Экспериментальная оценка параметров системы сбора низкопотенциальной теплоты грунтового массива

Аннотация

Одним из перспективных путей решения проблемы повышения энергетической эффективности систем теплоснабжения зданий является применение новых технологий, использующих нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Объектом исследования является геотермальный потенциал термоскважины в системе теплоснабжения на основе тепловых насосы. Цель работы – оценка возможности повышения экономической и энергетической эффективности проекта перевода объекта теплоснабжения на теплонасосную систему отопления, использующую низкопотенциальное тепло поверхностных слоев Земли. Использование грунта как источника низкопотенциальной теплоты с применением технологии тепловых насосов для отопления зданий многократно изучено, однако на практике при создании геотермальных теплонасосных систем (ГТНС) теплоснабжения сформировалась ситуация, при которой на этапе предпроектной проработки используют усредненные теплофизические характеристики грунтового массива и расчетную среднюю температуру воздуха за отопительный период, что приводит к завышению размеров геотермального контура и, следовательно, к удорожанию инвестиций на создание геотермального теплонасосного теплового пункта. Для оценки потенциала тепла грунта в планируемом месте расположения грунтовых теплообменников разработан и создан автоматизированный испытательный стенд. На основании экспериментальных данных, позволяющих оценить возможности получения низкопотенциального возобновляемого тепла, определены основные параметры элементов грунтовых теплообменников. Предлагается при проектировании ГТНС принимать бивалентный режим работы теплового насоса (ТН) как наиболее обоснованный с точки зрения технико-экономических показателей создания ГТНС и эксплуатационных затрат. И наоборот, при создании ГТНС по принципу «полного замещения» производить исключительно в случаях организации системы теплонасосного теплоснабжения без участия прямого электрообогрева.