Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии
На основі аналізу кліматичних умов Західного Донбасу розраховані теплові навантаження, що виникають при опалюванні і охолодженні будівель житлового мікрорайону. За результатами моделювання фільтрації і теплопереносу у водоносних колекторах, що використовуються як сховища тепловий енергії, встановлен...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54252 |
| 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: | Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии / И.А. Садовенко, А.В. Инкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 110-119. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-54252 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-542522014-01-31T03:12:42Z Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии Садовенко, И.А. Инкин, А.В. На основі аналізу кліматичних умов Західного Донбасу розраховані теплові навантаження, що виникають при опалюванні і охолодженні будівель житлового мікрорайону. За результатами моделювання фільтрації і теплопереносу у водоносних колекторах, що використовуються як сховища тепловий енергії, встановлена просторово-часова динаміка формування термальних ореолів при закачуванні та відборі теплоносіїв. Визначена енергетична потужність природних теплоресурсів і економія енергії при використанні підземних вод для тепло- і холодозабезпечення комунального сектора. Thermal loadings, that occurring at heating and conditioning of estate buildings were estimated on the basis of analysis of climatic terms of Western Donbas. Space and time dynamics of thermal aureole forming during injection and pumping of heat transfer has been established according to the results of modeling of flow and heat transport in the aquifer as thermal energy storage. Power and natural energy resources economy was certain due to ground water using warm - and cold of engineering building supply. 2012 Article Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии / И.А. Садовенко, А.В. Инкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 110-119. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54252 621.1.016 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
На основі аналізу кліматичних умов Західного Донбасу розраховані теплові навантаження, що виникають при опалюванні і охолодженні будівель житлового мікрорайону. За результатами моделювання фільтрації і теплопереносу у водоносних колекторах, що використовуються як сховища тепловий енергії, встановлена просторово-часова динаміка формування термальних ореолів при закачуванні та відборі теплоносіїв. Визначена енергетична потужність природних теплоресурсів і економія енергії при використанні підземних вод для тепло- і холодозабезпечення комунального сектора. |
| format |
Article |
| author |
Садовенко, И.А. Инкин, А.В. |
| spellingShingle |
Садовенко, И.А. Инкин, А.В. Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии Геотехническая механика |
| author_facet |
Садовенко, И.А. Инкин, А.В. |
| author_sort |
Садовенко, И.А. |
| title |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| title_short |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| title_full |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| title_fullStr |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| title_full_unstemmed |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| title_sort |
термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54252 |
| citation_txt |
Термогидродинамическая оценка параметров системы подземного аккумулирования тепловой энергии / И.А. Садовенко, А.В. Инкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 110-119. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT sadovenkoia termogidrodinamičeskaâocenkaparametrovsistemypodzemnogoakkumulirovaniâteplovojénergii AT inkinav termogidrodinamičeskaâocenkaparametrovsistemypodzemnogoakkumulirovaniâteplovojénergii |
| first_indexed |
2025-07-05T05:37:21Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:37:21Z |
| _version_ |
1836784122365739008 |
| fulltext |
110
УДК 621.1.016
Д-р техн. наук И.А. Садовенко,
канд. техн. наук А.В. Инкин
(Государственное ВУЗ «НГУ»)
ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ
СИСТЕМЫ ПОДЗЕМНОГО АККУМУЛИРОВАНИЯ
ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
На основі аналізу кліматичних умов Західного Донбасу розраховані теплові навантажен-
ня, що виникають при опалюванні і охолодженні будівель житлового мікрорайону. За ре-
зультатами моделювання фільтрації і теплопереносу у водоносних колекторах, що викори-
стовуються як сховища тепловий енергії, встановлена просторово-часова динаміка фор-
мування термальних ореолів при закачуванні та відборі теплоносіїв. Визначена енергетична
потужність природних теплоресурсів і економія енергії при використанні підземних вод для
тепло- і холодозабезпечення комунального сектора.
THERMOHYDRODYNAMIC ESTIMATION OF PARAMETERS
OF SYSTEM UNDERGROUND ACCUMULATION
OF THERMAL ENERGY
Thermal loadings, that occurring at heating and conditioning of estate buildings were estimated
on the basis of analysis of climatic terms of Western Donbas. Space and time dynamics of thermal
aureole forming during injection and pumping of heat transfer has been established according to the
results of modeling of flow and heat transport in the aquifer as thermal energy storage. Power and
natural energy resources economy was certain due to ground water using warm - and cold of
engineering building supply.
Введение. Для Украины актуален поиск нетрадиционных способов получе-
ния и хранения тепловой энергии. Применяемые в мировой практике [1] для ак-
кумуляции теплоносителей такие типы природных резервуаров, как соляные
полости и истощенные углеводородные залежи, не могут рассматриваться как
основные ввиду ограниченности их распространения на территории промыш-
ленных центров страны. Так, в горно-геологических условиях Донбасса сниже-
ние энергетических нагрузок в промышленном и жилищно-коммунальном сек-
торах может быть достигнуто за счет тепло-емкостного ресурса затопленных
шахт. Наличие в массивах горных пород зон обладающих герметичностью,
большой теплообменной поверхностью и проницаемостью, достаточной для
фильтрации жидкого теплоносителя, создают предпосылки для создания в них
системы подземного накопления и хранения тепловой энергии.
Аккумулирующие геосистемы предназначены для отопления, горячего во-
доснабжения и кондиционирования зданий соответственно за счет сохранения
летнего тепла и зимнего холода в водоносных коллекторах. Такая система со-
стоит из скважин, через которые с земной поверхности в пласт закачивается во-
да с температурой, характерной для данного времени года (рис. 1). Одни сква-
жины служат для хранения тепла, другие – холода [2]. Летом вода из "холод-
ных" скважин поступает в систему кондиционирования воздуха и, отдав холод,
уже с более высокой температурой закачивается в пласт через "теплые" сква-
жины. Таким образом, по мере подачи холодоносителя потребителю, в пласте
111
происходит сокращение запаса холода и одновременное увеличение запаса теп-
ла. Зимой направление процесса меняется. Теплая вода через тепловой насос
подается для отопления и горячего водоснабжения зданий, и после отдачи теп-
ла, поступает в пласт-коллектор через "холодные" скважины. При этом в пласте
возрастает запас холода, а запас тепла уменьшается.
1 – здание; 2 – водоносный коллектор; 3, 4 – соответственно "холодные" и "теплые"
скважины; 5 – путь движения воды из холодной скважины летом; 6 – система кондициони-
рования воздуха; 7,8 – наружный и охлажденный воздух соответственно; 9 – путь движения
воды из теплой скважины зимой; 10 – тепловой насос
Рис. 1 – Схема тепло- и холодоснабжения зданий с помощью системы подземного акку-
мулирования тепловой энергии
Хранение теплоносителей в водоносных пластах для тепло- и холодоснаб-
жения зданий является одним из наиболее быстро развивающихся направлений
применения возобновляемой энергии в мире. Ежегодный прирост таких систем
в более чем 30 странах за прошедшие 10 лет составил около 15% [2]. Получае-
мая низкокондиционная тепловая энергия в большей части (85%) используется
на обогрев помещений. При этом весьма важным преимуществом работы акку-
мулирующей геосистемы является экономия ископаемых топлив и сокращение
эмиссии углекислого газа (СО2). Так, если ежегодное использование геотер-
мальной энергии в мире (28000 ТДж) сравнить с производством такого количе-
ства энергии на станциях, применяющих углеводородное топливо, то экономия
составит 15,4 млн. баррелей нефти, что исключит выброс в атмосферу
7 млн. тонн СО2.
Эффективность создания и эксплуатации станций подземного аккумулиро-
вания напрямую зависит от соотношения ее технологических и термодинами-
ческих параметров с горно-геологическими условиями и энергетическими
2
3 4
10
9
7
1
6
5
8
112
нагрузками потребителей. В связи с этим, целью данной работы является уста-
новление пространственно-временной динамики формирования термальных
ореолов в водоносном пласте для обоснования технологических мер по отбору
тепловой энергии, что позволит минимизировать и синхронизировать потреб-
ление природных энергоносителей жилыми микрорайонами. Для этого необхо-
димо решение следующих задач: 1) на основе анализа климатических условий
определить изменение потребления тепла коммунальным сектором в течение
года; 2) выполнить моделирование термогидродинамических процессов в водо-
носном коллекторе, используемом в качестве хранилища тепловой энергии;
3) определить энергетическую мощность и экономию энергоресурсов при ис-
пользовании подземных вод для тепло- и холодоснабжения зданий микраройо-
на.
Анализ тепловых нагрузок. Динамика теплопотребления зданий и поме-
щений в первую очередь зависит от температуры наружного воздуха. Согласно
нормативным документам [3] отопление гражданских и промышленных объек-
тов должно начинаться при устоявшейся в течение нескольких дней температу-
ре воздуха меньше 8
0
С, а охлаждение (кондиционирование) – при температуре
более 25
0
С. В табл. 1 приведены климатические условия Западного Донбасса,
анализ которых показывает, что отопительный период на данной территории
длится с ноября по март, а охладительный – с июня по август.
Таблица 1 – Средняя температура и относительная влажность воздуха
на территории Западного Донбасса
По-
казатели
Месяцы
I
I
I
I
II
I
V
V
V
I
V
II
V
III
I
X
X
X
I
X
II
Т,
0С
6
,1
-
4,8
0
,4
9
,3
1
5,5
2
6,1
2
7,9
2
6,8
1
4,9
8
,1
2
,0
-
2,6
Ψ,
%
8
6
8
4
8
1
6
7
6
1
6
4
6
2
6
0
6
5
7
5
8
7
9
0
Количество тепла, необходимое для обогрева жилых зданий в отопительный
период, определяется из выражения [4]
нпcотоп ttVkqQ 0 ,
(1)
где q0 – средние удельные отопительные характеристики сооружения; кс –
коэффициент, учитывающий зависимость расхода тепла от рода и вида системы
отопления; V – обогреваемый объем здания; tп, tн – соответственно температура
в помещении и наружного воздуха.
Общий расход воды на отопление и горячее водоснабжение зданий находит-
ся по соотношению
qq водобщ 5.. , (2)
113
где q – расход воды, величина которого согласно [4] для жилых зданий
квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением принимается
равным 17,2 м
3
/сут; – коэффициент, определяемый в зависимости от произ-
ведения общего количества водоразборных приборов на расчетном участке сети
N и вероятности их действия в жилых зданиях Р
Nq
Uq
P ,
q – нормативный расход воды одним потребителем в час наибольшего во-
допотребления; U – количество жителей в зданиях.
Количество воды, расходуемое на горячее водоснабжение, будет равно
Uqq водгор .. , (3)
q – средний расход горячей воды одним потребителем в сутки.
Тепловой поток на нужды горячего водоснабжения определяется по соот-
ношению
)( ...... холодводгорводгорводгор ttqсQ , (4)
где с – объемная теплоемкость воды; ..водгорt , .хол одt – соответственно темпе-
ратура горячей и холодной воды.
Анализ табл. 1 показывает, что теплый период года является менее энерго-
емким, чем холодный, в виду меньшей разности температур внутреннего и
наружного воздуха. Однако значительный избыток тепла в зданиях и более вы-
сокая стоимость охлаждения воздуха, приводит к необходимости снижения за-
трат энергии на кондиционирование помещений. Мировой научно-
практический опыт [5] показывает, что перспективным способом климатизации
инженерных сооружений является использование оросительных форсуночных
камер, в которых воздух обрабатывается непосредственным контактом с водой.
Если температура воды будет ниже температуры воздуха, но выше температу-
ры точки росы, то температура воздуха будет понижаться. При этом, вслед-
ствие испарения влагосодержание воздуха будет увеличиваться, а энтальпия –
уменьшаться. Уменьшение энтальпии объясняется тем, что количество скрыто-
го тепла, поступающего в воздух с водяными парами, будет меньше, чем коли-
чество явного тепла, отданного воздухом при контакте с водой на повышение
еѐ температуры. Холодопроизводительность такой системы можно определить
из выражения
12. hhqQ в оздхол од ,
dcQtch парводвоздвозд )( ..0.. , нdd
100
, (5)
114
где qвозд, tвозд. – расход и температура воздуха; h1, h2 – соответственно энталь-
пия внутреннего и наружного воздуха; свозд., свод.пар.– удельная теплоемкость
воздуха и водяного пара соответственно; Q0 – скрытая теплота испарения 1 кг
воды при температуре нуль градусов; d, dн, Ψ – влагосодержание, влагоемкость
и относительная влажность воздуха.
На рис. 2 показана динамика теплопотребления жилого микрорайона в тече-
ние года. При построении диаграммы параметры наружного воздуха принима-
лись согласно табл. 1, а жилищно-коммунальные характеристики задавались
следующими: U = 3000 чел; V = 150000 м
3
(согласно нормам площади на
1 чел.); q0 = 1254 Дж/м
3
∙час∙
0
С; кс = 1,15; tп = 18
0
С; N = 100; Р = 0,33;
q = 0,0033 м
3
/час; с = 4,183 МДж/м
3
∙
0
С; ..водгорt – задавалась в зависимости от
температуры наружного воздуха [1]; .хол одt = 5
0
С; qвозд = 75000 м
3
/час (согласно
нормативу [3] 25 м
3
/час на 1 чел.); h1 = 46 кДж/кг (энтальпия при климате, ко-
торый необходимо поддерживать в помещениях в теплое время года [4]:
tп = 23
0
С и Ψ = 50 %); Q0 = 2500 кДж/кг; свозд = 1,006 кДж/кг∙
0
С;
свод.пар = 1,86 кДж/кг∙
0
С.
Рис. 2. – Годовая динамика теплопотребления жилого микрорайона в Западном Донбас-
се: 1, 2, 3 – соответственно расход тепловой энергии на отопление, горячее водоснабжение и
кондиционирование зданий
Анализ диаграммы показывает, что большая часть тепловой энергии расхо-
дуется на отопление и горячее водоснабжение помещений (82 %), в то время
как расход энергии на холодоснабжение составляет 18 %. Соотношение тепло-
вых потоков идущих на подготовку горячей воды и обогрев зданий изменяется
в диапазоне от 0,55 до 0,71, что позволяет производить подачу и подогрев теп-
лоносителей для нужд отопления и водоснабжения последовательно [4].
5.01 4.71
3.66 3.31
4.28
2.71
2.67
2.55
2.38
2.63
1.26 1.44 1.35
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Месяцы
Р
ас
х
о
д
т
еп
л
о
в
о
й
э
н
ер
ги
и
,
Г
Д
ж
/ч
ас
1
2
3
115
Режим работы системы. В соответствии с динамикой потребления тепла
жилым микрорайоном система подземного аккумулирования принимается со-
стоящей из трех "теплых" и трех "холодных" скважин. Суммарный расход воды
по всем скважинам определяется конкретными гидрогеологическими условия-
ми. Для проведения тестовых расчетов был рассмотрен участок вблизи Левен-
цовской площади на территории Западного Донбасса [6]. Данные о годовых де-
битах скважин приведены в табл. 2, знаки "+" соответствуют закачке воды в
пласт-коллектор, а "–" – ее отбору.
Таблица 2 – Годовой цикл суммарного расхода теплоносителя по скважинам системы
подземного аккумулирования тепловой энергии
Скважины
Расход теплоносителя по месяцам, м3/сут
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
Отопление Простой Кондиционирование Простой
"Холодные"
+60
0
+60
0
+600 +600
+60
0
– – -1000
-
1000
-
1000
– –
"Теплые"
-
600
-
600
-600 -600 -600 – – +1000
+100
0
+100
0
– –
Моделирование фильтрации и теплопереноса в водоносном горизонте при
закачке и отборе теплоносителей в течение трех лет было выполнено с помо-
щью программы ModFlow 2009 (Schlumberger W.S.). Для решения поставлен-
ной задачи использовалась разработанная и протестированная в [7] численная
модель с нестационарными источниками воды и тепла, позволяющая описывать
переходные режимы теплопереноса. В данной работе дополнительно учитыва-
ется произвольное расположение нескольких скважин, различная температура
закачиваемой и отбираемой воды, неоднородная структура и переменная мощ-
ность водоносного коллектора.
Расстояние между скважинами определялось путем варьирования парамет-
ров модели. Чрезмерное сближение скважин приводит к взаимодействию "теп-
лых" и "холодных" температурных ореолов в водоносном горизонте, а удале-
ние – к увеличению длины трубопроводов и росту теплопотерь, изменяющихся
от 35 до 140 кДж на один погонный метр. Начальная температура пласта-
коллектора определялась из выражения
)( 00 ННГТТ , (6)
где Т0, Н0 – соответственно температура и глубина залегания нейтрального
слоя; Г – геотермический градиент; Н – глубина залегания водоносного пласта.
Температура воды, нагнетаемой в "теплые" скважины принималась равной
25 C, в "холодные" – 6 C. Глубина залегания и средняя мощность пласта зада-
валась 300 и 20 м соответственно, гидравлический уклон 0,004, упругоемкость
0,0001, пористость 0,2 [6]. Геотермический градиент для условий Донбасса
0,02 C/м. Температура нейтрального слоя определялась из табл. 1 как средне-
годовая, при этом глубина его залегания задавалась равной 10 м.
Результаты моделирования. На рис. 3 показана термогидродинамическая
116
карта участка системы подземного аккумулирования тепловой энергии для двух
периодов времени. Первый момент времени (670 сут) соответствует концу лет-
него периода и охлаждения зданий микрорайона на втором году работы систе-
мы. Следующий момент времени (883 сут) приходится на завершение отопле-
ния зданий в третьем году.
а)
б)
Рис. 3. – Распределение уровня подземных вод (изолинии) и их температуры (оттенки се-
рого цвета) на прямоугольном участке (размеры в плане даны в метрах) системы подземного
аккумулирования тепловой энергии: а) – окончание периода охлаждения на втором году экс-
плуатации, t = 670 сут; б) – конец периода отопления в третьем году, t = 883 сут.
Черными кругами показаны скважины.
Анализ рис. 3 позволяет количественно оценить длительность формирова-
ния и размеры температурных зон в подземных водах в процессе закачки и от-
бора теплоносителя из водоносного пласта. Согласно расчетам, в данных горно-
геологических условиях при расстоянии между "теплыми" и "холодными"
Т,
0
С
Т,
0
С
117
скважинами более 100 м, к моментам завершения отопления и охлаждения зда-
ний взаимодействие термальных ореолов в пласте происходить не будет.
Сближение скважин приводит к слиянию их температурных фронтов, а следо-
вательно к потерям тепловой энергии. Повышение и понижение уровня под-
земных вод в скважинах в среднем составляет три метра, и не превышает допу-
стимых значений (кровли и половины мощности водоносного горизонта).
Несимметричность температурных зон и уровней подземных вод на карте объ-
ясняется западным направлением естественного потока подземных вод в Ле-
венцовкой структуре.
На рис. 4 отражено изменение температуры подземных вод в скважинах на
протяжении всего периода эксплуатации системы. Теплопроизводительность
скважин определялась из выражения [1]
)( отрпостсквскв ttqсQ , (7)
где qскв – дебит скважины; tпост, tотр – температура поступающей и отрабо-
танной воды соответственно.
: 1, 2 – соответственно изменение температуры вблизи
"холодных" и "теплых" скважин
Рис. 4. – Изменение температуры воды в скважинах системы подземного аккумулирова-
ния тепловой энергии
Анализ рис. 4 показывает, что температура теплоносителей в периоды про-
стоя системы практически не изменяется, однако в период отбора в "теплой"
скважине она уменьшится на 20 %, и к его окончанию снижается до 21 C. В
"холодной" скважине вода нагревается менее интенсивно, к завершению отбора
температура в ней поднимется до 9 C. На основе полученных данных о темпе-
ратуре отбираемых теплоносителей выполнены расчеты тепло- и холодопроиз-
водительности системы подземного аккумулирования тепловой энер-
гии (рис. 5). Для сравнения, на диаграмме показано количество энергии необ-
ходимое для покрытия тепловых нагрузок возникающих в жилом микрорайоне
в периоды отопления и охлаждения зданий.
5
8
11
14
17
20
23
26
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Время, сут
Те
мп
ер
ат
ур
а,
0 С
1 1
2
118
Рис. 5. – Динамика производства и потребления тепловой энергии:
I, II –теплопроизводительность системы подземного аккумулирования на втором и треть-
ем году работы соответственно; III – теплопотребление жилого микрорайона. Цифры – доля
тепловой энергии от необходимой микрорайону, которую вырабатывает станция (в %)
Соотношение параметров на рис. 5 показывает, что системы аккумулирова-
ния в первый отопительный период покрывают в среднем 18 % возникающих в
микрорайоне тепловых нагрузок. На третий год работы системы, эта величина
увеличивается до 20 %. При этом, температура добываемых теплоносителей не
достигает нормативных требований (50-60 C) предъявляемых для теплоснаб-
жения зданий [1]. Это компенсируется их дополнительным нагревом в тепло-
вых насосах или котельных, что сопряжено с дополнительным расходом энер-
гии и углеводородных продуктов.
Альтернативным источником подогрева используемых теплоносителей яв-
ляется разработка остаточного топливного ресурса. Для условий Левенцовской
структуры это можно осуществить повышением температуры аккумулируемых
в пласте-коллекторе вод путем подземного сжигания залегающих в его подош-
ве маломощных и некондиционных угольных пластов. Применение этой гео-
технологии избавит от необходимости подготовки теплоносителей на поверх-
ности, сократит воздействие на окружающую среду, хотя и требует дальнейше-
го обоснования путем моделирования газогидродинамических процессов в во-
доносных горизонтах на различных стадиях эксплуатации подземного теплоге-
нератора.
В период охлаждения применение систем подземного аккумулирования
совместно с оросительными форсуночными камерами покрывает более 90%
возникающих в микрорайоне тепловых нагрузок, что позволяет производить
кондиционирование зданий с минимальными затратами энергии.
Выводы. На основе анализа климатических условий Западного Донбасса
0
1
2
3
4
5
6
7
8
К
о
л
и
ч
е
с
т
в
о
т
е
п
л
о
т
ы
,
Г
Д
ж
/ч
а
с
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
I
II
III
Месяцы
l5,9 14,7 15,4 98,6 87,5 85,1 25,3 19,6
l7,1 16,6 18,2 98,9 88,3 85,9
25,6 20,2
К
о
л
и
ч
ес
тв
о
т
еп
л
о
ты
, Г
Д
ж
/ч
ас
119
определены тепловые нагрузки, возникающие при отоплении и охлаждении
зданий жилого микрорайона в течение года. Для их минимизации обоснован
метод подземного аккумулирования тепловой энергии в водоносных коллекто-
рах Левенцовской площади. Моделирование теплопереноса и фильтрации, при
закачке и отборе теплоносителей позволило установить оптимальное располо-
жение эксплуатационных скважин, исключающее отрицательное взаимовлия-
ние температурных ореолов и сокращающие теплопотерь в трубопроводах.
Расчеты теплового баланса показали, что системы подземного аккумулиро-
вания в данных условиях позволяют покрывать 20 % затрат энергии, в отопи-
тельный период, и 90 % затрат – в охладительный. Повышение эффективности
теплоснабжения зданий и дальнейшие развитие данной работы целесообразно
путем разработки и обоснования технологии подземного сжигания угольных
пластов для дополнительного нагрева теплоносителей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аренс В.Ж. Физико-химическая геотехнология: Учеб. пособие / В.Ж. Аренс. – М: Издательство Москов-
ского государственного горного университета, 2001. – 656 с.
2. Энциклопедия газовой промышленности. 4-е изд. Пер. с франц.: Ред. пер. К.С. Басниев. – М.: Акционер-
ное общество «Твант», 1994. – 884 с.
3. Русланов Г.В. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование: Справочник /
Г.В. Русланов, М.Я. Розкин, Э.Л. Ямпольский. – К.: Будівельник, 1983. – 272 с.
4. Тихомиров А.К. Горячее водоснабжение жилого микрорайона: [учебное пособие к курсовому и дипло м-
ному проектированию для студентов специальности "теплогазоснабжение и вентиляция"] / А.К. Тихомиров. –
Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского государственного университета, 2006. – 109 с.
5. Габриель И. Реконструкция зданий по стандартам энергоэффективного дома / И. Габриель, Х. Ладенер. –
С.: "БХВ-Петербург", 2011. – 478 с.
6. Отчет о поисках и оценке коллекторов для захоронения минерализованных шахтных вод Западного
Донбасса (Левенцовская и Северо-Орельская площади) / О.А. Горобец, С.З. Держак, Б.Б. Чемерис. – Павлоград:
Павлогорадская ГРЭ, ПГО "Донбассгеология", МУП УССР, 1985. – 219 с.
7. Рудаков Д.В. Моделирование теплопереноса в водоносном горизонте при аккумуляции и отборе тепло-
вой энергии // Д.В. Рудаков, И.А. Садовенко, А.В. Инкин, З.Н. Якубовская // Науковий вісник НГУ. – 2012. –
№ 1. – С. 40-45.
120
УДК 622.742:621.928.235:622.349.5
Доктора технических наук Г.А. Шевченко,
В.Г. Шевченко
(ИГТМ НАН Украины)
О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИБРАЦИОННОГО
ПОЛИЧАСТОТНОГО ГРОХОТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ
ПРИ ПРОМЫВКЕ РУДЫ РОФ
Викладено технічні пропозиції по використанню вібраційного полічастотного грохоту
МВГ2.0 для очищення оборотної води при промиванні руди радіометричної збагачувальної
фабрики.
THE FEASIBILITY OF VIBRATING MULTIFREQUENCY SCREENS TO
CLEAN RECYCLED WATER FOR WASHING ORE REF
The technical proposals for the use of vibrating multifrequency screen MVG2.0 to clean
recycled water for washing the ore radiometric processing plant are set out.
В процессе переработки и обогащения урановой руды образовываются
отходы, как в сухом, так и в редком виде, которые преимущественно представ-
лены частицами, крупность которых не превышает 1,0 мм. Эти отходы захоро-
няются или складируются на поверхности в техногенных шламохранилищах.
При этом необратимо теряются ценные компоненты, в том числе минералы
урана и тратятся значительные материальные ресурсы на содержание шламо-
хранилищ, которые являются чрезвычайно вредными для окружающей среды.
Извлечение из твердых отходов фракций с повышенным содержимым урана и
выделение и обезвоживание твердых частиц из редких отходов обогащения
урановых руд позволит привлечь к переработке фракции урановых руд, кото-
рые безвозвратно терялись, уменьшить количество жидких отходов и их отри-
цательное влияние на среду, сократить затраты на содержание техногенных
шламохранилищ.
Для привлечения отходов урановых руд к переработке необходимо ис-
следовать процессы тонкой классификации и обезвоживания отходов урановых
руд на просеивающей поверхности, осуществляющей поличастотные колеба-
ния, установить параметры вибрационного поличастотного грохота для эффек-
тивного разделения по крупности и обезвоживания отходов урановых руд и
разработать рекомендации по созданию ресурсосберегающей технологии,
средств тонкой классификации и обезвоживание отходов урановых руд в цепи
процессов их переработки [1-3].
Из зарубежных специалистов в направлении создания вибрационных гро-
хотов для тонкой классификации сыпучих материалов, их обезвоживания рабо-
тают такие фирмы как ―DERRICK Corporation‖ (США), ―KROOSH
Technologies‖ (Израиль), ―Ревум‖, ―Уде‖, BMF, AEF (Германия), Механобр,
ИОТТ (Россия) и прочие. Из отечественных научных организаций значитель-
ный вклад в теорию и практику процессов классификации и обезвоживания
тонкодисперсних материалов внесли и вносят специалисты Укрнииуглеобо-
лгащение, Гипромашуглеобогащение, ЗАО ―Луганский машиностроительный
|