Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки
В роботі представлено розроблену в Інституті технічної теплофізики Національної академії наук України теплофізичну чисельну модель для дослідження процесів гідродинаміки та теплообміну в горизонтальному ґрунтовому колекторі неглибокого залягання. Наведено результати верифікації даної моделі та розра...
Gespeichert in:
Datum: | 2017 |
---|---|
Hauptverfasser: | , , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Ukrainian |
Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2017
|
Schriftenreihe: | Промышленная теплотехника |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142364 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки / Б.І. Басок, О.М. Недбайло, І.К. Божко // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-142364 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1423642018-10-07T01:23:28Z Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки Басок, Б.І. Недбайло, О.М. Божко, І.К. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика В роботі представлено розроблену в Інституті технічної теплофізики Національної академії наук України теплофізичну чисельну модель для дослідження процесів гідродинаміки та теплообміну в горизонтальному ґрунтовому колекторі неглибокого залягання. Наведено результати верифікації даної моделі та розраховані основні енергетичні показники роботи ґрунтового колектора. В работе представлена разработанная в Институте технической теплофизики Национальной академии наук Украины теплофизическая численная модель для исследования процессов гидродинамики и теплообмена в горизонтальном грунтовом коллекторе неглубокого залегания. Приведены результаты верификации данной модели и рассчитаны основные энергетические показатели работы грунтового коллектора. The paper presents a thermophysical numerical model developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine for studying the processes of hydrodynamics and heat transfer in a shallow horizontal horizontal collector. The results of verification of this model are given and the main energy indicators of the ground collector operation are calculated. 2017 Article Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки / Б.І. Басок, О.М. Недбайло, І.К. Божко // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142364 697.329:621.577.22 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.3.2017.10 uk Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
spellingShingle |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Басок, Б.І. Недбайло, О.М. Божко, І.К. Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки Промышленная теплотехника |
description |
В роботі представлено розроблену в Інституті технічної теплофізики Національної академії наук України теплофізичну чисельну модель для дослідження процесів гідродинаміки та теплообміну в горизонтальному ґрунтовому колекторі неглибокого залягання. Наведено результати верифікації даної моделі та розраховані основні енергетичні показники роботи ґрунтового колектора. |
format |
Article |
author |
Басок, Б.І. Недбайло, О.М. Божко, І.К. |
author_facet |
Басок, Б.І. Недбайло, О.М. Божко, І.К. |
author_sort |
Басок, Б.І. |
title |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
title_short |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
title_full |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
title_fullStr |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
title_full_unstemmed |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
title_sort |
чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки |
publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
publishDate |
2017 |
topic_facet |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142364 |
citation_txt |
Чисельна модель роботи горизонтального грунтового колектора теплонасосної установки / Б.І. Басок, О.М. Недбайло, І.К. Божко // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
series |
Промышленная теплотехника |
work_keys_str_mv |
AT basokbí čiselʹnamodelʹrobotigorizontalʹnogogruntovogokolektorateplonasosnoíustanovki AT nedbajloom čiselʹnamodelʹrobotigorizontalʹnogogruntovogokolektorateplonasosnoíustanovki AT božkoík čiselʹnamodelʹrobotigorizontalʹnogogruntovogokolektorateplonasosnoíustanovki |
first_indexed |
2025-07-10T14:51:11Z |
last_indexed |
2025-07-10T14:51:11Z |
_version_ |
1837271952957374464 |
fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №366
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
УДК 697.329:621.577.22
ЧИСЕЛЬНА МОДЕЛЬ РОБОТИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ГРУНТОВОГО
КОЛЕКТОРА ТЕПЛОНАСОСНОЇ УСТАНОВКИ
Басок Б. І., член-кореспондент НАН України, Недбайло О.М., канд. тех. наук, Божко І.К.
Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2а, Київ, 03680, Україна
В роботі представлено розробле-
ну в Інституті технічної теплофізики
Національної академії наук України
теплофізичну чисельну модель для
дослідження процесів гідродинаміки
та теплообміну в горизонтальному
ґрунтовому колекторі неглибокого заля-
гання. Наведено результати верифікації
даної моделі та розраховані основні
енергетичні показники роботи ґрунтово-
го колектора.
The paper presents a thermophysical
numerical model developed at the Institute
of Technical Thermophysics of the National
Academy of Sciences of Ukraine for
studying the processes of hydrodynamics
and heat transfer in a shallow horizon-
tal horizontal collector. The results of
verification of this model are given and
the main energy indicators of the ground
collector operation are calculated.
В работе представлена разработан-
ная в Институте технической теплофи-
зики Национальной академии наук Укра-
ины теплофизическая численная модель
для исследования процессов гидродина-
мики и теплообмена в горизонтальном
грунтовом коллекторе неглубокого зале-
гания. Приведены результаты верифика-
ции данной модели и рассчитаны основ-
ные энергетические показатели работы
грунтового коллектора.
Бібл. 10, рис. 7.
Ключові слова: горизонтальний ґрунтовий колектор; теплонасосна установка; система теплопостачання.
Постановка проблеми. Оскільки акумульована
теплота сонячної радіації обмежується шаром ґрунту
товщиною не більше 6…10 м, для її вилучення з ме-
тою подальшого використання для потреб систем
опалення та гарячого водопостачання, найбільш пер-
спективними є системи з використанням горизонталь-
них ґрунтових колекторів неглибокого закладення.
До таких відносяться змієвикові трубні системи, які
розміщуються на глибині h = 1,2...1,6 м з кроком між
трубами L = 0,5...1,5 м.
Аналіз основних досліджень та публікацій. Як
показав аналіз літературних джерел, в них недостатньо
висвітлено питання теоретичних та експериментальних
досліджень горизонтальних ґрунтових теплообмінників
неглибокого залягання, які використовуються в якості
низькопотенційних джерел теплової енергії для тепло-
вих насосів. В основному, наводяться тільки результа-
ти математичного моделювання роботи цих колекторів.
При цьому, описуються моделі [1 - 5], які орієнтовані на
певний тип ґрунту та конструкцію теплообмінника.
Формулювання мети статті. Основною метою
статті є теоретичні та експериментальні дослідження
гідродинаміки та теплообміну в низькотемпературно-
му ґрунтовому контурі теплонасосної системи і, на їх
основі, розробка та впровадження теплонасосних си-
стем теплопостачання для енергоефективних будинків.
Основна частина. В даний час широкого поши-
рення набули теплонасосні установки, призначені для
вилучення низкопотенційної теплоти з ґрунту з подаль-
шим її використанням для систем автономного опа-
лення, гарячого водопостачання та кондиціонування
приміщень будівель різного призначення. Важливим
елементом таких установок є горизонтальний ґрунтовий
колектор, ефективність роботи якого значно впливає на
теплонасосну установку [6 - 9]. Горизонтальний ко-
лектор являє собою плоский змійовик, розташований
в траншеях, в якому циркулює теплоносій. Перевагою
ґрунтових колекторів неглибокого закладення є при-
родне відновлення в теплий період (за рахунок сонячної
інсоляції / або при пасивному кондиціонуванні) темпе-
ратурного стану ґрунтового масиву після експлуатації
теплонасосної установки в опалювальний період.
Одним з важливих умов ефективної роботи
ґрунтового колектора, як теплообмінного пристрою, є
раціональний вибір його конструкційних параметрів,
таких як загальна довжина трубопроводу, діаметр труби,
відстань між осями сусідніх труб змійовика, глибина за-
кладення і т. п. Оптимальні величини даних параметрів
можуть бути отримані на основі варіантних розрахунків
теплових режимів колекторів при різних значеннях за-
значених величин.
Задача про температурний стан ґрунтового масиву
при роботі ґрунтового колектору формулюється в такий
спосіб. Розглядається теплоперенос в прямокутному
паралелепіпеді зі сторонами xmax, ymax і zmax, що охоплює
ділянку ґрунтового масиву. На глибині h розглянутої
ділянки розташовується горизонтальний плоский
трубчастий змієвиковий теплообмінник (ґрунтовий ко-
лектор) з циркулюючим теплоносієм. Значення xmax,
ymax і zmax, вибираються так, щоб процеси теплопере-
носу до ґрунтового колектора в мінімально впливали
на температурні умови на межі розрахункової області.
Температурне поле ґрунтового масиву описується
рівнянням теплопровідності:
.
Т Т Т Тг г г гcг г г г гх х у у z z
(1)
Для його вирішення на поверхні ґрунту (z = 0)
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 67
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
повинні бути задані граничні умови, що залежать
від кліматичних характеристик місцевості і ряду
метеорологічних факторів. У загальному випадку це
можуть бути умови першого або третього роду:
0,0, , ,0 .гT у х Т
0
,0, , .г
г a г a
z
Т
T y x T
z
(2)
Представлені умови відображають характер тепло-
вого взаємодії ґрунту з повітряним середовищем, темпе-
ратура якого постійно змінюється. У природних умовах
коливання температури зовнішнього повітря, а також
інтенсивності радіаційного теплообміну призводять до
зміни не тільки температури поверхні ґрунту T0 (τ, 0), а
й до змін закону розподілу температури по його глибині
T0 (τ, z). Але зазначені зміни спостерігаються лише до
певної глибини, нижче якої температуру ґрунту можна
умовно вважати однаковою і незалежною від клімату
довкілля. Якщо межа розрахункової області виявляється
нижче вказаного рівня, то умова на нижній межі
(z = -zmax) можна наближено вважати умовами
теплоізоляції:
max
0.г
z z
Т
z
(3)
На інших границях розрахункової області задають-
ся умови, що відповідають температурному режиму
ґрунтового масиву при відсутності колектора. Якщо те-
плоперенос в масиві, що пов'язаний з роботою колекто-
ра, відсутній, то розподіли температури в горизонталь-
них перетинах масиву будуть рівномірними. Це означає,
що часткові похідні від температури Tг по змінним x
або y будуть дорівнювати нулю. Можна припустити, що
зазначені умови приблизно виконуються на бічних гра-
ницях розрахункової області при роботі колектора, якщо
ці границі досить віддалені від його крайніх сегментів.
В цьому випадку:
max max0, 0,
0, 0.г г
x x y y
Т Т
x y
(4)
Граничним умовам (3), (4) у рівнянні теплопере-
носу в ґрунтовому масиві (1) відповідає відсутність
надходження теплоти в розрахункову область з боку
ділянок ґрунтового масиву, розташованих за її межами.
Іншими словами, колектор, розташований в розглянутій
розрахунковій області, буде "відбирати" теплоту лише
у тій частині ґрунтового масиву, яка обмежена вказа-
ною областю. При цьому рішення задачі теплопере-
носу відповідатиме умові найбільш інтенсивного охо-
лодження даної обмеженої ділянки ґрунтового масиву.
Інший варіант завдання граничних умов для даної задачі
ґрунтується на припущенні, що наявність ґрунтового
колектора теплоти не впливає на температурні умови
на границях розрахункової області. Це означає, що на
її бічних границях значення температури залежить від
часу так само, як у випадку відсутності ґрунтового ко-
лектора. Наприклад, якщо функція T0 (τ, z) описує при-
родню сезонну зміна температури ґрунтового масиву
в часі при відсутності колектора в ньому, то граничні
умови при функціонуючому колекторі можна сформу-
лювати у вигляді:
max
max max
0 max
00, 0,
, ,
, .
г z z
г гx x y y
Т Т z
Т Т Т z
(5)
Така постановка задачі відповідає максималь-
но можливій інтенсивності надходження теплоти
в розглянутій обмеженій ділянці з боку зовнішніх
шарів ґрунтового масиву. Результати вирішення даної
задачі теплопереносу, при двох розглянутих гра-
ничних варіантах постановки граничних умов, бу-
дуть збігатися, при збільшенні відстаней від крайніх
сегментів теплообмінника до кордонів розрахункової
області. Ступінь відмінності вказаних результатів мож-
на вважати критерієм при виборі раціональних розмірів
розрахункової області.
Чисельне рішення нестаціонарної задачі теплопере-
носу в ґрунтовому масиві при працюючому ґрунтовому
колекторі виявляється достатньо проблематичним
внаслідок необхідності використання великої сітки для
задачі теплопереносу в ґрунтовому масиві і дрібної
сітки для завдання течії та теплопереносу в каналі ко-
лектора. У зв'язку з цим для складання спрощеної
розрахункової схеми застосовується ряд припущень.
Реальна конфігурація горизонтального ґрунтового
теплообмінника замінюється системою окремих труб-
частих сегментів, розташованих один до іншого під
прямим кутом (рис. 1). Осі зазначених сегментів вважа-
ються паралельними горизонтальним осях координат.
Вхід теплоносія в колектор і вихід з нього визначаються
координатами точок перетину осей першого і останньо-
го сегментів ґрунтового колектора з гра-ничною площи-
ною (y = 0), які мають значення x = xвх, z = -h (вхід) і
x = xвих, z = -h (вихід).
Вважається, що течія теплоносія в каналі –
ламінарна, а профіль її швидкості – параболічний у всіх
його перетинах. Деформацією профілю швидкості на
ділянках поворотів каналу нехтуємо. Передбачається
також, що температура на зовнішній поверхні стінки
циліндричного каналу (R = R1) рівномірно розподілена
по периметрах кіл його нормальних перетинів і зміню-
ється лише по довжині каналу, а профілі температури в
каналі – симетричні щодо його осі.
Теплофізичні властивості теплоносія і ґрунту вва-
жаються постійними. З урахуванням зазначених припу-
щень, рівняння теплопереносу в циліндричному каналі
колектора набирає вигляду:
(6)
де
2
2
00
2 1 .l
G ru r
RR
(7)
1 ,ж ж ж
ж ж l ж
Т Т Т
c u r r
l r r r
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №368
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
.ж жТ Т
l x
,ж жТ Т
l y
,ж жТ Т
l y
Рис. 1. Горизонтальний переріз розрахункової області на глибині залягання
ґрунтового колектора (z = 1,65 м).
Рис. 2. Фрагмент розрахункової сітки поблизу поверхні каналу.
Якщо вісь каналу паралельна осі ОX, то
.ж жТ Т
l x
,ж жТ Т
l y
,ж жТ Т
l y
(8)
Якщо ж вісь каналу паралельна осі ОY,
(9)
то якщо напрямок течії теплоносія збігається з напрям-
ком осі, і:
.ж жТ Т
l x
,ж жТ Т
l y
,ж жТ Т
l y
(10)
якщо напрямок течії теплоносія не збігається з напрям-
ком осі ОY.
Температура теплоносія на вході в ґрунтовий ко-
лектор задається відповідно до періодичного режиму
роботи теплового насоса. Приймається, що при
l = 0 Tж(τ, 0, R) = Tвх(τ), де Tвх(τ) – задана функція. На осі
каналу (R = 0) приймається умова:
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 69
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
0
0,ж
r
Т
r
0 0
0 0
,
;
ж c
ж c
r R r R
ж cr R r R
Т Т
r r
Т Т
1 1
1 1
, .c г
c г с гr R r R
r R r R
Т Т
Т Т
r r
1 .c c
c c c
Т Т
c r
r r r
(11)
Ця умова відповідає осьовій симетрії профілю тем-
ператури. На внутрішньої і зовнішньої поверхнях стінки
каналу задаються умови четвертого роду:0
0,ж
r
Т
r
0 0
0 0
,
;
ж c
ж c
r R r R
ж cr R r R
Т Т
r r
Т Т
1 1
1 1
, .c г
c г с гr R r R
r R r R
Т Т
Т Т
r r
1 .c c
c c c
Т Т
c r
r r r
(12)
(13)
Припускаючи, що в стінці каналу (R0 < r < R1) пере-
несення теплоти відбувається лише в радіальному на-
прямку, то рівняння теплопровідності для цієї стінки
можна представити у вигляді:
0
0,ж
r
Т
r
0 0
0 0
,
;
ж c
ж c
r R r R
ж cr R r R
Т Т
r r
Т Т
1 1
1 1
, .c г
c г с гr R r R
r R r R
Т Т
Т Т
r r
1 .c c
c c c
Т Т
c r
r r r
(14)
Початкові умови для поставленої задачі задаються у
вигляді Tг(0, z, y, x) = T0(0, z). Функція T0 (0, z) характеризує
розподіл температури по глибині ґрунтового масиву в
момент початку експлуатації колектора (Τ = 0). Темпера-
тура теплоносія в каналі колектора, а також температура
його стінок вважаються при τ = 0 рівними температурі
ґрунту на глибині z = -h.
Рівняння теплопровідності для ґрунтового масиву
(зовнішня задача) і рівняння теплопереносу в каналі
(внутрішня задача) вирішуються окремо. Узгоджен-
ня одержуваних рішень здійснюється шляхом задо-
волення умовами співставлення (12) і (13), заданих
на внутрішній і зовнішній поверхнях стінки каналу.
Для чисельного рішення рівняння теплопереносу в
ґрунто-вому масиві (1) використовується різницева
сітка, що складається з осередків у формі прямокутних
паралелепіпедів зі змінними довжинами сторін. Вуз-
ли сітки розташовуються в центрах комірок. Форму,
відмінну від зазначеної, мають комірки, що безпосеред-
ньо примикають до зовнішньої поверхні стінки каналу.
Лінійні розміри таких комірок в поперечних перетинах
мінімальні і дорівнюють:
1 2.Н R (15)
Рис. 3. Зміна температури теплоносія на виході з колектора за період τ = 24…36 годин.
Нижче, приводяться результати розрахунків темпе-
ратурного стану горизонтального ґрунтового колектора.
Горизонтальний ґрунтовий колектор розташований на
глибині 1,65 м на території ІТТФ НАН України. Також,
приводиться порівняння результатів, отриманих при
розрахунках та експериментальних досліджень за допо-
могою вимірювального комплексу.
З графіків (рис. 3, 4) видно, що при роботі тепло-
вого насоса у поєднанні з горизонтальним ґрунтовим
колектором, температура теплоносія на вході та виході
з колектора постійно змінюється. Однак, результа-
ти розрахунків відповідають експериментальним да-
ним. Таким чином, робимо висновок, що дана модель
працює адекватно і її можливо використовувати для ро-
зрахунків горизонтальних ґрунтових колекторів негли-
бокого закладення.
На графіках (рис. 5-6) показано розподіл температу-
ри в ґрунтовому масиві. Як видно, при обраному кроці
між осями сусідніх труб колектора в 1 м, не відбувається
взаємовплив між сусідніми трубами колектора.
Також, був розрахований тепловий потік, що
надійшов до теплоносія через горизонтальний ґрунтовий
колектор (рис. 7). Як видно, середнє значення переданого
теплового потоку, при роботі колектора складає 3,5 кВт.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №370
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 4. Розрахована зміна температури теплоносія на вході в колектор за період τ = 24…36 годин.
Рис. 5. Розподіл температури у вертикальному перерізі ґрунтового масиву (розріз А-А (див. рис. 1);
y = 17 м) в момент часу τ = 54 годин.
Рис. 6. Зміна температури по ширині ґрунтового масиву (z = 1,65 м; y = 17 м) в момент часу τ = 54 годин.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 71
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 7. Зміна теплового потоку, який надійшов до теплоносія за період τ = 24…36 годин.
Висновки
Чисельна модель роботи ґрунтового горизонтально-
го колектора показала результати, які добре корелюють
з експериментальними даними [10]. Це свідчить про її
працездатність.
Встановлено, що крок між осями сусідніх труб ≈ 1 м,
є оптимальним для вибору їх діаметру та товщини стінки
при створенні ґрунтового колектора в умовах ґрунту
м. Києва (підзолистий ґрунт). Оскільки при такому кроці
мінімізується взаємовплив сусідніх петель ґрунтового
колектора.
Середня розрахункова потужність зняття теплової
енергії ґрунту з 1 погонного метра трубопроводу експе-
риментального ГТО склала 28 Вт.
ЛІТЕРАТУРА
1. G. Florides. Ground heat exchangers – A review
of systems,models and applications / G. Florides, S. Kalo-
girou. // Renewable Energy. – №32 (2007). – 2007. –
P. 2461–2478.
2. Безродный М.К. Термодинамічна та енергетич-
на ефективність теплонасосних схем теплопостачання:
монографія / Безродный М.К., Притула Н.А. // – Київ:
НТУУ «КПІ». – 2016.
3. Мазуренко А.С. Разработка схемы комбиниро-
ванной системы теплоснабжения с использованием се-
зонного аккумулирования тепла от гелиосистем/ Мазу-
ренко А.С., Климчук А.А., Юрковский С.Ю., Омеко Р.В.
// Восточно-Европейский журнал передовых техноло-
гий. – №8 (73). – 2015. С. 17-20.
4. Oussama Ibrahim. Review of water-heating systems:
General selection approach based on energy and envi-
ronmental aspects/ Oussama Ibrahim, Farouk Fardoun,
Rafic Younes, Hasna Louahlia-Gualous // Building and
Environment.. – Vol. 72. – 2014. – P. 259–286.
5. H. Esen. Numerical and experimental analysis of
a horizontal ground-coupled heat pump system / H. Esen
M., Inallib, M. Esen // Building and Environment. – №42
(2007). – 2007. – P. 1126–1134.
6. Васильев Г.П. Использование низкопотенциаль-
ной тепловой энергии земли в теплонасосных систе-
мах/ Васильев Г. П., Шилкин Н. В. // АВОК. – № 2. –
2003. С. 52–60.
7. Накорчевский А.И. Оптимальная конструкция
грунтовых теплообменников / Накорчевский А. И.,
Басок Б. И. // Промышл. теплотехника. – Т. 27, № 6. –
2005.– С. 27–31.
8. Накорчевский А.И. Технологические показатели
различных схем грунтового аккумулирования теплоты /
Накорчевский А. И., Басок Б. И., Беляева Т. Г. // Тепло-
энергетика. – № 3. – 2006.– С. 29–35.
9. Долинский А.А. Научно-технический центр теп-
лонасосных технологий ИТТФ НАН Украины / Долин-
ский А. А., Басок Б. И., Накорчевский А. И., и др. // Про-
мышл. теплотехника. – Т. 33, № 7. – 2011. – С. 89–91.
10. Басок Б.И. Теплофизика влияния солнечного
излучения на здания / Басок Б.И., Накорчевский А.И. //
Киев: Наукова думка. – 2016. – 224 с.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №372
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
NUMERICAL MODEL OF WORK OF THE
HORIZONTAL GROUND COLLECTOR OF
HEAT PUMP SYSTEM
Basok B.I., Nedbaylo A.М., Bozhko I.К.
Institute of Engineering Thermophysics of the National
Academy of Sciences of Ukraine,
2a, Zhelyabova str., Kyiv, 03680, Ukraine
The paper presents a thermophysical numerical model
developed at the Institute of Technical Thermophysics of the
National Academy of Sciences of Ukraine for studying the
processes of hydro-dynamics and heat transfer in a shallow
horizontal horizontal collector. The results of verification of
this model are given and the main energy indicators of the
ground collector operation are calculated.
References 10, figures 7.
Key words: horizontal ground collector; heat pump
installation; heat supply system.
1. G. Florides. Ground heat exchangers – A review of
systems,models and applications. G. Florides, S. Kalogirou.
Renewable Energy. №32 (2007). 2007. P.2461–2478.
2. Bezrodnyiy M.K. Termodinamichna ta energetichna
efektivnIst teplonasosnih shem teplopostachannya:
monografIya. Bezrodnyiy M.K., Pritula N.A. Kyiv: NTUU
«KPI». 2016. (Ukr.)
3. Mazurenko A.S. Razrabotka shemyi kombiniro-
vannoy sistemyi teplosnabzheniya s ispolzovaniem
sezonnogo akkumulirovaniya tepla ot geliosistem.
Mazurenko A.S., Klimchuk A.A., Yurkovskiy S.Yu.,
Omeko R.V. Vostochno-Evropeyskiy zhurnal peredovyih
tehnologiy. №8 (73). 2015. P. 17-20. (Rus.)
4. Oussama Ibrahim. Review of water-heating systems:
General selection approach based on energy and envi-
ronmental aspects. Oussama Ibrahim, Farouk Fardoun,
Rafic Younes, Hasna Louahlia-Gualous. Building and Envi-
ronment. Vol. 72. 2014. P.259–286.
5. H. Esen. Numerical and experimental analysis of a
horizontal ground-coupled heat pump system. H. Esen M.,
Inallib, M. Esen. Building and Environment. №42 (2007).
2007. P.1126–1134.
6. Vasilev G.P. Ispolzovanie nizkopotentsialnoy
teplovoy energii zemli v teplonasosnyih sistemah. Vasilev
G. P., Shilkin N.V. AVOK. № 2. 2003. P. 52–60. (Rus.)
7. Nakorchevskiy A.I. Optimalnaya konstruktsiya
gruntovyih teploobmennikov. Nakorchevskiy A.I., Basok
B.I. Promyishl. teplotehnika. T. 27, № 6. 2005. P. 27–31.
(Rus.)
8. Nakorchevskiy A.I. Tehnologicheskie pokazateli
razlichnyih shem gruntovogo akkumulirovaniya tep-
lotyi. Nakorchevskiy A.I., Basok B.I., Belyaeva T.G.
Teploenergetika. № 3. 2006. P. 29–35. (Rus.)
9. Dolinskiy A.A. Nauchno-tehnicheskiy tsentr
teplonasosnyih tehnologiy ITTF NAN Ukrainyi. Dolinskiy
A.A., Basok B.I., Nakorchevskiy A.I., i dr. Promyishl.
teplotehnika. T. 33, № 7. 2011. P. 89–91. (Rus.)
10. Basok B.I. Teplofizika vliyaniya solnechnogo
izlucheniya na zdaniya. Basok B.I., Nakorchevskiy A.I.
Kyiv: Naukova dumka. 2016. 224 p. (Rus.)
Получено 10.05.2017
Received 10.05.201
|