ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ
Анотація
Анотація – в даній роботі приведені результати експериментальних досліджень системи геотермальної вентиляції. Аналітичні рішення не дають конкретних, доступних для інженерних розрахунків результатів. Тому, авторами поставлена задача експериментального дослідження системи геотермальної вентиляції в літніх та зимових умовах. Встановлено, що теплова потужність однієї свердловини глибиною 15м площею теплообміну 9,42м2 з коаксильними пластиковими трубами діаметром 100 та 200 мм влітку при +40 °С досягає 1,6кВт при витратах електрики в вентиляторі 0,46 кВт, а взимку при мінус 10°С аналогічно отримуємо 1,3кВт.
Дослідження теплових процесів проводились на системі геотермальної вентиляції, розташованій на о.Хортиця на свердловині в глині глибиною 15м з коаксильними пластиковими полівінілхлоридними трубами.
Розраховано модель вихідної теплової потужності системи геотермальної вентиляції, яка збільшується пропорційно об’ємній витраті повітря та різниці температур.
Критерій оптимізації – коефіцієнт ефективності системи геотермальної вентиляції вказує, в скільки разів теплова енергія повітря зі свердловини вище витрат споживаної потужності вентилятора.
Максимальна теплова потужність відповідає максимальній витраті повітря і збільшується пропорційно витраті повітря та різниці температур. Коефіцієнт ефективності зростає при зменшенні потоку повітря та при збільшенні різниці температур на вході та виході, а при малих витратах повітря можливо отримати в 10 разів більше теплової енергії, ніж витрати електрики в вентиляторі, як при нагріві так і при охолодженні повітря, при максимальних витратах повітря показник знижується до 2…3. Для збільшення ефективності системи геотермальної вентиляції необхідно збільшувати довжину труби, площу теплообмінника та зменшувати швидкість потоку повітря.
STUDY OF GEOTHERMAL VENTILATION SYSTEM
This paper presents the results of experimental studies of the geothermal ventilation system. Analytical solutions do not provide specific results available for engineering calculations. Therefore, the authors have set the task of experimentally investigating the geothermal ventilation system in summer and winter conditions. It was established that the heat capacity of a single well 15m deep with a heat exchange area of 9.42 m2 with a coaxial plastic pipe with a diameter of 100 and 200mm in summer at + 40°C reaches 1.6 kW with an electricity consumption in the fan 0.46 kW, and in winter at minus 10°C we get 1.3 kW.
The study of thermal processes was carried out on a geothermal ventilation system located on Khortitsa Island on a well in clay with a depth of 15m with coaxial plastic PVC pipes.
The model of the initial thermal power of the geothermal ventilation system is calculated, which increases in proportion to the volumetric air flow and temperature difference.
The optimization criterion – the efficiency factor of the geothermal ventilation system indicates how many times the heat energy of the air from the well is higher than the cost of the fan power consumption.
The maximum heat output corresponds to the maximum air flow and increases in proportion to the air flow and temperature difference. The efficiency coefficient increases with decreasing air flow and with increasing temperature difference at the inlet and outlet, and with low air flow rates, you can get 10 times more thermal energy than electricity consumption in the fan, both during heating and air cooling, with maximum air flow figure drops to 2…3. To increase the efficiency of the geothermal ventilation system, it is necessary to increase the length of the pipe, the area of the heat exchanger and reduce the air flow rate.
