Доцільна глибина закладання горизонтального трубного ґрунтового теплообмінника геотермальної вентиляції
DOI:
https://doi.org/10.32347/2310-0516.2018.10.54-61Ключові слова:
Геотермальна система вентиляції, Горизонтальний ґрунтовий теплообмінник, Глибина прокладання, Температура ґрунту,Анотація
Зменшення споживання традиційних видів палива не може відбуватися без впровадження технологій з використанням відновлювальних джерел енергії. Для виробництва теплової енергії широко використовуються сонячна та геотермальна види енергії. Енергія надр землі характеризується низькотемпературним потенціалом та незначною нерівномірністю протягом року. Одним з напрямків використання геотермальної енергії є попереднє нагрівання зовнішнього повітря у системі механічної вентиляції. При цьому теплообмін відбувається у теплообмінниках, які прокладаються у ґрунті. На даний час в Україні відсутні нормативні рекомендації по проектуванню ґрунтових теплообмінників для системи геотермальної вентиляції. Це ускладнює проектування геотермальних систем вентиляції, а, відповідно, їх впровадження в реальні об’єкти. Встановлення впливу різних факторів на процес теплопередачі між ґрунтом та повітрям здійснюється за допомогою експериментальних досліджень. Дуже часто експериментальні дослідження описують часткові випадки встановлення ґрунтових теплообмінників у різних країнах світу. Відсутність узагальнених характеристик ефективності роботи ґрунтових теплообмінників в кліматологічних умовах України також потребує проведення аналогічних досліджень. В роботі наведено аналітичні дослідження доцільної глибини прокладання горизонтальних трубних ґрунтових теплообмінників житлового будинку у м. Київ. Для цього було виконано розрахунок геотермальної системи вентиляції житлового будинку з необхідним повітрообміном 150 м3/год та різними значеннями глибини прокладання труб теплообмінника в діапазоні 1,5-4,5м з кроком 0,25 м. Встановлено, що в діапазоні досліджуваних значень, найменша довжина труби теплообмінника 29 м та найменша вартість геотермальної системи вентиляції 3568,76 євро відповідають глибині прокладання 3,75 м.
Посилання
REFERENCES
Limarenko A. N. (2012) Potential and necessity of development of non-traditional renewable energy sources in Ukraine. Eastern European Journal of Advanced Technology. 5/8(65). 14-19. (In Russian)
Chaly V. V. (2014) Alternative energy sources as reserves of Ukraine's energy resources. Development management. 5(168). 152-153. (In Russian)
Voznyak O. T., Yaniv M. Y. (2010) Energy potential of solar energy and prospects of its use in Ukraine. Bulletin of LPNU "Theory and practice of construction". 664. 7-10. (In Ukrainian)
Lesyk H. R. (2012) Analysis of exergic efficiency of thermosiphon solar collector for temperate climate conditions. Bulletin of NFTU of Ukraine. 22.9. 140-146. (In Ukrainian)
Goshovsky S. V., Zuryan O. V. (2017) Ecological advantages and disadvantages of technologies for the use of geothermal resources as a source of renewable energy. Abstracts of the International Scientific and Technical Conference "Geoforum 2017". 62-68. (In Ukrainian)
Savchenko O. O., Zhelykh V. M., Dudnik K. A., Kononchuk O. M. (2015) Technical prerequisites for the installation of geothermal ventilation of passive houses. Bulletin of LPNU "Theory and practice of construction". 823. 281-285. (In Ukrainian)
Zhelykh V., Savchenko O., Matusevych V. (2016) Improving efficiency of heat exchange of horizontal ground-air heat exchanger for geothermal ventilation systems. Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce. 8. № 4. 43–46.
Darius D., Misaran M. S., Rahman Md. M., Ismail M. A., Amaludin A. (2017) Working parameters affecting earth-air heat exchanger (EAHE) system performance for passive cooling: A review. International Conference on Materials Technology and Energy IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 217. 18 p.
Sobti J., Kumar S. (2015) SinghEarth-air heat exchanger as a green retrofit for Chandīgarh - a critical review. Geothermal Energy. 3:14. 9 p.
Pouloupatis P. D., Tassou S. A., Christodoulides P., Floridesa G. A. (2017) Parametric analysis of the factors affecting the efficiency of ground heat exchangers and design application aspects in Cyprus. Renewable Energy. 103. 721-728.
Bisoniya T. S., Kumar A., Baredar P. (2013) Experimental and analytical studies of earth-air heat exchanger (EAHA) systems in India: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 238-246.
Vasiliev G. P. (2007) Geothermal heat pump systems of heat supply and efficiency of their application in climatic conditions of Russia. АВОК. 5. 58-74. (In Russian)
Decision for fresh air. (2015) Rehau UA. 12 p. (In Ukrainian)
Benazza A., Blanco E., Aichouba M., Rio Luis Jose, Laouedj S. (2011) Numerical Investigation of Horizontal Ground Coupled Heat Exchanger. Energy Procedia. 6. 29-35.
Florides G., Theofanous E., Joseph-Stylianou J., Tassou S., Christodoulides P., Zomeni Z., Kalogirou S., Messaritis V., Pouloupatis P., Panayiotou G. (2013) Vertical and Horizontal Ground Heat Exchanger Modeling. 7 p.
Md. Hasan ALI, Salsuwanda Bin SELAMAT, Keishi KARIYA, Akio MIYAR. (2016) Experimental Performance Estimations of Horizontal Ground Heat Exchangers for GSHP System. Proceedings of the COMSOL Conference. 10 р.
Bansal V., Misra R., Agrawal G. D., Mathur J. (2009) Performance analysis of earth-airpipe-air heat exhanger for winter heating. Energy and Buildings. 41. 1151-1154.
Naili N., Attar I., Hazami M., Farhat A. (2012) Experimental Analysis of Horizontal Ground Heat Exchanger for Northern Tunisia. Journal of Electronics Cooling and Thermal Control. 2. 44-51.
Chiasson A. D. (2010) Modeling horizontal ground heat exchangers in geothermal heat pump systems. Proceedings of the COMSOL Conference.
Sanuzi A. N. Z., Shao L., Ibrahim N. (2013) Passive ground cooling system for low energy buildings in Malaysia (hot and humid climates). Renewablle Energy. 49. 193-196.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Василь Желих, Олена Савченко, Вадим Матусевич, Володимир Пашкевич
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
