Сапрыкина Н.Ю.

УДК 697.7

САПРЫКИНА НАДЕЖДА ЮРЬЕВНА, аспирант,

nadin_id@rambler.ru

ЯКОВЛЕВ ПАВЕЛ ВИКТОРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

astra137@mail.ru

Астраханский государственный архитектурно-строительный университет,

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 18

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПРИ МНОГОЛЕТНЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА

Проведены исследования температурного поля геотермальной скважины, сформированного при работе теплового насоса в условиях разных технологических режимов. Основным методом исследования выбран метод численного моделирования с проверкой адекватности полученных результатов на действующей геотермальной скважине в пределах её эксплуатационных режимов с помощью программы MathLab. С учетом прикладного характера исследования обобщение полученных результатов произведено с использованием теории подобия с выводом модифицированных критериальных зависимостей, связывающих влияющие параметры и применяемых для дальнейшей разработки методики проектирования тепловых насосов на основе долгосрочного прогноза и оценки их энергетической, а также экономической эффективности.

Ключевые слова: тепловой насос; температурное поле; регенерация; коэффициент регенерации; критериальное уравнение.

Библиографический список

  1. Шишкин, Н.Д. Оценка эффективности применения теплонасосных установок в системах теплоснабжения Астраханской области / Н.Д. Шишкин, И.С. Просвирина // Известия АЖКХ. – 2000. – № 4. – С. 7.
  2. Руденко, Н.Н. Моделирование температурного поля в грунте / Н.Н. Руденко, И.Н. Фурсова // Инженерный вестник Дона. – 2013. – № 2. – Условия доступа : http://www.ivdon.ru/ magazine/archive/n2y2013/1697
  3. Васильев, Г.П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев земли : дис. … докт. техн. наук. – М., 2006. – С. 423.
  4. Костиков, А.О. Влияние теплового состояния грунта на эффективность теплонаносной установки с грунтовым теплообменником / А.О. Костиков, Д.Х. Харлампиди // Энергетика: Экономика, технология, экология. – 2009. – № 1. – С. 32–40.
  5. Лыков, А.В. Теория теплопроводности /А.В. Лыков. – М. : Высшая школа, 1967. – 600 с.
  6. Сапрыкина, Н. Ю. Постановка задачи определения температурного поля геотермального теплового насоса на объектах нефтяной промышленности / Н.Ю. Сапрыкина, П.В. Яковлев // Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечения безопасности экосистем Каспийского шельфа : материалы VI Международной научно-практической конференции (сентябрь 2015 г.). – Астрахань : Изд-во АГТУ, 2015. – С. 126–130.
  7. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости : пер. с англ / С. Патанкар. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 152 с.

______________________________

NADEZHDA Yu. SAPRYKINA, Research Assistant,

nadin_id@rambler.ru

PAVEL V. YAKOVLEV, DSc, Professor,

astra137@mail.ru

Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering,

18, Tatishchev Str., 414056, Astrakhan, Russia

NATURAL CHANGE IN TEMPERATURE FIELD OF HEAT PUMP UNIT DURING ITS LONG-TERM OPERATION

The paper presents the temperature field investigations of geothermal well, which is formed during the operation of the heat pump unit under different processing conditions. The multi-paradigm numerical computing environment MathLab is used to compare the theoretical and experimental results on operating conditions of the geothermal well. The obtained results are generalized using the theory of similarity and the modified criteria-based dependences connecting the parameters and used for further development of design technique of heat pumps based on the long-term forecast and assessment of their energy and economic efficiency.

Keywords: heat pump; temperature field; regeneration; regeneration factor; criteria-based equation.

References

  1. Shishkin, N.D., Prosvirina I.S. Otsenka effektivnosti primeneniya teplonasosnykh ustanovok v sistemakh teplosnabzheniya Astrakhanskoi oblasti [Efficiency assessment of heat pump installations in Astrakhan heating systems]. Izvestiya AZhKKh. 2000. No 4. P. 7. (rus)
  2. Rudenko N.N., Fursova I.N. Modelirovanie temperaturnogo polya v grunte [Simulation of soil temperature field]. Inzhenernyi vestnik Dona. 2013. No2. Available at: http://cyberleninka.ru/ article/n/modelirovanie-temperaturnogo-polya-v-grunte (rus)
  3. Vasil'ev G.P. Teplokhladosnabzhenie zdanii i sooruzhenii s ispol'zovaniem nizkopotentsial'noi teplovoi energii poverkhnostnykh sloev zemli: dis. … d-ra tekh. nauk [Heat supply of buildings using low-grade thermal energy of the earth surface layers. DSc Thesis]. Moscow, 2006. 423 p. (rus)
  4. Kostikov A.O., Kharlampidi D.Kh. Vliyanie teplovogo sostoyaniya grunta na effektivnost' teplonanosnoi ustanovki s gruntovym teploobmennikom [Soil thermal state and efficiency of heat pump system with heat exchanger]. Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya. 2009. No. 1. Pp. 32–40. (rus)
  5. Lykov A.V. Teoriya teploprovodnosti [Thermal conductivity theory]. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1967. P. 600. (rus)
  6. Saprykina N.Yu., Yakovlev P.V. Postanovka zadachi opredeleniya temperaturnogo polya geotermal'nogo teplovogo nasosa na ob"ektakh neftyanoi promyshlennosti [Determination of temperature field of geothermal heat pump in oil industry]. Proc. 6th Int. Sci. Conf. Astrakhan: ASTU Publ., 2015. Pp. 126–130. (rus)
  7. Patankar S.V. Chislennye metody resheniya zadach teploobmena i dinamiki zhidkosti: uchebnoe posobie [Numerical heat transfer and fluid flow]. Moscow: Energoatomizdat, 1984. 152 p. (transl. from Engl.)

Статья | (1.29 Mб)