ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    

 



Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 











 


Архив выпусков

Выпуск 4 (52), 2018


Исследование изменения температурного поля грунтового массива при воздействии циклическим знакопеременным тепловым потоком (регенерация температурного поля)


Сапрыкина Н. Ю., Панов М. Я.


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

Панов М. Я., д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)271-53-21

 
 
Постановка задачи. Рассматривается задача восстановления пластовой температуры грунтового массива при знакопеременном режиме работы систем теплоснабжения и кондиционирования в комплексе с тепловым насосом с учетом их длительной сезонной циклической работы. 
Результаты. Установлено, что ежегодное падение грунтовой температуры будет постепенно сокращаться в условиях регенерации. Процесс регенерации позволяет компенсировать «недостающие» величины тепловой нагрузки. Положительным фактом является то, что в режиме с регенерацией стабилизация температурного поля грунтового массива наступает раньше, чем при однопоточном режиме. 
Выводы. Выявлена стабилизация температурного поля в условиях работы теплового насоса со знакопеременным тепловым активным потоком (с регенерацией температурного поля грунтового массива) уже на втором году эксплуатации. 
 
Ключевые слова: тепловой насос, регенерация пластовой температуры грунта, коэффициент регенерации, температурное поле.


DOI: 10.25987/VSTU.2018.52.4.011

 

Библиографический список

1. Амерханов, Р. А. Тепловые насосы / Р. А. Амерханов. — М.: Энергоиздат, 2005. —160 с.
2. Амерханов, Р. А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства / Р. А. Амерханов; под ред. Б. Д. Драганова. — М.: Колос-Пресс, 2002. — 426 с.
3. 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. — 423 с.
4. Денисова, А. Е. Моделирование тепловых процессов в грунтовой тепловой трубе теплонасосной системы тепло- и хладоснабжения / А. Е. Денисова, А. В. Мармусевич // Труды Одесского политехнического университета. — 2006. — № 1 (25). — С. 65—69.
5. Мацевитыи, Ю. М. Восстановление теплового потенциала грунта за счет выбора рациональных режимов работы теплонасоснои системы / Ю. М. Мацевитыи, В. А. Тарасова, Д. Х. Харлампиди // Тезисы докладов и сообщении XIV Минского международного форума по тепло- и массообмену. — Минск, 2012. — Т. 1. — С. 736—739.
6. Руденко, Н. Н. Выбор граничных условий для моделирования температурного поля грунта [Электронный ресурс] / Н. Н. Руденко, И. В. Бондарев // Инженерный вестник Дона. — 2013. — № 4. — Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2137.
7. Сапрыкина, Н. Ю. Исследование факторов, влияющих на работу грунтовых тепловых насосов при длительных сроках эксплуатации / Н. Ю. Сапрыкина // Известия КГАСУ. — 2018. — № 2 (44). — С. 177— 183.
8. Сапрыкина, Н. Ю. Моделирование температурного поля эксплуатируемого грунтового массива в условиях длительной эксплуатации геотермального теплонасосного оборудования / Н. Ю. Сапрыкина, П. В. Яковлев // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2015. — № 4 (14). — С. 60—66.
9. Сапрыкина, Н. Ю. Формирование условий однозначности при нестационарном режиме работы для долгосрочного срока эксплуатации грунтового теплового насоса // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2016. — № 3 (17). — С. 40—48.
10. Сапрыкина, Н. Ю. Энергосберегающие технологии портовых сооружений на основе применения геотермальных тепловых насосов / Н. Ю. Сапрыкина, П. В. Яковлев // Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология. — 2017. — № 1. — С. 116—124.
11. Серьогин, А. А. Охлаждение оборотной воды сахарного завода с использованием грунтовых контуров тепловых насосов / А. А Серьогин, А. А. Осьмак, Н. В. Рябоконь // Вiстник АМУ. Сер.: Технiка. — 2014. — № 2. — С. 122—132.
12. Федянин, В. Я. Использование грунтовых теплообменников в системах теплоснабжения / В. Я. Федянин, М. К. Карпов // Ползуновский вестник. — 2006. — № 4. — С. 98—103.
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. Шкрет, А. Ф. Методические особенности оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий [Электронный ресурс] / А. Ф. Шкрет // Материалы 4-й Рос. науч.-техн. конф. «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности», Ульяновск, 24—25 апреля 2003 г. — Ульяновск, 2003. — Режим доступа: http://www.energosovet.ru/stat227.html.
15. Штым, А. С. Системы теплосбора для геотермальных тепловых насосов / А. С. Штым, И. А. Маркелова // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. — 2011. — № 23. — С. 126—133.
16. Alberti, L. Borehole Heat Exchangers: How Flow Velocity and Dispersion Influence Heat Transfer [Электронный ресурс] / L. Alberti, I. L. Licata, A. Angelotti, M. Antelmi // Flowpath—2014 — National Meeting on Hydrogeology, June 18—20, 2014. — Режим доступа: http://www.engeology.eu/sites/default/files/news-attach/ antelmi_flowpath_extended_x_engeo.pdf.
17. Claesson, J. Analytical Studies of the Influence of Regional Groundwater Flow on the Performance of Borehole Heat Exchangers / J. Claesson, G. Hellstrom // Proceedings of Terrastock—2000, Stuttgart, August 28—September 1. — Stuttgart, 2000. — Vol. 1. — P. 195—200.
18. Cui, P. Heat Transfer Analysis of Pile Geothermal Heat Exchangers with Spiral Coils / P. Cui, X. Li, Y. Man, Z. Fang // Applied Energy. — 2011. — Vol. 88, № 11. — Р. 4113—4119. — http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.03.045.
19. Desmedt, J. Efficiency Investigation and Energy Saving of Vertical Ground Source Heat Pump / J. Desmedt, J. V. Bael // Strojarstvo. — 2010. — Vol. 52, № 4. — P. 405—409.
20. 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.

 
 

Ссылка для цитирования

Сапрыкина, Н. Ю. Исследование изменения температурного поля грунтового массива при воздействии циклическим знакопеременным тепловым потоком (регенерация температурного поля) / Н. Ю. Сапрыкина, М. Я. Панов // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2018. - № 4 (52). - С. 117-128. - DOI: 10.25987/VSTU.2018.52.4.011.

 
 
 
 

English version 

 

Investigation of Changes in the Temperature Field of the Ground Massive Under the Influence of a Cyclic Significant Thermal Flow (Regeneration of the Temperature Field)

Saprykina N. Yu., Panov М. Ya.
 
 

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

Panov М. Ya., D. Sc. In Engineering, Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, Voronezh State Technical Universit, Russia, Voronezh, tel.: (473)271-53-21


 
Statement of the problem. The problem is considered to restore the reservoir temperature of the soil massif under the alternating operating mode of the heat supply and conditioning systems in combination with the heat pump taking into account their long seasonal cyclic operation. 
Results. The results of the study made it possible to come to the conclusion that the annual drop in the ground temperature will gradually decrease in the conditions of regeneration. The process of regeneration makes it possible to compensate for the «missing» values of the heat load. It should be noted that in the regeneration mode a positive fact is that the stabilization of the temperature field of the soil massif occurs earlier than in the single-flow mode. 
Conclusions. The stabilization of the temperature field in the conditions of the heat pump with an alternating heat active flow (with regeneration of the temperature field of the soil massif) is established as early as in the second year of operation. 
 
Keywords: heat pump, regeneration of reservoir soil temperature, regeneration factor, temperature field. 


DOI: 10.25987/VSTU.2018.52.4.011

References

1. Amerkhanov, R. A. Teplovye nasosy / R. A. Amerkhanov. — M.: Energoizdat, 2005. — 160 s. 
2. Amerkhanov, R. A. Teploenergeticheskie ustanovki i sistemy sel'skogo khozyaistva / R. A. Amerkhanov; pod red. B. D. Draganova. — M.: Kolos-Press, 2002. — 426 s. 
3. 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. — 423 s. 
4. Denisova, A. E. Modelirovanie teplovykh protsessov v gruntovoi teplovoi trube teplonasosnoi sistemy teplo- i khladosnabzheniya / A. E. Denisova, A. V. Marmusevich // Trudy Odesskogo politekhnicheskogo universiteta. — 2006. — № 1 (25). — S. 65—69. 
5. Matsevityi, Yu. M. Vosstanovlenie teplovogo potentsiala grunta za schet vybora ratsional'nykh rezhimov raboty teplonasosnoi sistemy / Yu. M. Matsevityi, V. A. Tarasova, D. Kh. Kharlampidi // Tezisy dokladov i soobshchenii XIV Minskogo mezhdunarodnogo foruma po teplo- i massoobmenu. — Minsk, 2012. — T. 1. — S. 736—739. 
6. Rudenko, N. N. Vybor granichnykh uslovii dlya modelirovaniya temperaturnogo polya grunta / N. N. Rudenko, I. V. Bondarev // Inzhenernyi vestnik Dona. — 2013. — № 4. — Available at: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2137. 
7. Saprykina, N. Yu. Issledovanie faktorov, vliyayushchikh na rabotu gruntovykh teplovykh nasosov pri dlitel'nykh srokakh ekspluatatsii / N. Yu. Saprykina // Izvestiya KGASU. — 2018. — № 2 (44). — S. 177—183. 
8. Saprykina, N. Yu. Modelirovanie temperaturnogo polya ekspluatiruemogo gruntovogo massiva v usloviyakh dlitel'noi ekspluatatsii geotermal'nogo teplonasosnogo oborudovaniya / N. Yu. Saprykina, P. V. Yakovlev // Inzhenerno-stroitel'nyi vestnik Prikaspiya. — 2015. — № 4 (14). — S. 60—66. 
9. Saprykina, N. Yu. Formirovanie uslovii odnoznachnosti pri nestatsionarnom rezhime raboty dlya dolgosrochnogo sroka ekspluatatsii gruntovogo teplovogo nasosa // Inzhenerno-stroitel'nyi vestnik Prikaspiya. — 2016. — № 3 (17). — S. 40—48. 
10. Saprykina, N. Yu. Energosberegayushchie tekhnologii portovykh sooruzhenii na osnove primeneniya geotermal'nykh teplovykh nasosov / N. Yu. Saprykina, P. V. Yakovlev // Vestnik AGTU. Ser.: Morskaya tekhnika i tekhnologiya. — 2017. — № 1. — S. 116—124. 
11. Ser'ogin, A. A. Okhlazhdenie oborotnoi vody sakharnogo zavoda s ispol'zovaniem gruntovykh konturov teplovykh nasosov / A. A Ser'ogin, A. A. Os'mak, N. V. Ryabokon' // Vistnik AMU. Ser.: Tekhnika. — 2014. — № 2. — S. 122—132. 
12. Fedyanin, V. Ya. Ispol'zovanie gruntovykh teploobmennikov v sistemakh teplosnabzheniya / V. Ya. Fedyanin, M. K. Karpov // Polzunovskii vestnik. — 2006. — № 4. — S. 98—103. 
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. Shkret, A. F. Metodicheskie osobennosti otsenki ekonomicheskoi effektivnosti energosberegayushchikh meropriyatii / A. F. Shkret // Materialy 4-i Ros. nauch.-tekhn. konf. «Energosberezhenie v gorodskom khozyaistve, energetike, promyshlennosti», Ul'yanovsk, 24—25 aprelya 2003 g. — Ul'yanovsk, 2003. — Available at: http://www.energosovet.ru/stat227.html. 
15. Shtym, A. S. Sistemy teplosbora dlya geotermal'nykh teplovykh nasosov / A. S. Shtym, I. A. Markelova // Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Ser.: Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2011. — № 23. — S. 126—133. 
16. Alberti, L. Borehole Heat Exchangers: How Flow Velocity and Dispersion Influence Heat Transfer / L. Alberti, I. L. Licata, A. Angelotti, M. Antelmi // Flowpath—2014 — National Meeting on Hydrogeology, June 18—20, 2014. — Available at: http://www.engeology.eu/sites/default/files/news-attach/antelmi_flowpath_extended_ x_engeo.pdf. 
17. Claesson, J. Analytical Studies of the Influence of Regional Groundwater Flow on the Performance of Borehole Heat Exchangers / J. Claesson, G. Hellstrom // Proceedings of Terrastock—2000, Stuttgart, August 28—September 1. — Stuttgart, 2000. — Vol. 1. — P. 195—200. 
18. Cui, P. Heat Transfer Analysis of Pile Geothermal Heat Exchangers with Spiral Coils / P. Cui, X. Li, Y. Man, Z. Fang // Applied Energy. — 2011. — Vol. 88, № 11. — P. 4113—4119. — http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.03.045. 
19. Desmedt, J. Efficiency Investigation and Energy Saving of Vertical Ground Source Heat Pump / J. Desmedt, J. V. Bael // Strojarstvo. — 2010. — Vol. 52, № 4. — P. 405—409. 
20. 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. 


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