Геотермальные теплонасосные системы теплоснабжения

0
129

Применение грунта верхних слоев Земли в качестве источника
низкопотенциальной тепловой энергии для геотермальных теплонасосных
систем теплоснабжения (ГТСТ) возможно практически повсеместно.

Грунт поверхностных слоев Земли фактически является тепловым
аккумулятором неограниченной мощности. Тепловой режим грунта
формируется под действием двух основных факторов – падающей на
поверхность солнечной радиации и потока радиогенного тепла из земных
недр. Сезонные и суточные изменения интенсивности солнечной радиации и
температуры наружного воздуха вызывают колебания температуры верхних
слоев грунта. Глубина проникновения суточных колебаний температуры
наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации в
зависимости от конкретных почвенно-климатических условий колеблется в
пределах от нескольких десятков сантиметров до полутора метров. Глубина
проникновения сезонных колебаний температуры наружного воздуха и
интенсивности падающей солнечной радиации не превышает, как правило,
15–20 м.

К особенностям теплового режима систем сбора тепла грунта как
объекта проектирования относят так называемую «информативную
неопределенность» математических моделей, описывающих подобные
процессы, или, иначе говоря, отсутствие достоверной информации о
воздействиях на систему окружающей среды (атмосферы и массива грунта,
находящихся вне зоны теплового влияния грунтового теплообменника
системы теплосбора) и чрезвычайную сложность их аппроксимации.

Одной из важных задач, решаемой при проектировании
геотермальных систем теплоснабжения зданий, является детальная оценка
энергетических возможностей климата района строительства и на этой
основе составление заключения об эффективности и целесообразности
применения того или иного схемного решения ГТСТ. Расчетные значения
климатических параметров,  приводимые в действующих
нормативных документах не дают полной характеристики наружного климата,
его изменчивости по месяцам, а также в отдельные периоды года –
отопительный сезон, период перегрева и др. Поэтому при решении вопроса
о температурном потенциале геотермального тепла, оценки возможности его
сочетания с другими естественными источниками тепла низкого потенциала,
оценки их (источников) температурного уровня в годовом цикле необходимо
привлечение более полных климатических данных.

Характерной особенностью естественного температурного режима
грунта является запаздывание минимальных температур грунта относительно
времени поступления минимальных температур наружного воздуха.
Минимальные температуры наружного воздуха повсеместно наблюдаются в
январе, минимальные температуры в грунте на глубине 1,6 м в г.
Ставрополе наблюдаются в марте, в г. Якутске – в марте, в г. Сочи – в
марте, в г. Владивостоке – в апреле. Очевидно, что к моменту
наступления минимальных температур в грунте нагрузка на теплонасосную
систему теплоснабжения (теплопотери здания) снижается. Этот момент
открывает достаточно серьезные возможности для снижения установочной
мощности ГТСТ (экономии капитальных затрат) и обязательно должен
учитываться при проектировании.

В целях выявления эффективности использования геотермальных
теплонасосных систем теплоснабжения в климатических условиях России, на
основе результатов численных экспериментов было произведено
районирование территории РФ по эффективности использования
геотермального тепла низкого потенциала для целей теплоснабжения.

Исследования показали, что использование тепловой энергии из
грунтового массива к концу отопительного сезона вызывает вблизи
регистра труб системы теплосбора понижение температуры грунта, которое
в почвенно-климатических условиях большей части территории РФ не
успевает компенсироваться в летний период года, и к началу следующего
отопительного сезона грунт выходит с пониженным температурным
потенциалом. Потребление тепловой энергии в течение следующего
отопительного сезона вызывает дальнейшее снижение температуры грунта, и
к началу третьего отопительного сезона его температурный потенциал еще
больше отличается от естественного. Поэтому следует брать во внимание
снижение температур грунта, вызванное использованием системы
теплосбора.  //www.vemiru.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.