Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты
Рассмотрены общие сведения о подземном аккумулировании теплоты. Предложена конструкция экспериментальной установки по исследованию физических аспектов грунтового аккумулирования низкопотенциальной сбросной теплоты. Сделаны выводы и приведены рекомендации относительно эффективности и перспективности...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2004 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2004
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61611 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты / А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 183-185. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859861949094821888 |
|---|---|
| author | Недбайло, А.Н. |
| author_facet | Недбайло, А.Н. |
| citation_txt | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты / А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 183-185. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Рассмотрены общие сведения о подземном аккумулировании теплоты. Предложена конструкция экспериментальной установки по исследованию физических аспектов грунтового аккумулирования низкопотенциальной сбросной теплоты. Сделаны выводы и приведены рекомендации относительно эффективности и перспективности данного метода сохранения и использования теплоты.
Розглянуто загальні відомості про підземне акумулювання теплоти. Запропоновано конструкцію експериментальної установки по дослідженню фізичних аспектів ґрунтового акумулювання теплоти низького потенціалу, що скидається. Зроблено висновки та наведено рекомендації відносно ефективності та перспективності даного методу збереження та використання теплоти.
General information about underground heat accumulation is considered. The construction of experimental setup for physical aspects investigation of soil accumulation of low-grade waste heat is suggested. Conclusion and recommendations are given according to efficiency and availability of the method of heat saving and utilization.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:46:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
нетрадиционная энергетика
УДК 624.482
ЕДБАЙЛО А.Н.
н
Н
И ны
Ь
ИЮ ГРУНТОВОГО
ОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ
Р
підземне аку
Зап
рек
общие сведения о
земном аккумулировании теплоты.
конструкция
установки по
изических аспектов
аккумулирования
сбросной
и п
а
от
General information about
underground heat accumulation is
considered. The construction of
experimental setup for physical aspects
investigation of soil accumulation of l -
grade aste heat is suggested.
ктрическ
тод сохранения теплоты, требует
зн
долж их
ко
ло накопителя
ловых насосов или
солнечных коллекторов при помощи теплоноси-
теля л
т
-т технической теплофизики НАН Украи
ЭКСПЕРИМЕНТАЛ
ПО ИССЛЕДОВАН
АККУМУЛИР
НАЯ УСТАНОВКА
озглянуто загальні відомості про
мулювання теплоти.
Рассмотрены
под
ропоновано конструкцію
експериментальної установки по
дослідженню фізичних аспектів
ґрунтового акумулювання теплоти
низького потенціалу, що скидається.
Зроблено висновки
Предложена
экспериментальной
исследованию ф
грунтового
низкопотенциальной теплоты.
и риведены
относительно
ереспективности
сохранения и
ы.
Conclusi n and recommendations are
given according to efficiency and
availability of the method of heat saving
and utilization.
ий трубчатый.
ow
w
o
та навелено
омендації відносно ефективності та
перспективності даного методу
збереження та використання теплоти.
Сделаны выводы
рекомендации
эффективности
данного метод
использования тепл
ТЭН-нагреватель эле
Введение
Практически во всех солнечных установках
теплоснабжения, действие которых должно быть
бесперебойным, всегда существует разрыв между
временем потребления теплоты и поступления
солнечной энергии, которая используется. По
этому необходимо предусматривать специальные
системы, которые могли бы накапливать
солнечную энергию во время ее поступления.
Аккумулирование солнечной энергии может
проводиться методами фотосинтеза,
фотохимических реакций, фотоэлектрическим и
тепловым [1].
Другой ме
ачительно бóльшего объема накопителя. Он
ен использоваться при хранении в больш
личествах естественной или солнечной тепло-
ты, когда теп вая зарядка происхо-
дит один раз в год. Эти сезонные хранилища теп-
лоты отличаются от краткосрочных хранилищ,
которые имеют дневной или недельный цикл за-
рядки-разрядки. Теплота от теп
, обычно через теп ообменники, направляется
в хранилища теплоты, которые могут размещаться
либо в грунте, либо глубоко под землей, или со-
стоят из водяных накопителей в полостях скалы
или хорошо теплоизолированных сверху выемках.
Так как грунт и скальные породы имеют относи-
тельно низкий коэффициент теплопроводности,
теплота может храниться в определенном, огра-
ниченном объеме − ниже поверхности земли. Од-
нако относительно высокие тепловые потери в та-
ких хранилищах значительно зависят от размеров
и формы хранилища, а также от уровня темпера-
тур, теплоизоляционных характеристик грунта и
расположения теплохранилища [2]. В последнее
время наиболее распространены системы аккуму-
лирования тепловой энергии, которые основаны
на использовании высоких значений теплоемко-
сти твердых или жидких можно разделить на три
ипа:
- водяные аккумуляторы и бассейны,
- грунтовые аккумуляторы,
- аквиферные аккумуляторы.
183 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
нетрадиционная энергетика
Цели исследования
С целью
разрядки грунтового аккумулятора и построения
адекватной матем
аккумулирования ра й
стенд. Изучить возможность повышения эффек-
ти ос лирующей системы
и ри по-
требителей
Описание экспериментальной установки
установка (см. рис. 1)
предназначена дл ий одно-
значности физической модели процессов -
ного аккумулирования т ер ве-
дения комплекса исследований в области матема-
тического описания и применения те ак-
кумуляторов.
Она состоит замкнутого циркуляционного
контура, заполненного теплоносителем дой),
т
изучения физики процессов зарядки- Экспериментальная
атической модели грунтового
зработать экспериментальны
вн ти работы всей аккуму
ва анты использования ее для нужд тепло
.
я воссоздания услов
подзем
ги оепловой эн и и пр
пловых
из
(во
Рис. 1. Эксперимен альная установка.
2
3
4
1
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 183
нетрадиционная энергетика
который
(10…80) °
труб диам
веющей
Теплоноситель
щенной
заполненн
имитирую
цилиндрической
3, темпер
теплоносителя
Емкость
оболочки
стальными
соединениях
цилиндрической
участок уст
За счет
происходит
емкости с
температу
е
мель-ко
7, расположенными в неск
еч
рии
ент
ние
чий
ляе
ара
0,2 кг/с и
обеспечивается циркуляционным насосом цен-
тробежного типа БЦ-1,2-20-У1.1 ГОСТ 26287-64.
Точное измерение расхода осуществляется при
помощи протарированной расходомерной диа-
фрагмы (шайбы) в паре с U-образным маномет-
ром, помещенной в трубе после выхода из рабо-
чего участка. Рабочей жидкостью дифференци-
ального U-образного манометра является четы-
реххлористый углерод. Ожидаемая абсолютная
погрешность измерения объемного расхода теп-
лоносителя составляет 0,001 л/с.
Подогрев теплоносителя до задаваемой в
эксперименте температуры проводится при
помощи ТЭНов (трубчатых электронагревателей),
помещенных в демпфирующую емкость 4.
Электрическая мощность каждого ТЭНа равна 2
кВт. Электрическая мощность, развиваемая
группой электронагревателей, составляет порядка
12 кВт (предусмотрен резерв мощности в сторону
увеличения вплоть до 24 кВт).
В установке также предусмотрены: байпас (для
изменения и регулирования (опционально)
ировки
ойства объемным способом),
демпферная при
заполнении гашения
возможных при
выходе разрыва
потока, уровнем
заполнения ура
из помощи
водомерного также
подогрева уре
теплоносителя ),
фланцевое ости
(для ,
монтажа цевые
соединения ра.
у-
ак-
виферного
может иметь температуру в пределах
С. Циркуляционный контур состоит из
етром 25 × 1 из хромоникелевой нержа-
стали класса Х18Н10Т.
, проходя внутри трубы 1, поме-
в емкость (рабочий участок 2,
ую песком (или другой засыпкой,
щей грунт), с размерами 1250 × 400 мм
формы, отдает теплоту засыпке
атура которой ниже температуры
.
состоит из стальной нержавеющей
небольшой толщины, закрытой с торцов
крышками и обечайкой на фланцевых
и теплоизолированной поверхностью
ее части и торцов. Рабочий
ановлен на стальных несущих опорах.
теплоемкости песка (засыпки)
аккумулирование тепловой энергии в
засыпкой с постепенным изменением ее
рных полей в радиальном направлении.
Измерение температуры засыпки осуществля-
тся высокоточными малоинерционными хро-
пелевыми термопарами ХК68 ГОСТ 3044-
ольких радиальных
расхода теплоносителя), слив теплоносителя
дренаж (для возможного демонтажа установки и
профилактического ремонта, а также тар
расходомерного устр7
с ениях емкости с некоторым небольшим нерав-
номерным шагом, увеличивающимся по перифе-
, и выводами термоэлектродов через стенку
емкости с засыпкой. Направляющая планка с рас-
положенными на ней термопарами изготовлена из
гетинакса толщиной 1мм, имеющего коэффици-
теплопроводности близкий по значению к ко-
эффициенту теплопроводности песка. Она имеет
специальную форму для минимизации вносимых
искажений в распространение теплоты. Измере-
температуры теплоносителя на входе в рабо-
участок и на выходе из него для расчета
плотности теплового потока в сечении емкости и
количества аккумулируемой теплоты осуществ-
тся гильзовыми хромель-копелевыми термо-
ми ХК68 ГОСТ 3044-77, заделанными в стен-
Из трех направлений решения проблемы акк
мулирования солнечной энергии – водяного,
в
емкость (для удаления воздуха
циркуляционного контура и
пульсаций расхода теплоносителя
на стационарный режим без
визуального наблюдения за
жидкостью циркуляционного конт
системы водопровода при
стекла (или пьезометра), а
циркулирующего в конт
помещенными в нее ТЭНами
соединение днища и корпуса емк
облегчения извлечения или замены засыпки
и демонтажа установки) и флан
элементов циркуляционного конту
п
ку трубы циркуляционного контура. Показания
термопар фиксируются на потенциометре КСП-
012-УХЛ 4.2 ГОСТ 7164-78 в течение опыта.
Ожидаемая абсолютная погрешность измерения
температур составляет 0,1 °С. Массовый расход
теплоносителя составляет примерно
и грунтового – наиболее сложными для
расчетов являются два последних. Каждому из
направлений присущи определенные недостатки и
преимущества. Окончательные выводы можно
сделать только после построения адекватных фи-
184 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
нетрадиционная энергетика
зи
п
п
а
н
м
д этого массива и
т
р
н кумулирования
является ограниченность поверхности
теплообмена, сниж ала энергии в
учно-исследовательских
ческих и математических моделей явлений и
конкретных расчетов.
Выводы
1. Рассматриваемая автором
экспериментальная установка является
достаточно точным приспособлением для
воссоздания физических условий при изучения
процессов подземного аккумулирования теплоты.
2. Для изучения и анализа процессов
грунтового аккумулирования теплоты необходимо
проведение комплекса на
Исходя из общих представлений о процессах
одземного аккумулирования теплоты, можно
редположить, что основным недостатком
квиферного аккумулирования является
еопределенность объема аккумулирующего
ассива, необходимость существенных
опущений касательно структуры
сложностей с закачиванием в пласт
еплоносителя. К достоинствам следует отнести
азвитую поверхность теплообмена. Основным
едостатком грунтового ак
работ на экспериментальной установке, описание
которой представлено выше.
Работа выполнена при частичной поддержке Фонда
фундаментальных исследований министерства
образования и науки Украины (проект № 040700066).
ЛИТЕРАТУРА
1. Богословский В.Н., Булкин С.Г. Системы
солнечного отопления и горячего
водоснабжения.- М.: Стройиздат, 1988.- 152 с.
2. Дж.А. Даффи, У.А.Бекман. Тепловые процессы
ение потенци
нерабочие часы аккумулирования, существенные
потери энергии. Преимущества – относительно
малые затраты на сооружение таких систем,
относительная легкость управления процессом.
Заслуживает внимания проработка
комбинированных схем. с использованием солнечной энергии.- М: Мир,
1999.- 420 с.
Получено 02.11.2004 г.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 185
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61611 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:46:22Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Недбайло, А.Н. 2014-05-08T08:25:35Z 2014-05-08T08:25:35Z 2004 Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты / А.Н. Недбайло // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 183-185. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61611 624.482 Рассмотрены общие сведения о подземном аккумулировании теплоты. Предложена конструкция экспериментальной установки по исследованию физических аспектов грунтового аккумулирования низкопотенциальной сбросной теплоты. Сделаны выводы и приведены рекомендации относительно эффективности и перспективности данного метода сохранения и использования теплоты. Розглянуто загальні відомості про підземне акумулювання теплоти. Запропоновано конструкцію експериментальної установки по дослідженню фізичних аспектів ґрунтового акумулювання теплоти низького потенціалу, що скидається. Зроблено висновки та наведено рекомендації відносно ефективності та перспективності даного методу збереження та використання теплоти. General information about underground heat accumulation is considered. The construction of experimental setup for physical aspects investigation of soil accumulation of low-grade waste heat is suggested. Conclusion and recommendations are given according to efficiency and availability of the method of heat saving and utilization. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Нетрадиционная энергетика Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты Experimental device for investigation of soil heat storage Article published earlier |
| spellingShingle | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты Недбайло, А.Н. Нетрадиционная энергетика |
| title | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| title_alt | Experimental device for investigation of soil heat storage |
| title_full | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| title_fullStr | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| title_full_unstemmed | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| title_short | Экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| title_sort | экспериментальная установка по исследованию грунтового аккумулирования теплоты |
| topic | Нетрадиционная энергетика |
| topic_facet | Нетрадиционная энергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61611 |
| work_keys_str_mv | AT nedbailoan éksperimentalʹnaâustanovkapoissledovaniûgruntovogoakkumulirovaniâteploty AT nedbailoan experimentaldeviceforinvestigationofsoilheatstorage |