ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 2 (62), 2021


Методика проектирования инженерных систем при работе на низкопотенциальном источнике энергии


Сапрыкина Н. Ю.

 

Сапрыкина Н. Ю., ст. преп. кафедры инженерных систем и экологии, Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, г. Астрахань, тел.: +7-927-661-48-60, e-mail: nadin_id@mail.ru

 
 
Постановка задачи. Необходимо разработать методику проектирования систем кондиционирования и теплоснабжения, работающих в течение длительного периода на основе вертикальной геотермальной скважины.
Результаты. Приводится описание и порядок действий предложенной методики проектирования для расчета основных параметров систем кондиционирования и теплоснабжения.
Выводы. Предложена методика проектирования систем кондиционирования и теплоснабжения на основе низкопотенциального источника энергии. Она позволяет максимально точно произвести расчет необходимого количества геотермальных скважин с учетом технологических особенностей работы инженерных систем, что обеспечивает минимизацию суммы капитальных и эксплуатационных вложений в установку теплонасосного оборудования и его комплектующих.
 
Ключевые слова: тепловой насос, методика проектирования, вертикальная геотермальная скважина.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.006

 

Библиографический список

1. Васильев, Г. П. Геотермальные теплонасосные системы теплоснабжения и эффективность их применения в климатических условиях России / Г. П. Васильев // АВОК. Теплоснабжение. — 2007. — № 5. — http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3685.
2. Васильев, Г. П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев земли: дис. … д-ра тех. наук: 05.23.03 / Васильев Григорий Петрович. — М., 2006. — С. 423.
3. Гласко, А. В. Моделирование динамики температурного поля основания здания в криолитозоне / А. В. Гласко, А. А. Федотов, Н. И. Сидиняев, П. В. Храпов, Ю. С. Мельникова // Электронное научно-техническое издание МГТУ им. Н. Э. Баумана «Наука и образование». — 2011. — № 12. — http://www.technomag.edu.ru/doc/274059.html.
4. Ибрагимов, Э. В. Опыт использования тепловых насосов в качестве систем термостабилизации грунта в криолитозоне / Э. В. Ибрагимов, Я. А. Кроник, Г. П. Пустовойт // ОФМГ. — 2015. — № 5. — С. 23—26.
5. Козлов, С. С. Зависимость температурного поля грунта от теплоты, теряемой ограждающей конструкцией подземных сооружений / С. С. Козлов, Е. С. Козлов // Современные наукоемкие технологии. — 2013. — № 8. — С. 302—304.
6. Поддубный, Г. В. Температурное поле в грунте под изоляцией бесподвального холодильника / Г. В. Поддубный // Известия вузов. Математика. — 1962. — № 6. — С. 101—107.
7. Сапрыкина Н. Ю. Повышение эффективности работы систем теплоснабжения и кондиционирования, работающих в комплексе с тепловым насосом // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2018. — № 2 (24). — С. 17—23.
8. Сапрыкина, Н. Ю. Исследование влияния режимов работы геотермальной скважины с системами теплоснабжения и кондиционирования в комплексе с тепловым насосом на температуру грунтового пласта / Н. Ю. Сапрыкина, М. Я. Панов // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2018. — № 4 (52). — С. 105—116.
9. Тарасова, В. А. Моделирование тепловых режимов совместной работы грунтового теплообменника и теплонасосной установки / В. А. Тарасова, Д. Х. Харлампиди, А. В. Шерстюк // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2011. — № 5/8 (53). — С. 34—40.
10. Трушевский, С. Н. Вечная мерзлота, основания и тепловые насосы / С. Н. Трушевский, Д. С. Стребков // Вестник ВИЭСХ. — 2014. — № 4 (14). — С. 11—15.
11. Федянин, В. Я. Использование грунтовых теплообменников в системах теплоснабжения / В. Я. Федянин, М. К. Карпов // Ползуновский вестник. — 2006. — № 4. — С. 98—103.
12. Федянин, В. Я. Методика расчета тепловых потоков в грунтовом теплообменнике / В. Я. Федянин, Д. Я. Михеев // Материалы 61-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и проф.-преп. состава. Часть 11. Энергетический факультет. — Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2003. — С. 12—14.
13. 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.
14. Diao, N. Heat transfer in ground heat exchangers with groundwater advection / N. Diao, Q. Li, Z. Fang // Int. J. Therm. Sci. — 2004. — Vol. 43. — P. 1203—1211.
15. Hellström, G. Experience with the borehole heat exchanger software EED / G. Hellström, B. Sanner, M. Klugescheid, T. Gonka, S. Mårtensoon // Proc. MEGASTOCK. — Sapporo, 1997. — P. 247—252.
16. Hepbasli, A. Review on exergetic analysis and assessment of renewable energy resources for a sustainable future / A. Hepbasli, A. Key // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2008. — № 12. — P. 593—661.
17. Monzó, P. A study of the thermal response of a borehole field in winter and summer / P. Monzó, J. Acuña, P. Mogensen, B. Palm // International conference on applied energy ICAE. — 2013. — July. — P. 1—4.
18. Nordell, B. Solar energy and heat storage / B. Nordell, M. Söderlund // Luleå University of Technology, 2000.
19. Ozgener, O. Modelling and performance evaluation of ground source (geothermal) heat pump systems / O. Ozgener, A. Hepbasli // Energy and Buildings. — 2007. — № 39. — P. 66—75.
20. Papatheodorou, N. G. Transient simulation of a hybrid ground sourse heat pump system / N. G. Papatheodorou, G. Ι. Fragogiannis, S. Κ. Stamataki //3rd International Conference «From Scientific Computing to Computational Engineering» (3 rd IC—SCCE Athens). — 2008. — July. — P. 9—12.
21. Seyboth, K. Recognising the potential for renewable energy heating and cooling / K. Seyboth, L. Beurskens, O. Langniss, R. E. H. Sims // Energy Policy. — 2008. — № 36. — P. 2460—2463.


 

Ссылка для цитирования

Сапрыкина, Н. Ю. Методика проектирования инженерных систем при работе на низкопотенциальном источнике энергии / Н. Ю. Сапрыкина // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 2 (62). - С. 78-85. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.006.

 
 
 
 

English version 

 

Methods of Designing Engineering Systems While Operating on a Low Potential Source of Energy

Saprykina N. Yu.
 
 

Saprykina N. Yu., Senior Lecturer of the Dept. of Engineering Systems and Ecology, Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering, Russia, Astrakhan, tel.: + 7-927-661-48-60, e-mail: nadin_id@mail.ru


 
Statement of the problem. It is important to develop a method of designing air conditioning and heating systems operating for a long period using a vertical geothermal well.
Results. The description and the order of actions of the suggested design technique for calculation of the basic parameters of systems of conditioning and heat supply is provided.
Conclusions. A method for designing air conditioning and heating systems based on a low-potential energy source is set forth. It enables one to calculate the required number of geothermal wells as accurately as possible considering the technological features of engineering systems, which minimizes the amount of capital and operational investments into the installation of heat pump equipment and its components.
 
Keywords: heat pump, design method, vertical geothermal well. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.006

References

1. Vasil'ev, G. P. Geotermal'nye teplonasosnye sistemy teplosnabzheniya i effektivnost' ikh primeneniya v klimaticheskikh usloviyakh Rossii / G. P. Vasil'ev // AVOK. Teplosnabzhenie. — 2007. — № 5. — http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3685.
2. Vasil'ev, G. P. Teplokhladosnabzhenie zdanii i sooruzhenii s ispol'zovaniem nizkopotentsial'noi teplovoi energii poverkhnostnykh sloev zemli: dis. … d-ra tekh. nauk: 05.23.03 / Vasil'ev Grigorii Petrovich. — M., 2006. — S. 423.
3. Glasko, A. V. Modelirovanie dinamiki temperaturnogo polya osnovaniya zdaniya v kriolitozone / A. V. Glasko, A. A. Fedotov, N. I. Sidinyaev, P. V. Khrapov, Yu. S. Mel'nikova // Elektronnoe nauchno-tekhnicheskoe izdanie MGTU im. N. E. Baumana «Nauka i obrazovanie». — 2011. — № 12. — http://www.technomag.edu.ru/doc/274059.html.
4. Ibragimov, E. V. Opyt ispol'zovaniya teplovykh nasosov v kachestve sistem termostabilizatsii grunta v kriolitozone / E. V. Ibragimov, Ya. A. Kronik, G. P. Pustovoit // OFMG. — 2015. — № 5. — S. 23—26.
5. Kozlov, S. S. Zavisimost' temperaturnogo polya grunta ot teploty, teryaemoi ograzhdayushchei konstruktsiei podzemnykh sooruzhenii / S. S. Kozlov, E. S. Kozlov // Sovremennye naukoemkie tekhnologii. — 2013. — № 8. — S. 302—304.
6. Poddubnyi, G. V. Temperaturnoe pole v grunte pod izolyatsiei bespodval'nogo kholodil'nika / G. V. Poddubnyi // Izvestiya vuzov. Matematika. — 1962. — № 6. — S. 101—107.
7. Saprykina N. Yu. Povyshenie effektivnosti raboty sistem teplosnabzheniya i konditsionirovaniya, rabotayushchikh v komplekse s teplovym nasosom // Inzhenerno-stroitel'nyi vestnik Prikaspiya. — 2018. — № 2 (24). — S. 17—23.
8. Saprykina, N. Yu. Issledovanie vliyaniya rezhimov raboty geotermal'noi skvazhiny s sistemami teplosnabzheniya i konditsionirovaniya v komplekse s teplovym nasosom na temperaturu gruntovogo plasta / N. Yu. Saprykina, M. Ya. Panov // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2018. — № 4 (52). — S. 105—116.
9. Tarasova, V. A. Modelirovanie teplovykh rezhimov sovmestnoi raboty gruntovogo teploobmennika i teplonasosnoi ustanovki / V. A. Tarasova, D. Kh. Kharlampidi, A. V. Sherstyuk // Vostochno-Evropeiskii zhurnal peredovykh tekhnologii. — 2011. — № 5/8 (53). — S. 34—40.
10. Trushevskii, S. N. Vechnaya merzlota, osnovaniya i teplovye nasosy / S. N. Trushevskii, D. S. Strebkov // Vestnik VIESKh. — 2014. — № 4 (14). — S. 11—15.
11. Fedyanin, V. Ya. Ispol'zovanie gruntovykh teploobmennikov v sistemakh teplosnabzheniya / V. Ya. Fedyanin, M. K. Karpov // Polzunovskii vestnik. — 2006. — № 4. — S. 98—103.
12. Fedyanin, V. Ya. Metodika rascheta teplovykh potokov v gruntovom teploobmennike / V. Ya. Fedyanin, D. Ya. Mikheev // Materialy 61-i nauch.-tekhn. konf. studentov, aspirantov i prof.-prep. sostava. Chast' 11. Energeticheskii fakul'tet. — Barnaul: izd-vo AltGTU, 2003. — S. 12—14.
13. Shishkin, N. D. Otsenka effektivnosti primeneniya teplonasosnykh ustanovok v sistemakh teplosnabzheniya Astrakhanskoi oblasti / N. D. Shishkin, I. S. Prosvirina // Izvestiya AZhKKh. — 2000. — № 4. — S. 7.
14. Diao, N. Heat transfer in ground heat exchangers with groundwater advection / N. Diao, Q. Li, Z. Fang // Int. J. Therm. Sci. — 2004. — Vol. 43. — P. 1203—1211.
15. Hellström, G. Experience with the borehole heat exchanger software EED / G. Hellström, B. Sanner, M. Klugescheid, T. Gonka, S. Mårtensoon // Proc. MEGASTOCK. — Sapporo, 1997. — P. 247—252.
16. Hepbasli, A. Review on exergetic analysis and assessment of renewable energy resources for a sustainable future / A. Hepbasli, A. Key // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2008. — № 12. — P. 593—661.
17. Monzó, P. A study of the thermal response of a borehole field in winter and summer / P. Monzó, J. Acuña, P. Mogensen, B. Palm // International conference on applied energy ICAE. — 2013. — July. — P. 1—4.
18. Nordell, B. Solar energy and heat storage / B. Nordell, M. Söderlund // Luleå University of Technology, 2000.
19. Ozgener, O. Modelling and performance evaluation of ground source (geothermal) heat pump systems / O. Ozgener, A. Hepbasli // Energy and Buildings. — 2007. — № 39. — P. 66—75.
20. Papatheodorou, N. G. Transient simulation of a hybrid ground sourse heat pump system / N. G. Papatheodorou, G. Ι. Fragogiannis, S. Κ. Stamataki //3rd International Conference «From Scientific Computing to Computational Engineering» (3 rd IC—SCCE Athens). — 2008. — July. — P. 9—12.
21. Seyboth, K. Recognising the potential for renewable energy heating and cooling / K. Seyboth, L. Beurskens, O. Langniss, R. E. H. Sims // Energy Policy. — 2008. — № 36. — P. 2460—2463.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS