Дослідження функціонування теплообмінника у ґрунтах різної температуропровідності
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i2.2018.128938Ключові слова:
surface layers of the Earth, thermal energy, soil heat exchanger, thermal diffusivity of the soilАнотація
За допомогою математичної моделі процесу теплообміну між повітрям, що рухається в вертикальному теплообміннику, і масивом грунту, яка пов'язує між собою енергетичні показники грунтового теплообмінника з його параметрами, а також природно-кліматичними умовами, встановлено, що ефективна теплова енергія за час функціонування теплообмінника лінійно залежить від температуропроводности грунту як для окремо розташованого теплообмінника, так і для двох теплообмінників, розташованих на міжосьовій відстані 4 м. Ви іслітельний експеримент проводився з використанням пакету обчислювальної гідродинаміки ANSYS Fluent. Визначено температурне поле охолоджуваного повітря і масиву грунту для грунтів різної температуропроводности. Встановлено, що температуропровідність грунту є визначальним показником його енергетичного потенціалу і дуже сильно впливає на ефективну теплову потужність, особливо при тривалому часу функціонування грунтового теплообмінника. Від грунту з температуропроводностью 1,03 ∙ 10-6 м2 / с можна отримати приблизно в 3,6 рази більше ефективної теплової енергії за час функціонування теплообмінника, ніж від грунту з температуропроводностью 0,32 ∙ 10-6 м2 / с.Посилання
Bruyaka V. A., Fokin V. G., Soldusova E. A., Glazunova N. A., Adeyanov I. E., 2010. Engineering analysis in ANSYS Workbench. Samara: Ed. Samara State Technical University, 271 p. (in Russian).
Kovyazin A. S., 2017. Substantiation of the thermal insulation thickness of the inner pipe of a ground heat exchanger. Vestnik dvigatelestroyeniya (1), 19—24 (in Russian).
Kovyazin A. S., Velichko I. G., 2013. Influence of the material and wall thickness of the casing of the soil heat exchanger on heat removal from the soil mass. Visnyk Natsionalnoho universytetu «Lvivska politekhnika» (758), 57—63 (in Russian).
Loytsyanskiy L. G., 2003. Mechanics of fluid and gas. Moscow: Drofa, 840 p. (in Russian).
Lyuke A., 2011. Primary energy as a criterion of energy efficiency. Energosberezheniye (4), 8—12 (in Russian).
Ray D., McMichael D., 1982. Heat Pumps. Moscow: Energoizdat, 224 p. (in Russian).
Snegirev A. Yu., 2009. High-performance computing in technical physics. Numerical simulation of turbulent flows. St. Petersburg: Publishing house of Polytechnic University, 143 p. (in Russian).
Building codes and regulations 2.02.04-88, 2005. Foundations and foundations on permafrost soils. Moscow: Ed. State Unitary Enterprise — Design Products Center, 52 с. (in Russian).
ASHRAE Handbook. 2017 HVAC Application. Chapter 34, Energy Resources.
Menter F. R., 1993. Zonal two equation k-ω turbulence models for aerodynamic flows. AIAA Paper 93-2906. 21 p.
Shevchenko I., Kovyazin A., Kamiński J. R., Szeptycki A., 2017. Simulation of thermal field in soil. Problemy Inżynierii Rolniczej. № 1(95). Р. 57—65.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
