Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла

Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла

Предложена методика расчета и оптимизации совместной работы энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса (ТН) и грунтового сезонного аккумулятора тепла (САТ) в системе теплообеспечения энергоактивного здания. Приведены расчетные годовые графики изменения температур грунтового САТ, теплон...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2011
Автор: Страшко, В.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут газу НАН України 2011
Назва видання:Энерготехнологии и ресурсосбережение
Теми:
Энергосберегающие технологии
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126966
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла / В.В. Страшко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 2. — С. 20-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-126966
record_format dspace
spelling irk-123456789-1269662017-12-08T03:02:50Z Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла Страшко, В.В. Энергосберегающие технологии Предложена методика расчета и оптимизации совместной работы энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса (ТН) и грунтового сезонного аккумулятора тепла (САТ) в системе теплообеспечения энергоактивного здания. Приведены расчетные годовые графики изменения температур грунтового САТ, теплоносителя на входе ТН, теплоносителя грунтового САТ при прямом нагреве (отопление), изменения теплопотерь здания, теплопотерь грунтового САТ, зарядки грунтового САТ и суммарного теплового баланса здания, а также годовые диаграммы продолжительности суточной работы ТН без и с учетом прямого нагрева. Запропоновано методологію розрахунку та оптимізації сумісної роботи енергоактивної огороджувальної конструкції, теплової помпи (ТП) та грунтового сезонного акумулятора тепла (САТ) у системі теплозабезпечення енергоактивної будівлі. Наведено річні графіки зміни температур грунтового САТ, теплоносія на вході ТП, теплоносія грунтового САТ при прямому нагріві (опалення), змін тепловтрат будівлі, тепловтрат грунтового САТ, зарядки грунтового САТ та сумарного теплового балансу будівлі, а також річні діаграми часу добової роботи ТП без та з урахуванням прямого нагріву. The methodology of calculation and optimization of energy-active enclosure structure, thermal pump (TP) and soil seasonal heat accumulator (SHA) in energy-active buildings heating system is proposed. The calculated annual diagrams of temperatures changes for SHA, heat-carrier on the TP input, SHA heat-carrier at direct heating-up (heating), buildings thermal loss variation, SHA thermal loss, SHA charge and building total thermal balance are adduced. The annual diagrams of TP daily operational duration taking into consideration or without direct heating are also displayed. 2011 Article Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла / В.В. Страшко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 2. — С. 20-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126966 662.987:697.7 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Энергосберегающие технологии
Энергосберегающие технологии
spellingShingle Энергосберегающие технологии
Энергосберегающие технологии
Страшко, В.В.
Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
Энерготехнологии и ресурсосбережение
description Предложена методика расчета и оптимизации совместной работы энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса (ТН) и грунтового сезонного аккумулятора тепла (САТ) в системе теплообеспечения энергоактивного здания. Приведены расчетные годовые графики изменения температур грунтового САТ, теплоносителя на входе ТН, теплоносителя грунтового САТ при прямом нагреве (отопление), изменения теплопотерь здания, теплопотерь грунтового САТ, зарядки грунтового САТ и суммарного теплового баланса здания, а также годовые диаграммы продолжительности суточной работы ТН без и с учетом прямого нагрева.
format Article
author Страшко, В.В.
author_facet Страшко, В.В.
author_sort Страшко, В.В.
title Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
title_short Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
title_full Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
title_fullStr Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
title_full_unstemmed Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
title_sort совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла
publisher Інститут газу НАН України
publishDate 2011
topic_facet Энергосберегающие технологии
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126966
citation_txt Совместная работа энергоактивной ограждающей конструкции, теплового насоса и грунтового сезонного аккумулятора тепла / В.В. Страшко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 2. — С. 20-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series Энерготехнологии и ресурсосбережение
work_keys_str_mv AT straškovv sovmestnaârabotaénergoaktivnojograždaûŝejkonstrukciiteplovogonasosaigruntovogosezonnogoakkumulâtoratepla
first_indexed 2025-07-09T06:02:57Z
last_indexed 2025-07-09T06:02:57Z
_version_ 1837148129882800128
fulltext Ðîñò öåí íà ýíåðãîíîñèòåëè, óìåíüøåíèå èõ çàïàñîâ è ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ïàðíèêîâûì ýôôåêòîì, ïðèâåëè ê íåîáõîäèìîñòè âíåäðåíèÿ â ïðàêòèêó ïðîåêòèðîâàíèÿ, ñòðîèòåëüñòâà è ðåêîí- ñòðóêöèè îáúåêòîâ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ â ñîîò- âåòñòâèè ñ êîíöåïöèåé «Ýíåðãîàêòèâíûõ çäàíèé» (ÅÀ — Energy-Active Buildings) [1]. Ýíåðãîàêòèâíûå çäàíèÿ, ïî ìíåíèþ àâòîðà, èìåþò êîìïëåêñíûå ñèñòåìû ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ (ÊÑÝÎ): ãîðÿ÷åå âîäîñíàáæåíèå (ÃÂÑ), îòîï- ëåíèå, âåíòèëÿöèþ è êîíäèöèîíèðîâàíèå, âêëþ÷àþùèå òàêèå îñíîâíûå ýëåìåíòû, êàê ýíåðãîàêòèâíûå îãðàæäàþùèå ñòðîèòåëüíûå êîíñòðóêöèè (ÝÀÎÊ) (ýíåðãîàêòèâíûå êðûøè è ôàñàäû), òåïëîâûå íàñîñû (ÒÍ), ñåçîííûå àêêóìóëÿòîðû òåïëà (ÑÀÒ), â ïåðâóþ î÷åðåäü ãðóíòîâûå, è èñïîëüçóþùèå âîçîáíîâëÿåìûå èñòî÷íèêè ýíåðãèè (ýíåðãèþ ñîëíå÷íîãî èçëó÷å- íèÿ, òåïëî ãðóíòà è âîçäóõà, â òîì ÷èñëå âû- áðîñíîãî). Ýêñïëóàòàöèÿ òàêèõ çäàíèé áàçèðó- åòñÿ íà óòèëèçàöèè ïîñòóïàþùåãî íà åãî ïî- âåðõíîñòü â òåïëûé ïåðèîä ãîäà ñîëíå÷íîãî èç- ëó÷åíèÿ, àêêóìóëÿöèè ïîëó÷åííîãî òåïëà â ñå- çîííîì àêêóìóëÿòîðå è êðóãëîãîäè÷íîì åãî èñ- 20 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 Ýíåðãîñáåðåãàþùèå òåõíîëîãèè ÓÄÊ 662.987:697.7 Ñîâìåñòíàÿ ðàáîòà ýíåðãîàêòèâíîé îãðàæäàþùåé êîíñòðóêöèè, òåïëîâîãî íàñîñà è ãðóíòîâîãî ñåçîííîãî àêêóìóëÿòîðà òåïëà Ñòðàøêî Â.Â. ÍÈÈ ýíåðãåòèêè Äíåïðîïåòðîâñêîãî íàöèîíàëüíîãî óíèâåðñèòåòà Ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà ðàñ÷åòà è îïòèìèçàöèè ñîâìåñòíîé ðàáîòû ýíåðãîàêòèâíîé îãðàæ- äàþùåé êîíñòðóêöèè, òåïëîâîãî íàñîñà (ÒÍ) è ãðóíòîâîãî ñåçîííîãî àêêóìóëÿòîðà òåï- ëà (ÑÀÒ) â ñèñòåìå òåïëîîáåñïå÷åíèÿ ýíåðãîàêòèâíîãî çäàíèÿ. Ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíûå ãîäîâûå ãðàôèêè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóð ãðóíòîâîãî ÑÀÒ, òåïëîíîñèòåëÿ íà âõîäå ÒÍ, òåïëîíîñèòåëÿ ãðóíòîâîãî ÑÀÒ ïðè ïðÿìîì íàãðåâå (îòîïëåíèå), èçìåíåíèÿ òåïëîïî- òåðü çäàíèÿ, òåïëîïîòåðü ãðóíòîâîãî ÑÀÒ, çàðÿäêè ãðóíòîâîãî ÑÀÒ è ñóììàðíîãî òåï- ëîâîãî áàëàíñà çäàíèÿ, à òàêæå ãîäîâûå äèàãðàììû ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñóòî÷íîé ðàáî- òû ÒÍ áåç è ñ ó÷åòîì ïðÿìîãî íàãðåâà. Êëþ÷åâûå ñëîâà:ýíåðãîàêòèâíûå çäàíèÿ, ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ, ñåçîííûé àêêóìóëÿòîð òåïëà, òåïëîâîé íàñîñ, ãåëèîïðîôèëü. Çàïðîïîíîâàíî ìåòîäîëîã³þ ðîçðàõóíêó òà îïòèì³çàö³¿ ñóì³ñíî¿ ðîáîòè åíåðãîàêòèâíî¿ îãîðîäæóâàëüíî¿ êîíñòðóêö³¿, òåïëîâî¿ ïîìïè (ÒÏ) òà ãðóíòîâîãî ñåçîííîãî àêóìóëÿ- òîðà òåïëà (ÑÀÒ) ó ñèñòåì³ òåïëîçàáåçïå÷åííÿ åíåðãîàêòèâíî¿ áóä³âë³. Íàâåäåíî ð³÷í³ ãðàô³êè çì³íè òåìïåðàòóð ãðóíòîâîãî ÑÀÒ, òåïëîíîñ³ÿ íà âõîä³ ÒÏ, òåïëîíîñ³ÿ ãðóí- òîâîãî ÑÀÒ ïðè ïðÿìîìó íàãð³â³ (îïàëåííÿ), çì³í òåïëîâòðàò áóä³âë³, òåïëîâòðàò ãðóíòîâîãî ÑÀÒ, çàðÿäêè ãðóíòîâîãî ÑÀÒ òà ñóìàðíîãî òåïëîâîãî áàëàíñó áóä³âë³, à òàêîæ ð³÷í³ ä³àãðàìè ÷àñó äîáîâî¿ ðîáîòè ÒÏ áåç òà ç óðàõóâàííÿì ïðÿìîãî íàãð³âó. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: åíåðãîàêòèâí³ áóä³âë³, ñîíÿ÷íà åíåðã³ÿ, ñåçîííèé àêóìóëÿòîð òåïëà, òåïëîâà ïîìïà, ãåë³îïðîô³ëü. � Ñòðàøêî Â.Â., 2011 ïîëüçîâàíèè ñ ïîìîùüþ ÒÍ äëÿ íóæä ÃÂÑ è îòîïëåíèÿ. Ðàñ÷åòíîå óìåíüøåíèå ïîòðåáëåíèÿ âíåøíèõ ýíåðãîðåñóðñîâ äëÿ äàííûõ íóæä — îò 2 äî 50 ðàç. Ýíåðãîàêòèâíûå ôàñàäû è êðûøè ìîãóò áûòü âûïîëíåíû íà áàçå èííîâàöèîííîãî ïðî- äóêòà — ãåëèîïðîôèëÿ, ôîðìîîáðàçóþùåãî ñòðîèòåëüíîãî ìàòåðèàëà ñ òåïëîãåíåðèðóþùè- ìè è òåïëîïðåîáðàçóþùèìè ñâîéñòâàìè, êîòî- ðûé ìîíòèðóåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî íà óòåïëåí- íûé êàðêàñ ñîîðóæåíèÿ [2]. ÝÀÎÊ ïðåäñòàâëÿ- åò ñîáîé áîëüøîé ãåëèîêîëëåêòîð ñ êîíòóðàìè æèäêîãî è (èëè) âîçäóøíîãî òåïëîíîñèòåëåé, êîòîðûé â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ìîæåò áûòü ñî- âìåùåí ñ ñîëíå÷íîé áàòàðååé.  Óêðàèíå âûïóñêàþòñÿ ãåëèîïðîôèëè «ÒÅÏÑ» [3] è «Ôîòîí». Ìîùíîñòè çàâîäîâ ïî- çâîëÿþò âûïóñêàòü äî 900 òûñ. ì2/ãîä ãåëèî- ïðîôèëåé îáîèõ òèïîâ. Ãîòîâÿòñÿ ê ïðîèçâîäñò- âó ðàçíûå âèäû ãåëèîïðîôèëÿ «Ôîòîí», â òîì ÷èñëå â âàðèàíòå ýëåêòðîãåëèîïðîôèëÿ, ãåíåðè- ðóþùåãî äîïîëíèòåëüíî ê òåïëó ýëåêòðîýíåð- ãèþ. Âûïóñêàþòñÿ ðàçíûå âàðèàíòû ÒÍ ïî òè- ïó íèçêîïîòåíöèàëüíîãî èñòî÷íèêà òåïëà, óñò- ðîéñòâ òåïëîâîé íàãðóçêè, à òàêæå ïî òåìïåðà- òóðíûì ðåæèìàì ýêñïëóàòàöèè. Íàèáîëåå ýôôåêòèâíûìè ÒÍ ïðè êðóãëîãî- äè÷íîé ýêñïëóàòàöèè, â òîì ÷èñëå â ðåæèìå òåïëî/õîëîä, ÿâëÿþòñÿ ãåîòåðìàëüíûå, èñïîëü- çóþùèå â êà÷åñòâå íèçêîïîòåíöèàëüíîãî èñòî÷- íèêà òåïëà âåðòèêàëüíûå òåïëîîáìåííûå ñêâà- æèíû ñ ïëàñòèêîâûìè òðóáàìè [4]. Ýòî ïîçâî- ëÿåò îðãàíè÷íî ðåøèòü âîïðîñ ñîîðóæåíèÿ ÑÀÒ â âèäå ñèñòåìû èç ãðóïïû òåïëîîáìåííûõ ñêâà- æèí è îáúåìà ãðóíòà ìåæäó íèìè, â òîì ÷èñëå ïîä îáúåêòîì [5]. Êðîìå îáùåäîñòóïíîñòè, ãðóíò â êà÷åñòâå òåïëîàêêóìóëèðóþùåãî âåùå- ñòâà ÿâëÿåòñÿ áåçàëüòåðíàòèâíûì ïðè áîëüøèõ ðàñ÷åòíûõ òåïëîåìêîñòÿõ [6].  íàñòîÿùåå âðåìÿ âî Ëüâîâå ðåêîíñòðóè- ðîâàíî çäàíèå èçäàòåëüñòâà «Ýêîèíôîðì» ñ ýíåðãîàêòèâíîé êðûøåé [7], â Äíåïðîïåòðîâñêå ïîñòðîåí êîòòåäæ ñ ÷àñòè÷íî ðåàëèçîâàííîé êîíöåïöèåé «Ýíåðãîàêòèâíîãî Çäàíèÿ».  ñîîò- âåòñòâèè ñ äàííîé êîíöåïöèåé ñòðîèòñÿ êîòòåäæ â ïðèãîðîäå Äíåïðîïåòðîâñêà (ñîîðóæåí ãðóí- òîâûé ÑÀÒ ðàñ÷åòíîé ìàññêîé 4700 ò) [5]. Äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ýíåðãîàêòèâíûõ çäà- íèé ñàìûì âàæíûì ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ êîððåêòíî- ãî ðàñ÷åòà ÊÑÝÎ è ïàðàìåòðîâ îòäåëüíûõ åå êîìïîíåíòîâ â çàâèñèìîñòè îò õàðàêòåðèñòèê è íàçíà÷åíèÿ îáúåêòîâ. Îáîáùåííûé àëãîðèòì ðàñ÷åòà, èçëîæåííûé â äàííîé ñòàòüå, âêëþ÷àåò òðè ðàñ÷åòíûõ ìåõàíèçìà: ìîäåëèðîâàíèå ïðî- öåññà óòèëèçàöèè ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ÝÀÎÊ è ïðîöåññà çàðÿäêè ÑÀÒ; ìîäåëèðîâàíèå òåïëî- ïîòðåáëåíèÿ îáúåêòà â òå÷åíèå ãîäà; ìîäåëèðî- âàíèå ðàáîòû ÒÍ â òå÷åíèå ãîäà.  îáîáùåííîì àëãîðèòìå ó÷èòûâàþòñÿ êëèìàòè÷åñêèå, ãåîìåò- ðè÷åñêèå, ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå ïàðàìåòðû ÊÑÝÎ â öåëîì è îòäåëüíûõ åå ýëåìåíòîâ. Ìà- òåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ðàáîòû ÊÑÝÎ â òå÷åíèå ïåðâîãî ãîäà ñ íà÷àëà ýêñïëóàòàöèè è ïîñëåäóþùèõ ëåò ïîçâîëÿåò îïòèìèçèðîâàòü åå ïàðàìåòðû â çàâèñèìîñòè îò çàäàâàåìîé öåëå- âîé ôóíêöèè. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññà óòèëèçàöèè ñîë- íå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ÝÀÎÊ è ïðîöåññà çàðÿäêè ÑÀÒ ñ ó÷åòîì òåïëîïîòåðü ïðåäñòàâëåíî â [8]. Ïîñóòî÷íîå (â òå÷åíèå ñâåòîâîãî äíÿ) ìîäåëè- ðîâàíèå îïòèìàëüíîãî àëãîðèòìà ñ ó÷åòîì ââî- äèìûõ ïàðàìåòðîâ áàçèðóåòñÿ íà âçàèìíîé îï- òèìèçàöèè òåïëîïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÝÀÎÊ è ìîùíîñòè çàðÿäêè ÑÀÒ.  ðàñ÷åòå ó÷èòûâàþòñÿ ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: êîëè÷åñòâî, øàã, ãëóáè- íà òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí ÑÀÒ è ñõåìà èõ ðàçìåùåíèÿ; ìàòåðèàë, ðàäèóñ è òîëùèíà ñòåí- êè òðóáû òåïëîîáìåííèêà; òåïëîôèçè÷åñêèå õà- ðàêòåðèñòèêè ãðóíòà è òåìïåðàòóðà óäàëåííîãî åãî îáúåìà; ïëîùàäü, óãîë íàêëîíà ê ãîðèçîíòó, àçèìóò îò íàïðàâëåíèÿ íà þã è ãåîãðàôè÷åñêîå ïîëîæåíèå ÝÀÎÊ; ðàñ÷åòíûé êîýôôèöèåíò òåï- ëîïîòåðü ÝÀÎÊ; êîýôôèöèåíò âîñïðèÿòèÿ ñîë- íå÷íîé ýíåðãèè ãåëèîïðîôèëåì. Ñóòî÷íîå ìîäå- ëèðîâàíèå ìãíîâåííîé ìîùíîñòè ÝÀÎÊ ïðîâî- äèòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîãðàììû [9]. Àíàëèç èçìåíåíèÿ ïîñóòî÷íîãî è ïîìåñÿ÷- íîãî òåïëîïîòðåáëåíèÿ çäàíèé æèëîãî è àäìè- íèñòðàòèâíîãî íàçíà÷åíèÿ ïîçâîëÿåò äëÿ ìîäå- ëèðîâàíèÿ ðàçáèòü åãî íà äâå ñîñòàâëÿþùèå. Îäíà ñîñòàâëÿþùàÿ ïîñòîÿííà â òå÷åíèå ãîäà è ñ÷èòàåòñÿ êàê òåïëîïîòðåáëåíèå äëÿ ÃÂÑ. Âòî- ðàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ — îòîïèòåëüíîå òåïëîïî- òðåáëåíèå, èçìåíÿþùååñÿ â òå÷åíèå ãîäà. Òàê êàê ÑÀÒ ðàçìåùåíû ïîä çäàíèåì, îòîïèòåëüíàÿ ìîùíîñòü îïðåäåëÿåòñÿ òåïëîïîòåðÿìè ÷åðåç îãðàæäàþùèå êîíñòðóêöèè è âåíòèëÿöèîííûìè òåïëîïîòåðÿìè. È òå è äðóãèå ïðÿìî çàâèñÿò îò ðàçíîñòè íàðóæíîé [10] è âíóòðåííåé òåìïåðà- òóð âîçäóõà. Ýòî ïîçâîëÿåò, êðîìå ìåòåîäàí- íûõ, ââîäèòü äëÿ ðàñ÷åòà îäíó õàðàêòåðèñòèêó îáúåêòà — ðàñ÷åòíóþ ïèêîâóþ ñóììàðíóþ òåïëî- âóþ ìîùíîñòü äëÿ ñèñòåìû îòîïëåíèÿ. Ïðè ìîäå- ëèðîâàíèè òåïëîïîòðåáëåíèÿ îáúåêòà ïðèíèìàåì ñóòî÷íîå òåïëîïîòðåáëåíèå äëÿ âñåõ äíåé ìåñÿöà ïîñòîÿííûì, ðàññ÷èòûâàÿ åãî ñðåäíåå çíà÷åíèå äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà. Ñóòî÷íàÿ îòîïèòåëüíàÿ ìîùíîñòü îáúåêòà äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà ðàññ÷èòû- âàåòñÿ â ýòîì ñëó÷àå ïî ôîðìóëå, Âò: QÎÍ = ÊÒÏÎÁ (ÒÂÍ – ÒÍÌ), (1) ãäå ÊÒÏÎÁ — ðàñ÷åòíûé êîýôôèöèåíò òåïëîïî- òåðü îáúåêòà, Âò/Ê; ÒÂÍ — òåìïåðàòóðà âîçäó- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 21 õà âíóòðè îáúåêòà, �Ñ; ÒÍÌ — ñðåäíåìåñÿ÷íàÿ òåìïåðàòóðà íàðóæíàÿ âîçäóõà äëÿ êàæäîãî ìå- ñÿöà, �Ñ. Ðàñ÷åòíûé êîýôôèöèåíò òåïëîïîòåðü îáúåê- òà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ÷åðåç ðàñ÷åòíóþ ïèêîâóþ òåï- ëîâóþ ìîùíîñòü ñèñòåìû îòîïëåíèÿ îáúåêòà: ÊÒÏÎÁ = QÎÍÏÈÊ/(ÒÂÍ – ÒÍÏÈÊ), (2) ãäå QÎÍÏÈÊ — ðàñ÷åòíàÿ ïèêîâàÿ òåïëîâàÿ ìîùíîñòü ñèñòåìû îòîïëåíèÿ îáúåêòà, Âò; ÒÍÏÈÊ — òåìïåðàòóðà íàðóæíàÿ âîçäóõà äëÿ ðàñ÷åòà ÍÎÍÏÈÊ, �Ñ. Ìîäåëèðîâàíèå ðàáîòû ÒÍ ÿâëÿåòñÿ âàæ- íûì äëÿ êîíå÷íîé îöåíêè ýôôåêòèâíîñòè ïðè- ìåíåíèÿ êîíöåïöèè ýíåðãîàêòèâíûõ çäàíèé, òàê êàê ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòü óìåíüøåíèå ïîòðåáëå- íèÿ âíåøíèõ ýíåðãîðåñóðñîâ. Êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ÒÍ çàâèñèò îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð èñïàðèòåëÿ è êîíäåíñàòîðà. Åñëè òåìïåðàòóðó êîíäåíñàòîðà ìîæíî çàäàòü, ïðèíÿâ ñîîòâåòñòâóþùóþ ñèñòåìó îòîïëåíèÿ (ðåêîìåíäóåòñÿ íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ, 30–40 �Ñ), òî òåìïåðàòóðà èñïàðèòåëÿ ïðè ðàáî- òå ÒÍ â ñîñòàâå ÊÑÝÎ èçìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ, îïðåäåëÿåìûõ èçìåíåíèåì òåìïåðàòó- ðû ÑÀÒ. Ñóùåñòâóþò ÷èñòî òåîðåòè÷åñêèå ìåõàíèç- ìû ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ ÒÍ, îäíàêî èõ ðåçóëü- òàòû çíà÷èòåëüíî îòëè÷àþòñÿ îò ðåàëüíûõ. Ó÷åò ýòîãî ðàçëè÷èÿ ñ ïîìîùüþ ââåäåíèÿ ñîîò- âåòñòâóþùåãî êîýôôèöèåíòà ìàëîïðèãîäåí äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ ââèäó åãî ïîëíîé íåîï- ðåäåëåííîñòè. Ñ òî÷êè çðåíèÿ òî÷íîñòè, ïðåäñòàâëÿåòñÿ öåëåñîîáðàçíûì ïðèìåíèòü ðàñ÷åòíûé ìåõà- íèçì, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè äàííûõ, ïðèâîäèìûõ îáû÷íî â òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòà- öèè íà ðåàëüíûå ÒÍ.  ÷àñòíîñòè, â òåõíè÷å- ñêèõ ïàñïîðòàõ äëÿ ÒÍ ôèðìû «Âèññìàí» [11] ïðèâîäÿòñÿ òàáëè÷íûå è äèàãðàììíûå çàâèñè- ìîñòè çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà òåðìè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ÒÍ äëÿ ðàçíûõ òåìïåðàòóð ñèñ- òåì òåïëîñíàáæåíèÿ îáúåêòà îò òåìïåðàòóðû òå- ïëîíîñèòåëÿ íèçêîïîòåíöèàëüíîãî èñòî÷íèêà, â íàøåì ñëó÷àå ÑÀÒ. Çàâèñèìîñòè èìåþò ïðÿìîëèíåéíûé õàðàê- òåð è íåçíà÷èòåëüíî ðàñõîäÿùèéñÿ âèä. Äàí- íûé õàðàêòåð çàâèñèìîñòåé îáåñïå÷èâàåò òî÷- íóþ èíòåðïîëÿöèþ «âíóòðåííèõ» çíà÷åíèé, â òîì ÷èñëå ñðåäñòâàìè Excel. Îáîáùåííûé àëãîðèòì ðàñ÷åòà, ïîëîæåí- íûé â îñíîâó ìîäåëèðîâàíèÿ ôóíêöèîíèðîâà- íèÿ ÊÑÝÎ, áàçèðóåòñÿ íà óðàâíåíèè ñóòî÷íîãî òåïëîâîãî áàëàíñà ñèñòåìû äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà: ÍÑÁ = ÍÇÑÀÒ – ÍÒÍ – ÍÒÏÑÀÒ, (3) ãäå ÍÇÑÀÒ — ñóòî÷íàÿ çàðÿäêà ÑÀÒ, êÂò.÷; ÍÒÍ — ñóòî÷íàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà îáúåêòà, êÂò.÷; ÍÒÏÑÀÒ — ñóòî÷íûå òåïëîïîòåðè ÑÀÒ, êÂò.÷. Ñóòî÷íûå çàðÿäêà è òåïëîïîòåðè ÑÀÒ îïðå- äåëÿþòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ [8]. Ñóòî÷íàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà îáúåêòà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå: ÍÒÍ = 0,024 QÎÍ + ÍÏÎÑÒ, (4) ãäå ÍÏÎÑÒ — ñóòî÷íàÿ ïîñòîÿííàÿ ÷àñòü òåïëî- ïîòðåáëåíèÿ (ÃÂÑ), êÂò.÷ (åå çíà÷åíèå îïðåäå- ëÿåòñÿ ïàðàìåòðàìè îáúåêòà). Òåïëî ÍÑÁ çàïàñàåòñÿ â ãðóíòå ÑÀÒ, óâå- ëè÷èâàÿ åãî òåìïåðàòóðó. Ïðè îòðèöàòåëüíîì çíà÷åíèè òåïëîòû ñóòî÷íîãî áàëàíñà òåìïåðàòó- ðà ãðóíòà â ÑÀÒ óìåíüøàåòñÿ. Èçìåíåíèå òåì- ïåðàòóðû ãðóíòà (ñðåäíåâçâåøåííîé) â ÑÀÒ â òå÷åíèå ìåñÿöà ìîäåëèðóåòñÿ â ñëåäóþùåì ïî- ðÿäêå. Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû ãðóíòà ÑÀÒ íà êî- íåö ìåñÿöà ïðîâîäèòñÿ ïî ôîðìóëå: ÒÑÀÒÊ = ÒÑÀÒÍ + n ÍÑÁ/ÑÑÀÒ, (5) ãäå ÒÑÀÒÍ — òåìïåðàòóðà ãðóíòà â ÑÀÒ íà íà- ÷àëî ìåñÿöà, �Ñ; n — ÷èñëî äíåé â ìåñÿöå; ÑÑÀÒ — òåïëîåìêîñòü ÑÀÒ, êÂò.÷/�Ñ. Òåïëîåìêîñòü ÑÀÒ îïðåäåëÿåòñÿ åãî ãåîìåò- ðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè è òåïëîôèçè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ãðóíòà: ÑÑÀÒ = z h2 L �ÃÐ ñÃÐ, (6) ãäå z — ÷èñëî òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí, øò.; h — øàã òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí, ì; L — ãëóáèíà òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí, ì; �ÃÐ — ïëîòíîñòü ãðóíòà (ñðåäíåâçâåøåííàÿ), êã/ì3; ñÃÐ — òåïëî- åìêîñòü ãðóíòà (ñðåäíåâçâåøåííàÿ), êÂò.÷/�Ñ. Ââèäó òîãî, ÷òî ñóòî÷íûå çíà÷åíèÿ çàðÿäêè è òåïëîïîòåðü ÑÀÒ çàâèñÿò îò ñðåäíåâçâåøåí- íîé òåìïåðàòóðû ãðóíòà ÑÀÒ, ðàñ÷åò òåìïåðà- òóðû ãðóíòà ÑÀÒ íà êîíåö ìåñÿöà ïðîâîäèì ìå- òîäîì ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïðèáëèæåíèÿ.  ïåð- âîì ïðèáëèæåíèè ðàññ÷èòûâàåòñÿ ÒÑÀÒÊ ïî ôîðìóëå (5), ïðè ýòîì ÍÇÑÀÒ è ÍÒÏÑÀÒ ðàñ- ñ÷èòûâàþòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå ãðóíòà ÑÀÒ íà íà÷àëî ìåñÿöà. Çàòåì ðàññ÷èòûâàåòñÿ ÒÑÀÒÑÐ — ñðåäíåå çíà÷åíèå ìåæäó ïîëó÷åííîé â ïåð- âîì ïðèáëèæåíèè ÒÑÀÒÊ è ÒÑÀÒÍ. Âî âòîðîì ïðèáëèæåíèè ïðîâîäèòñÿ ïåðåðàñ÷åò ÍÑÁ, ÍÇÑÀÒ è ÍÒÏÑÀÒ ïðè ïîëó÷åííîì â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè çíà÷åíèè ÒÑÀÒÑÐ. Ïîâòîðíî ïðî- âîäèì ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû ÑÀÒ íà êîíåö ìåñÿ- öà ïî ôîðìóëå (5).  òðåòüåì ïðèáëèæåíèè ïðîöåäóðà ðàñ÷åòà ïîâòîðÿåòñÿ åùå ðàç, è ïîëó- ÷åííîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû ãðóíòà ÑÀÒ ÒÑÀÒÊ ïðèíèìàåòñÿ íà÷àëüíûì çíà÷åíèåì äëÿ ñëåäóþùåãî ìåñÿöà. Òàêèì îáðàçîì, ìîäåëèðó- åòñÿ ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû ÑÀÒ è ðàáîòû âñåé 22 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 ÊÑÝÎ â òå÷åíèå ãîäà. Ìîäåëèðîâàíèå íà÷èíà- åòñÿ ñ àïðåëÿ, íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà ÑÀÒ ïðè- íèìàåòñÿ ðàâíîé òåìïåðàòóðå óäàëåííîãî îáúå- ìà ãðóíòà. Ïðîöåññ ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîäîëæàåò- ñÿ äî âûõîäà ãîäîâîãî èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ÑÀÒ â óñòàíîâèâøèéñÿ ðåæèì. Ñóòî÷íàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà îáúåêòà ÍÒÍ äîëæíà áûòü îáåñïå÷åíà ïðè îïðåäåëåííûõ òåì- ïåðàòóðíûõ ïàðàìåòðàõ, â ÷àñòíîñòè, òåìïåðà- òóðû ñèñòåìû îòîïëåíèÿ è òåìïåðàòóðû ïðèãî- òîâëåíèÿ ãîðÿ÷åé âîäû.  ðàìêàõ äàííîé ñòà- òüè ðàññìàòðèâàåòñÿ âàðèàíò ðàáîòû ÒÍ ïî íà- ãðåâó äî òåìïåðàòóðû íèçêîòåìïåðàòóðíîé ñèñ- òåìû îòîïëåíèÿ (+35 �Ñ). Äîãðåâ äî íåîáõîäè- ìîé òåìïåðàòóðû äëÿ íóæä ÃÂÑ îò äîïîëíè- òåëüíîãî äîâîä÷èêà íå ó÷èòûâàåòñÿ. Ðàññìîòðèì ðàáîòó ÒÍ ñîâìåñòíî ñ ÑÀÒ â ñîñòàâå ÊÑÝÎ. Êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ÒÍ (ÊÒ) â äàííîé ñèñòåìå (ôîðìóëà îïðåäåëÿåòñÿ äëÿ êîíêðåòíîé êàòåãî- ðèè ÒÍ): ÊÒ = 0,095 ÒÒÍ + 4,57, (7) ãäå ÒÒÍ — òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ ÑÀÒ íà âõîäå â ÒÍ, �Ñ. Òåïëîâàÿ ìîùíîñòü ÒÍ, âûðàáàòûâàåìàÿ äëÿ òåïëîïîòðåáëåíèÿ îáúåêòà QÒÏ, çàâèñèò îò çàäàâàåìîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè ÒÍ (NÝË) è õîëîäèëüíîé ìîùíîñòè ÑÀÒ (NÕ).  äàííîì ñëó÷àå ïîä NÕ ïîíèìàåòñÿ ìîùíîñòü ðàçðÿäêè ÑÀÒ, çàâèñÿùàÿ îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð òåïëî- íîñèòåëÿ â òðóáàõ òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí è ñðåäíåâçâåøåííîé ãðóíòà ÑÀÒ. Äëÿ óïðîùåíèÿ ðàñ÷åòîâ ââåäåì êîýôôèöèåíò, õàðàêòåðèçóþ- ùèé ìîùíîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè ÑÀÒ, — óäåëüíàÿ ìîùíîñòü ÑÀÒ (ÊÒÑÀÒ). Ïðåîáðàçóÿ ñîîòíîøåíèÿ (6) â [8], ïîëó÷èì: ÊÒÑÀÒ = (2 � L z)/{(1/�ÒÎ) � � ln [rÒÎ/(rÒÎ – �ÒÎ)] + (1/�ÃÐ) � � [hÑÊ/(hÑÊ – rÒÎ �1/2)] � � ln [hÑÊ/rÒÎ �1/2) – 1]}, (8) ãäå ÊÒÑÀÒ — óäåëüíàÿ ìîùíîñòü ÑÀÒ, Âò/�Ñ; L — ãëóáèíà òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí, ì; z — êîëè- ÷åñòâî ñêâàæèí, øò.; �ÒÎ — êîýôôèöèåíò òåïëî- ïðîâîäíîñòè ìàòåðèàëà òðóáû òåïëîîáìåííîé ñêâà- æèíû, Âò/(ì.�Ñ); rÒÎ — íàðóæíûé äèàìåòð òðó- áû òåïëîîáìåííîé ñêâàæèíû, ì; �ÒÎ — òîëùèíà ñòåíêè òðóáû òåïëîîáìåííîé ñêâàæèíû, ì; �ÃÐ — êîýôôèöèåíò òåïëîïðîâîäíîñòè ãðóíòà, Âò/(ì.�Ñ); hÑÊ — øàã òåïëîîáìåííûõ ñêâàæèí, ì. Òåïåðü ìîæíî çàïèñàòü âûðàæåíèå äëÿ òåì- ïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ ÑÀÒ íà âõîäå â ÒÍ äëÿ ñåðåäèíû ðàñ÷åòíîãî ìåñÿöà: ÒÒÍ = 0,5 (ÒÑÀÒÊ + ÒÑÀÒÍ + + ÒÑÀÒ) – NÕ/ÊÒÑÀÒ, (9) ãäå ÒÑÀÒ — ðàçíîñòü òåìïåðàòóð òåïëîíîñèòå- ëÿ íà âõîäå è âûõîäå ÑÀÒ, �Ñ; NÕ — õîëîäèëü- íàÿ ìîùíîñòü, Âò. Òåïëîâàÿ ìîùíîñòü ÒÍ, âûðàáàòûâàåìàÿ äëÿ òåïëîïîòðåáëåíèÿ îáúåêòà QÒÏ, çàïèøåòñÿ òàê: QÒÏ = NÝË ÊÒ = = NÝË {0,095 [0,5 (ÒÑÀÒÊ + ÒÑÀÒÍ + ÒÑÀÒ) – ÊÒÑÀÒ NÕ] + 4,57}. (10) Õîëîäèëüíàÿ ìîùíîñòü NÕ îïðåäåëÿåòñÿ òàê: NÕ = NÝË (ÊÒ – 1) = (ÒÑÀÒÊ + + ÒÑÀÒÍ – ÒÑÀÒ)/(2 ÊÒÑÀÒ). (11) Ñðåäíåå ðàñ÷åòíîå âðåìÿ ðàáîòó ÒÍ â òå÷å- íèå ñóòîê äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà ñîñòàâèò: tÐ = ÍÒÍ/(NÕ + NÝË). (12) Ïðîàíàëèçèðîâàâ ìåõàíèçìû ðàáîòû ÒÍ è ÑÀÒ â ñîñòàâå ÊÑÝÎ, ïîëó÷èì ôîðìóëó äëÿ îïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèé ñóòî÷íîé òåïëîâîé íà- ãðóçêè îáúåêòà, êîòîðóþ íåîáõîäèìî èñïîëüçî- âàòü â óðàâíåíèè ñóòî÷íîãî òåïëîâîãî áàëàíñà ñèñòåìû (3): ÍÒÍ = NÕ tÐ. (13) Òàêèì îáðàçîì, îáîáùåííûé àëãîðèòì ðàñ- ÷åòà, ïîëîæåííûé â îñíîâó ìîäåëèðîâàíèÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÊÑÝÎ, áàçèðóåòñÿ íà óðàâ- íåíèè ñóòî÷íîãî òåïëîâîãî áàëàíñà ñèñòåìû äëÿ êàæäîãî ìåñÿöà (óðàâíåíèå (3)) ñ ó÷åòîì ôîð- ìóëû (13) è çà âû÷åòîì äîëè ýëåêòðîýíåðãèè, ïîòðåáëÿåìîé ÒÍ. Äëÿ ðàñ÷åòà èçìåíåíèÿ òåì- ïåðàòóðû ÑÀÒ â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ïðè ïðî- âåäåíèè ðàñ÷åòîâ ïî ôîðìóëå (5) ðàññ÷èòûâàåì çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ ÑÀÒ íà âõîäå â ÒÍ äëÿ ñåðåäèíû ðàñ÷åòíîãî ìåñÿöà ïî ôîðìóëå (9) áåç ó÷åòà ïîñëåäíåãî âû÷èòàåìîãî. Çàäàâàåìàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ÒÍ NÝË è ðàññ÷èòàííîå çíà÷åíèå ÒÒÍ ïîçâîëÿþò ðàññ÷è- òàòü, èñïîëüçóÿ ôîðìóëû (3), (7)–(13), ñóòî÷- íûé áàëàíñ ñèñòåìû ÍÑÁ è îïðåäåëèòü ÒÑÀÒÊ ïî ôîðìóëå (5). Àíàëîãè÷íî ïîäõîäó, èçëîæåí- íîìó â íà÷àëå ðàáîòû, ïðîâîäèì ðàñ÷åò ÒÑÀÒÊ âî âòîðîì è òðåòüåì ïðèáëèæåíèÿõ, íî ôîðìó- ëó (9) ïðèìåíÿåì â ïîëíîì âèäå. Íà ðèñ.1, 2 ïðèâåäåí ïðèìåð ãîäîâûõ ãðà- ôèêîâ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ÑÀÒ ñ íà÷àëà ýêñïëóàòàöèè ÊÑÝÎ äî óñòàíîâèâøåãîñÿ ðåæè- ìà è ñîîòâåòñòâóþùèé ïðèìåð ñîâìåùåííîãî ãî- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 23 äîâîãî ãðàôèêà èçìåíåíèÿ çíà÷åíèé ñîñòàâëÿþ- ùèõ ñóòî÷íîãî òåïëîâîãî áàëàíñà. Ðàñ÷åòû ïðîâîäèëèñü äëÿ óñëîâèé ã. Äíåïðî- ïåòðîâñêà (48,5� ñ.ø.) ñ ó÷åòîì ñëåäóþùèõ ïàðà- ìåòðîâ: íîðìèðîâàííûå òåïëîïîòåðè îáúåêòà — 40 Âò/ì2; îòàïëèâàåìàÿ ïëîùàäü — 200 ì2; êî- ëè÷åñòâî îòàïëèâàåìûõ ýòàæåé — 1,5; ðàñ÷åòíàÿ ïèêîâàÿ òåïëîâàÿ ìîùíîñòü ñèñòåìû îòîïëåíèÿ îáúåêòà — 8 êÂò; ñóòî÷íàÿ ïîñòîÿííàÿ ÷àñòü òåïëîïîòðåáëåíèÿ (ÃÂÑ) — 2 êÂò.÷; ïëîùàäü ÝÀÎÊ — 160 ì2; àçèìóò ÝÀÎÊ — 0�; óãîë íà- êëîíà ÝÀÎÊ ê ãîðèçîíòó — 40�; êîëè÷åñòâî òåïëîîáìåííûõ (ÒÎ) ñêâàæèí — 25 øò.; ïëàí ðàñïîëîæåíèÿ ÒÎ ñêâàæèí — 5 � 5 ì; ãëóáèíà ÒÎ ñêâàæèí — 25 ì; øàã ðàçìåùåíèÿ ÒÎ ñêâà- æèí — 1,6 ì. Äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû ÑÀÒ: âíåøíèé äèàìåòð òðóáû òåïëîîáìåííèêà — 0,05 ì; òîëùè- íà ñòåíêè òðóáû òåïëîîáìåííèêà — 0,0046 ì; êî- ýôôèöèåíò òåïëîïðîâîäíîñòè òðóáû òåïëîîáìåí- íèêà — 0,23 Âò/(ì.�Ñ); êîýôôèöèåíò òåïëîïðî- âîäíîñòè ãðóíòà — 1,5 Âò/(ì.�Ñ); òåìïåðàòóðà óäàëåííîãî îáúåìà ãðóíòà — 12 �Ñ; ïëîòíîñòü ãðóíòà — 1700 êã/ì3; òåïëîåìêîñòü ãðóíòà — 1230 Äæ/(êã.�Ñ); ðàçíîñòü òåìïåðàòóð òåïëîíî- ñèòåëÿ íà âõîäå è âûõîäå ÑÀÒ — 4 �Ñ; ìàêñè- ìàëüíàÿ âîçìîæíàÿ òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ â ÑÀÒ — 60 �Ñ. Äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû ÝÀÎÊ: ðàñ÷åò- íûé êîýôôèöèåíò òåïëîïîòåðü — 8 Âò/(ì2.�Ñ); êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ãåëèîïðîôèëåì — 0,9; êîýôôèöèåíò ïðîïóñêà- íèÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ïðîçðà÷íîé òåïëîèçî- ëÿöèåé — 0,85; äàííûå äëÿ ðàñ÷åòà êîíñòðóê- òèâíîãî êîýôôèöèåíòà ãåëèîïðîôèëÿ (êîýôôè- öèåíò íàêëîíà — 0,0179, êîíñòàíòà — 0,9951); ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ÒÍ — 0,7 êÂò. Ãðàôèêè ïîêàçûâàþò, ÷òî ÊÑÝÎ ýíåðãîàê- òèâíîãî çäàíèÿ âûõîäèò íà óñòàíîâèâøèéñÿ ðå- æèì ðàáîòû â òå÷åíèå 3 ëåò. Íà ðèñ.3 ïðèâåäåí ïðèìåð ãîäîâûõ ãðàôè- êîâ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóð ãðóíòîâîãî ÑÀÒ, òåï- ëîíîñèòåëÿ íà âõîäå ÒÍ è òåïëîíîñèòåëÿ ãðóí- òîâîãî ÑÀÒ ïðè ïðÿìîì íàãðåâå (îòîïëåíèå). Äîïîëíèòåëüíî íàíåñåíà ëèíèÿ òåìïåðàòóðû îòîïèòåëüíîé ñèñòåìû (+35 �Ñ). Íà ðèñ.4 ïðè- âåäåí ïðèìåð ñîîòâåòñòâóþùåé ñòîëáèêîâîé äèàãðàììû ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû ÒÍ è ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû ÒÍ ñ ó÷åòîì ïðÿìî- ãî íàãðåâà. Äëÿ íàãëÿäíîñòè èçîáðàæåíû ïðî- äîëæèòåëüíîñòü ñóòîê è ïðîäîëæèòåëüíîñòü íî÷íîãî òàðèôà. 24 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 Ðèñ.1. Ãîäîâûå ãðàôèêè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ÑÀÒ ñ íà- ÷àëà ýêñïëóàòàöèè ÊÑÝÎ äî óñòàíîâèâøåãîñÿ ðåæèìà: 1 — 1-é ãîä; 2 — 2-é ãîä; 3 — 3-é ãîä; 4 — îòîïëåíèå. Ðèñ.2. Ñîâìåùåííûé ãîäîâîé ãðàôèê èçìåíåíèÿ çíà÷åíèé, ñîñòàâëÿþùèõ ñóòî÷íûé òåïëîâîé áàëàíñ: 1 — òåïëî- ïîòðåáëåíèå îáîðóäîâàíèÿ; 2 — çàðÿäêà ÑÀÒ; 3 — òåïëî- ïîòðåáëåíèå ÑÀÒ; 4 — òåïëîâîé áàëàíñ. Ðèñ.3. Ãîäîâûå ãðàôèêè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ÑÀÒ, òåï- ëîíîñèòåëÿ íà âõîäå ÒÍ è òåïëîíîñèòåëÿ ÑÀÒ ïðè ïðÿìîì íàãðåâå. Ïðèâåäåííûå ãðàôèêè ñîîòâåòñòâóþò ðàñ- ÷åòíîìó âàðèàíòó îáúåêòà â âèäå æèëîãî êîò- òåäæà, îáîðóäîâàííîãî ÊÑÝÎ ïî êîíöåïöèè ýíåðãîàêòèâíîãî çäàíèÿ, è ïðåäíàçíà÷åíû òîëü- êî äëÿ äåìîíñòðàöèè ðàáîòû ïðåäëîæåííîãî àë- ãîðèòìà ìîäåëèðîâàíèÿ îáúåêòà.  ðåçóëüòàòå ðàñ÷åòà ïîëó÷åíû ñëåäóþùèå äîïîëíèòåëüíûå ðàñ÷åòíûå ïàðàìåòðû îáúåêòà è ÊÑÝÎ: ìîù- íîñòü ïèêîâîãî äîãðåâàòåëÿ — 2,95 êÂò; ïðèâå- äåííàÿ ïëîùàäü ó÷àñòêà ÑÀÒ â ïëàíå — 64 ì2; ðàñ÷åòíûé îáúåì ÑÀÒ — 1600 ì3; ðàñ÷åòíàÿ ìàññà ÑÀÒ — 2720 ò; óäåëüíàÿ òåïëîåìêîñòü ÑÀÒ — 929 êÂò.÷/�C; óäåëüíàÿ ìîùíîñòü ÑÀÒ — 2,19 êÂò.÷/�C; ãîäîâàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà îáúåêòà — 16,9 ÌÂò.÷; ãîäîâîå òåïëîâîå àêêó- ìóëèðîâàíèå ÑÀÒ — 31,1 ÌÂò.÷; ãîäîâîå óìåíüøåíèå ïîòðåáëåíèÿ âíåøíèõ ýíåðãîðåñóð- ñîâ — 7,8 ðàçà, òî æå, çà îòîïèòåëüíûé ñåçîí — 7,94 ðàçà; òî æå, ñ ó÷åòîì ðåæèìà ïðÿìîãî íàãðåâà — 11,3 ðàçà. Ïðåäëîæåííûé àëãîðèòì ìîäåëèðîâàíèÿ ðà- áîòû ÊÑÝÎ ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü óñëîâèÿ è ïà- ðàìåòðû ðàáîòû â ðåæèìå ïðÿìîãî íàãðåâà.  ýòîì ðåæèìå òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ â ÑÀÒ áîëüøå òåìïåðàòóðû ñèñòåìû îòîïëåíèÿ îáúåêòà íà ðàçíîñòü, îáåñïå÷èâàþùóþ äîñòàòî÷íóþ òåï- ëîâóþ ìîùíîñòü äëÿ òåïëîîáåñïå÷åíèÿ îáúåêòà äëÿ äàííîãî ìåñÿöà. Ðàñ÷åò ïðîâîäèòñÿ ïî ôîð- ìóëå (9). Ðàáîòà â ðåæèìå ïðÿìîãî íàãðåâà âîç- ìîæíà ïîêà ðàññ÷èòàííàÿ òåìïåðàòóðà âûøå òåì- ïåðàòóðû ñèñòåìû îòîïëåíèÿ îáúåêòà.  èíîå âðåìÿ ïðè íåîáõîäèìîñòè òðåáóåòñÿ âêëþ÷åíèå ÒÍ. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîâîäèòñÿ ìåòîäîì ïîñëå- äîâàòåëüíîãî ïðèáëèæåíèÿ áåç ó÷åòà ðàáîòû ÒÍ. Èçëîæåííûé â ñòàòüå àëãîðèòì ðåàëèçîâàí ïðîãðàììíûìè ñðåäñòâàìè Excel è ïîçâîëÿåò ïðî- âîäèòü ðàñ÷åòû â ïîëóàâòîìàòè÷åñêîì ðåæèìå â ñî- îòâåòñòâèè ñ çàäàííûìè ôóíêöèÿìè îïòèìèçàöèè. Äîïîëíèòåëüíàÿ èíôîðìàöèÿ äîñòóïíà íà ñàéòàõ http://energy-active-buildings.narod2.ru è http://solar-house.ning.com. Âûâîäû Êîíöåïöèÿ ýíåðãîàêòèâíîãî äîìà ïîçâîëÿåò â íåñêîëüêî ðàç ñíèçèòü ïîòðåáíîñòü âî âíåøíèõ ýíåðãîðåñóðñàõ äëÿ íóæä ÃÂÑ, îòîïëåíèÿ, âåí- òèëÿöèè è êîíäèöèîíèðîâàíèÿ. Èçëîæåííûé ðàñ÷åòíûé ìåõàíèçì ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü ïàðà- ìåòðû ýëåìåíòîâ êîìïëåêñíîé ñèñòåìû ýíåðãî- îáåñïå÷åíèÿ äëÿ îáúåêòîâ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷å- íèÿ, èñõîäÿ èç çàäàííûõ ôóíêöèé îïòèìèçàöèè. Ýòî ìèíèìèçàöèÿ ðàçîâûõ çàòðàò íà îáîðóäîâà- íèå, ýêñïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ, ñóììàðíûõ ðàçîâûõ è ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò âî âðåìåí- íÎì èíòåðâàëå è ò.ï. Íàëè÷èå ðàñ÷åòíûõ ìåõàíèçìîâ áóäåò ñïî- ñîáñòâîâàòü íà÷àëó øèðîêîãî âíåäðåíèÿ êîí- öåïöèè ýíåðãîàêòèâíîãî äîìà â ïðàêòèêó íîâî- ãî ñòðîèòåëüñòâà è ðåêîíñòðóêöèþ ñóùåñòâóþ- ùèõ îáúåêòîâ, ÷òî â ïåðñïåêòèâå ïðåäïîëàãàåò: 1) çàìåíó ýëåêòðè÷åñêîé è âîçîáíîâëÿåìîé ýíåðãèè ýíåðãèåé ïðèðîäíîãî ãàçà â ñåêòîðå ÆÊÕ áåç ñóùåñòâåííîãî óâåëè÷åíèÿ íàãðóçêè íà ñóùåñòâóþùèå ýëåêòðè÷åñêèå ñåòè; 2) âîç- ìîæíîñòü øèðîêîãî èñïîëüçîâàíèÿ íî÷íîãî òà- ðèôà, ÷òî áëàãîïðèÿòíî ñêàæåòñÿ íà ðàáîòå ýëåê- òðîãåíåðèðóþùèõ ïðåäïðèÿòèé è ñîçäàñò ïðåäïî- ñûëêè äëÿ èõ ðîñòà, â òîì ÷èñëå çà ñ÷åò àòîìíîãî è óãîëüíîãî ñåêòîðîâ; 3) èñïîëüçîâàíèå âûñâî- áîæäàþùèõñÿ îáúåìîâ ãàçà îòå÷åñòâåííîé äîáû- ÷è äëÿ ïîòðåáëåíèÿ â ìåòàëëóðãè÷åñêîé è õèìè- ÷åñêîé îòðàñëÿõ. Ýòî ïîâûñèò êîíêóðåíòîñïîñîá- íîñòü èõ ïðîäóêöèè è ïîçâîëèò óìåíüøàòü çàêóï- êè èìïîðòíîãî ãàçà; 4) ñíèæåíèå öåí íà ïðîäóê- öèþ ìåòàëëóðãè÷åñêîé è õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåí- íîñòè áëàãîòâîðíî ñêàæåòñÿ íà îñòàëüíûõ õîçÿé- ñòâåííûõ îòðàñëÿõ Óêðàèíû: ñòðîèòåëüíîé, ìà- øèíîñòðîåíèè, ñåëüñêîì õîçÿéñòâå. Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå êîíöåïöèè «Ýíåðãî- àêòèâíûõ çäàíèé» ïîçâîëèò ïîëó÷èòü íå òîëüêî çíà÷èòåëüíûé ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò, íî è èñ- ïîëüçîâàòü âîçîáíîâëÿåìûå èñòî÷íèêè ýíåðãèè íà êà÷åñòâåííî íîâîì óðîâíå. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Ñòðàøêî Â.Â. Ñîíÿ÷íèé äàõ ³ç ãåë³îïðîô³ëþ ÒÅÏÑ : Êîìïëåêñíå ð³øåííÿ ïèòàíü ãàðÿ÷îãî âîäîïîñòà÷àí- íÿ, îïàëåííÿ, âåíòèëÿö³¿ òà êîíäèö³þâàííÿ îá’ºêò³â // Áóä³âíèöòâî Óêðà¿íè. — 2006. — ¹ 1. — Ñ. 10–16. 2. Ñòðàøêî Â., Ïîäëåï³÷ Â., Áåçíîùåíêî Ä. Ãåë³îïðîô³ëü ÒÅÏÑ : Åíåðãîàêòèâí³ îãîðîäæó- âàëüí³ êîíñòðóêö³¿ // Ðèíîê ³íñòàëÿö³é. — 2005. — ¹ 4. — Ñ. 12–13. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 25 Ðèñ.4. Äèàãðàììû ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû ÒÍ è ÒÍ ñ ó÷åòîì íî÷íîãî òàðèôà â òå÷åíèå ãîäà. 3. Ïàò. 65474 Óêð., MÏK8 F 24 J 2/04, F 24 J 2/24, F 24 J 2/34. Ñîíÿ÷íèé êîëåêòîð / Â.Â.Ñòðàøêî, Â.Þ. Ïîäëºï³÷, Ä.Â.Áåçíîùåíêî. — Îïóáë. 15.09.06. 4. Âàñèëüåâ Ã.Ï., Øèëêèí Í.Â. Èñïîëüçîâàíèå íèç- êîïîòåíöèàëüíîé òåïëîâîé ýíåðãèè çåìëè â òåïëî- íàñîñíûõ ñèñòåìàõ // ÀÂÎÊ. — 2003. — ¹ 2. 5. Ñòðàøêî Â.Â. Ýíåðãîàêòèâíûé êîòòåäæ : Ñåçîííûé àêêóìóëÿòîð òåïëà // Ðåêîíñòðóêö³ÿ æèòëà. — 2008. — Âûï. 9. — Ñ. 285–294. 6. Êàçàíäæàí Á.È. Ñîâðåìåííûå ñèñòåìû ñîëíå÷íîãî òåïëîñíàáæåíèÿ // Ýíåðãèÿ. — 2005. — ¹ 12. 7. Âàíüêîâè÷ Ð., Äåíèñ Î., Ñàâóê Ð. Êîìôîðò â³ä ñîíöÿ — ðåàëüí³ñòü ó Ëüâîâ³ // Åêîíîì³ÿ. Åêîëîã³ÿ. Êîìôîðò : Ìàòåð³àëè ì³æíàð. íàóê.- ïðàê. ñåì. (Ëüâ³â, 22–23 ëþò. 2006 ð.). — Ëüâ³â, 2006. — Ñ. 7–8. 8. Ñòðàøêî Â.Â. Ñîâìåñòíàÿ ðàáîòà ýíåðãîàêòèâíîé îãðàæäàþùåé êîíñòðóêöèè è ãðóíòîâîãî ñåçîííî- ãî àêêóìóëÿòîðà òåïëà â ðåæèìå çàðÿäêè // Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 2009. — ¹ 5. — Ñ. 31–37. 9. «Èíñîëÿöèÿ – Óêðàèíà». Ïðîãðàììà äëÿ ðàñ÷åòà ñóììàðíîé ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè, ïîñòóïàþùåé íà ïðîèçâîëüíî îðèåíòèðîâàííóþ íàêëîííóþ ïî- âåðõíîñòü â óñëîâèÿõ Óêðàèíû / Â.Â.Ñòðàøêî; ÍÈÈ ýíåðãåòèêè Äíåïðîïåòð. íàö. óí-òà. — Äíåïðîïåòðîâñê, 2004–2010. 10. ÑÍèÏ 23-01-99. Ñòðîèòåëüíàÿ êëèìàòîëîãèÿ. — Ì. : Ñòðîéèçäàò, 1999. 11. Vitocal 300/350. Òåïëîâûå íàñîñû. Òåõíè÷åñêèé ïàñïîðò. 5829 119-3 GUS 4/2003. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 09.06.10 26 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 2 Energy-Active Enclosure Structure with Thermal Pump and Soil Seasonal Heat Accumulator Combined Operation Strashko V.V. Scientific Research Institute of Power of Dnepropetrovsk National University The methodology of calculation and optimization of energy-active enclosure structure, thermal pump (TP) and soil seasonal heat accumulator (SHA) in energy-active buildings heating system is proposed. The calculated annual diagrams of temperatures changes for SHA, heat-carrier on the TP input, SHA heat-carrier at direct heating-up (heating), buildings thermal loss variation, SHA thermal loss, SHA charge and building total ther- mal balance are adduced. The annual diagrams of TP daily operational duration taking into consideration or without direct heating are also displayed. Key words: senergy-active buildings, solar energy, soil seasonal heat accumulator, ther- mal pump, heliocontour. Received June 9, 2010 Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë «Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546) íà 2011 ã. ïî Êàòàëîãó èçäàíèé Óêðàèíû, Êàòàëîãó Àãåíòñòâà «Ðîñïå÷àòü», Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà «ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ» äëÿ èçäàíèé, âûïóñêàåìûõ àêàäåìèÿìè íàóê — ÷ëåíàìè ÌÀÀÍ Èíôîðìàöèþ î æóðíàëå è ïðàâèëàõ îôîðìëåíèÿ ñòàòåé ìîæíî íàéòè íà ñàéòàõ: http://www.ingas.org.ua/index.files/Page765.htm http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/ETRS/index.html

Схожі ресурси