mykhailo Kostiantynovych Bezrodnyi Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
Natalia Oleksandrivna Prytula Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
Roman Volodymyrovych Perevortkin Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2014.121286

Ключові слова:

тепловий насос, вертикальний ґрунтовий теплообмінник, низькотемпературна система опалення, мінімальні питомі затрати зовнішньої енергії

Анотація

В статті викладена методика визначення оптимальних умов роботи вертикального ґрунтового теплообмінника для теплонасосної системи низькотемпературного водяного опалення, що забезпечують мінімум енергетичних затрат на вироблення теплоти. Визначено, що при застосуванні вертикальних зондів для теплонасосної системи теплопостачання існує оптимальна швидкість теплоносія, якій відповідають мінімальні сумарні затрати електроенергії на систему опалення в цілому. Отримано співвідношення між характеристиками вертикального ґрунтового теплообмінника (глибина свердловини, інтенсивність відбору теплоти від ґрунту, діаметр труби, швидкість руху теплоносія) в оптимальних умовах його роботи. Показано, що оптимальна швидкість теплоносія в нижньому контурі та відповідні гідравлічні втрати залежить від глибини свердловини, діаметра труби теплообмінника та типу ґрунту, слабо залежать від теплофізичних характеристик теплоносія і практично не залежать від температурних умов роботи теплонасосної системи. Визначені співвідношення для характеристик вертикального ґрунтового теплообмінника можуть бути використані на стадії проектування теплонасосних систем теплопостачання з використанням теплоти ґрунту для забезпечення їх максимальної енергетичної ефективності.

Посилання

Мацевитый Ю. М. О рациональном использовании теплонасосных технологий в экономике Украины / Ю. М. Мацевитый, Н. Б. Чиркин, Л. С. Богданович, А. С. Клепанда // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2007. – No 3. – С. 20–31.

J. Lund Geothermal (ground-source) heat pumps a world overview / B. Sanner, L. Rybach, R. Curtis, G. Hellstrоm // GHC BULLETIN. – September 2004. – Р. 1 – 10.

Rybach L. Status and prospects of geothermal heat pumps (GHP) in Europe and worldwide; sustainability aspects of GHPs // International course of geothermal heat pumps. – 2002. – рр. 1 – 15.

Lund J. Geothermal (ground-source) heat pumps. A world overview / J. Lund, B. Sanner, L. Rybach, R. Curtis, G. Hellstrom // Renewable Energy World. – Vol. 6. – 2004. – рр. 1–10.

Безродний М. К. Теплові насоси та їх використання [Текст] : навч. посіб. / М. К. Безродний, І. І. Пуховий, Д. С. Кутра. – К.: НТУУ «КПІ», 2013. – 312 с.

Гершкович В. Ф. Особенности проектирования систем теплоснабжения зданий с тепловыми насосами / В. Ф. Гершкович. – К.: Украинская Академия Архитектуры ЧП “Энергоминимум”, 2009. – 60 с.

Гершкович В. Ф. Кое-что из американского опыта проектирования тепловых насосов / В. Ф. Гершкович // Тепловые насосы. – 2011. – No 1. – С. 12–19.

Безродний М. К. Оптимальна робота теплового насоса в низькотемпературних системах опалення з використанням теплоти ґрунту / М. К. Безродний, Н. О. Притула // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2012. – No 1. – С. 7–12.

Безродний М. К. Оптимальні характеристики ґрунтових теплообмінників для теплонасосних систем теплопостачання / М. К. Безродний, Н. О. Притула // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2012. – No 2. – С. 24–29.

Кордас О. Моделирование энергетических характеристик геотермальных систем / О. Кордас, Е.И. Никифорович // Прикладна гідромеханіка. – 2014. – No 1. – С. 42–52.

Оборудование WILO [Електронний ресурс] // Режим доступу – http://www.wilo.ua/cps/rde/xchg/ua-ua/layout.xsl/index.htm.

Шубин Е. П. Основные вопросы проектирования систем теплоснабжения городов / Е. П. Шубин. – М.: Энергия, 1979. – 359 с.

Теплофизические свойства водного раствора этиленгликоля [Електронний ресурс] // Режим доступу – http://www.dpva.info/Guide/GuideMedias/Antifreeze/MEGwaterProperties/.