EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV
The results of an experimental study of the effectiveness of the use of a daily cold water battery for the production of serial fan coil in order to provide air conditioning in a separate room are presented. The in-situ experimental unit contains a production well, an absorption well, storage tanks,...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/218 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103289117900800 |
|---|---|
| author | Morozov, Yu. Chalaev, D. Olijnichenko, V. Velychko, V. |
| author_facet | Morozov, Yu. Chalaev, D. Olijnichenko, V. Velychko, V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Yu. Morozov",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine 02094, Kyiv, st. Hnat Hotkevich, 20A"
},
{
"author": "D. Chalaev",
"institution": "1Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine 02094, Kyiv, st. Hnat Hotkevich, 20A, 2Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine 03057, Kyiv, st. Maria Kapnist (Zhelyabova), 2a"
},
{
"author": "V. Olijnichenko",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine 02094, Kyiv, st. Hnat Hotkevich, 20A,"
},
{
"author": "V. Velychko",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine 02094, Kyiv, st. Hnat Hotkevich, 20A"
}
] |
| author_sort | Morozov, Yu. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:13Z |
| description | The results of an experimental study of the effectiveness of the use of a daily cold water battery for the production of serial fan coil in order to provide air conditioning in a separate room are presented.
The in-situ experimental unit contains a production well, an absorption well, storage tanks, a flowmeter, a cold water thermometer, an indoor air thermometer, a network pump, a waste water thermometer, a cooling room, and a fan coil.
Water with a temperature of 12°C from the production well is fed by a downhole pump to a group of storage tanks, which are a battery of cold. After the water has accumulated in the tanks, a network pump is switched on, which supplies water from the storage tanks to the fan coils. The water that passed through the fan coils and cooled the room enters the absorption well.
The purpose of the experiment is to investigate the cold water storage system as a daily accumulation of cold water and its subsequent use to provide comfortable indoor conditions with the help of serial fan coil.
The main characteristics of the experiment: the flow rate of water at the outlet of the well is 0.9 kg/s, the flow rate of water entering the fancoil - 0.1 kg/s, the flow rate of air through the fancoil - 340 m3/h, the flowing water temperature to the storage tank - 12°С, the temperature of the water entering the fan coil - 12,5°С, the cooling area of the room - 20 m2, the initial temperature in the room - 28ºС, the number of storage tanks - 7 pcs., the total volume of the storage tanks - 7 m3.
As a result of the experiments, the room temperature was reduced to 23°C for 3 hours of fancoil operation. The cooling capacity of the fan coil was found to vary from 3640 watts in the initial period to 1820 watts at the end of the cooling process. The temperatures of the coolant at the outlet of the fan coil were 21.5°C and 17.1°C, respectively.
Studies have shown that the water storage system of underground horizons with an initial water temperature of 12°C works effectively in the cooling mode of the room using serial fan coils. Heat storage tanks in the form of storage tanks are also effectively used as buffer tanks for regulating the supply of water to the fan coils. Accumulation of solid sediments is observed in the storage tanks when the water is stored for more than 2 days. The discrepancy between the calculated values of the temperature and the experimental values does not exceed 5-7%. The system needs further upgrading to automatically measure water parameters and room temperature and humidity. Ref. 13, fig. 7. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2019.3(58).67-77 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© Ю.П.Морозов, Д.М.Чалаєв, В.Г. Олійніченко, В.В. Величко, 2019
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 67
УДК 504.43; 697.9 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.3(58).67-77
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ДОБОВОГО АКУМУЛЮВАННЯ ХОЛОДУ
ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ ПІДЗЕМНИХ ГОРИЗОНТІВ М. КИЄВА
Ю.П.Морозов1, доктор технічних наук, Д.М.Чалаєв1,2, кандидат технічних наук, В.Г. Олійніченко1, В.В. Величко1
1Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094,м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А
2Інститут технічної теплофізики НАН України
03057, м. Київ, вул. Марії Капніст (Желябова), 2а
Викладено результати експериментального дослідження ефективності використання добового акумулятора холодної води
для забезпечення роботи серійного фанкойлу з метою забезпечення кондиціювання повітря в окремому приміщенні.
Натурна експериментальна установка містить видобувну свердловину, поглинальну свердловину, баки-акумулятори, ви-
тратомір, термометр холодної води, термометр повітря в приміщенні, мережевий насос, термометр відпрацьованої
води, приміщення для охолодження, фанкойл.
Вода з температурою 12ºС з видобувної свердловини подається свердловинним насосом в групу накопичувальних баків, які є аку-
мулятором холоду. Після накопичення води в баках вмикається мережевий насос, який подає воду з накопичувальних баків на фа-
нкойли. Вода, яка пройшла через фанкойли та віддала холод в приміщення, надходить до поглинальної свердловини.
Метою експерименту є дослідження системи акумулювання холодної води в якості добового акумулювання холоду та її
подальшого використання для забезпечення комфортних умов в приміщенні за допомогою серійного фанкойлу.
Основні характеристики проведення експерименту: дебіт води на виході з підйомної свердловини становить 0,9 кг/с, дебіт води,
яка надходить на фанкойл – 0,1 кг/с, витрата повітря через фанкойл – 340 м3/год, температура води, яка надходить до баку-
акумулятору – 12ºС, температура води, що надходить до фанкойлу – 12,5ºС, площа охолодження приміщення – 20 м2, початкова
температура в приміщенні – 28ºС, кількість баків-акумуляторів – 7 шт., загальний об’єм баків-акумуляторів – 7 м3.
В результаті проведених експериментів досягнуто зниження температури в приміщенні до 23ºС за 3 години роботи фанкой-
ла. Встановлено, в процесі охолодження приміщення холодопродуктивність фанкойла змінювалася від 3640 Вт в початковий
період до 1820 Вт - в кінці. Температури холодоносія на виході з фанкойла при цьому становили, відповідно, 21,5ºС і 17,1 ºС.
Дослідження показали, що система акумулювання води підземних горизонтів з початковою температурою води 12ºС ефек-
тивно працює в режимі охолодження приміщення з застосуванням серійних фанкойлів. Акумулятори теплоти у вигляді баків-
акумуляторів ефективно використовуються також в якості буферних ємностей для регулювання подачі води в фанкойли. В
баках-акумуляторах при вистойці води більше 2-х діб спостерігається накопичення твердих осадів. Розбіжність розрахунко-
вих значень температури з експериментальними значеннями не перевищує 5-7%. Система потребує подальшої модернізації
для автоматичного заміру параметрів води і температури та вологості приміщення. Бібл. 13, рис. 7.
Ключові слова: акумулятор холодної води, добувна свердловина, поглинальна свердловина, фанкойл, кондиціювання примі-
щень, бак-акумулятор, мережевий насос
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER
USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV
Yu. Morozov1, doctor of technical sciences, D. Chalaev1,2, candidate of technical sciences, V. Olijnichenko1, V. Velychko1
1Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine
02094, Kyiv, st. Hnat Hotkevich, 20A,
2Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine
03057, Kyiv, st. Maria Kapnist (Zhelyabova), 2a
The results of an experimental study of the effectiveness of the use of a daily cold water battery for the production of serial fan coil in
order to provide air conditioning in a separate room are presented.
The in-situ experimental unit contains a production well, an absorption well, storage tanks, a flowmeter, a cold water thermometer,
an indoor air thermometer, a network pump, a waste water thermometer, a cooling room, and a fan coil.
Water with a temperature of 12°C from the production well is fed by a downhole pump to a group of storage tanks, which are a bat-
tery of cold. After the water has accumulated in the tanks, a network pump is switched on, which supplies water from the storage
tanks to the fan coils. The water that passed through the fan coils and cooled the room enters the absorption well.
The purpose of the experiment is to investigate the cold water storage system as a daily accumulation of cold water and its subse-
quent use to provide comfortable indoor conditions with the help of serial fan coil.
The main characteristics of the experiment: the flow rate of water at the outlet of the well is 0.9 kg/s, the flow rate of water entering
the fancoil - 0.1 kg/s, the flow rate of air through the fancoil - 340 m3/h, the flowing water temperature to the storage tank - 12°С, the
temperature of the water entering the fan coil - 12,5°С, the cooling area of the room - 20 m2, the initial temperature in the room -
28ºС, the number of storage tanks - 7 pcs., the total volume of the storage tanks - 7 m3.
As a result of the experiments, the room temperature was reduced to 23°C for 3 hours of fancoil operation. The cooling capacity of
the fan coil was found to vary from 3640 watts in the initial period to 1820 watts at the end of the cooling process. The temperatures
of the coolant at the outlet of the fan coil were 21.5°C and 17.1°C, respectively.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.3(58).67-77
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 68
Studies have shown that the water storage system of underground horizons with an initial water temperature of 12°C works effective-
ly in the cooling mode of the room using serial fan coils. Heat storage tanks in the form of storage tanks are also effectively used as
buffer tanks for regulating the supply of water to the fan coils. Accumulation of solid sediments is observed in the storage tanks when
the water is stored for more than 2 days. The discrepancy between the calculated values of the temperature and the experimental
values does not exceed 5-7%. The system needs further upgrading to automatically measure water parameters and room temperature
and humidity. Ref. 13, fig. 7.
Keywords: cold water accumulator, extraction well, absorption well, fancoil, room air conditioning, storage tank, circulation pump.
Ю.П. Морозов
Yu. Morozov
Відомості про автора: зав. Відділом геотер-
мальної енергетики Інституту відновлюваної
енергетики НАН України, доктор технічних
наук, старший науковий співробітник.
Освіта: Національний технічний університет
України «Київський політехнічний інститут
імені Ігоря Сікорського».
Наукова сфера: відновлювана енергетика,
геотермальна енергетика, використання теп-
ла довкілля.
Публікації: біля 160.
ORCID: 0000-0003-1632-9735
Контакти: тел./факс +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Author information: Head of the Department
of Geothermal Energy of the Institute of Re-
newable Energy of the National Academy of
Sciences of Ukraine, doctor of technical scienc-
es, senior researcher.
Education: National Technical University of
Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Insti-
tute”.
Research area: renewable energy, geothermal
energy, use of environmental heat.
Publications: about 160.
ORCID: 0000-0003-1632-9735
Contacts: phone/fax +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Д.М. Чалаєв
D. Chalaev
Відомості про автора: Старший науко-
вийспівробітниквідділугеотермальноїенерге-
тикиІнститутувідновлюваноїенергетики
НАН України, кандидат технічних наук.
Провідний науковий співробітник відділу
тепломасообміну в дисперсних системах
Інституту технічної теплофізики НАН Укра-
їни.
Освіта: Московський технологічний інсти-
тут м'ясної і молочної промисловості.
Наукова сфера: відновлювані джерела ене-
ргії, теплові насоси, енергозбереження.
Публікації: біля 100.
ORCID: 0000-0002-5154-4257
Контакти: тел.+38 (044) 209-07-68
e-mail: chalaev@i.ua
Author information: Senior Researcher of the
Department of Geothermal Energy of the Insti-
tute of Renewable Energy of NAS of Ukraine,
Ph.D. (engineering). Leading Researcher of the
Department of Heat and Mass Transfer in Dis-
perse Systems of the Institute of Engineering
Thermophysics of NAS of Ukraine.
Education: Moscow Technological Institute of
Meat and Dairy Industry.
Research area: renewable energy sources, heat
pumps, energy saving.
Publications: about 100.
ORCID: 0000-0002-5154-4257
Contacts: phone+38 (044) 209-07-68
e-mail: chalaev@i.ua
В.Г. Олійніченко
V. Olijnichenko
Відомості про автора: науковий співробіт-
ник відділу геотермальної енергетики Інсти-
туту відновлюваної енергетики НАН Украї-
ни.
Освіта: Київський технологічний інститут
харчової промисловості.
Наукова сфера: відновлювана енергетика,
геотермальна енергетика, використання теп-
ла довкілля.
Публікації: 67.
ORCID: 0000-0003-4651-9628
Контакти: тел./факс +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Author information: researcher at Geothermal
Energy Department, Institute of Renewable
Energy of National Academy of Sciences of
Ukraine.
Education: Kiev Technological Institute of
Food Industry.
Research area: renewable energy, geothermal
energy, use of environmental heat.
Publications: 67.
ORCID: 0000-0003-4651-9628
Contacts: phone/fax +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
В.В. Величко
V. Velychko
Відомості про автора: науковий співробіт-
ник відділу геотермальної енергетики Інсти-
туту відновлюваної енергетики НАН Украї-
ни.
Освіта: Київський Національний універси-
тет будівництва та архітектури, факультет
теплогазопостачання, вентиляції та охорони
навколишнього середовища.
Наукова сфера: відновлювана енергетика,
геотермальна енергетика, використання теп-
ла довкілля.
Публікації: 58.
ORCID: 0000-0001-9979-0994
Контакти: тел./факс +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Author information: researcher
at Geothermal Energy Department,
Institute of Renewable Energy of
National Academy of Sciences of
Ukraine.
Education: Kyiv National University of Civil
Engineering and Architecture, Faculty of heat
and gas supply, ventilation and environmental
protection.
Research area: renewable energy,
geothermal energy, use of environmental heat.
Publications: 58.
ORCID: 0000-0001-9979-0994
Contacts: phone/fax +38 (044) 206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
mailto:geotherm@ukr.net
mailto:geotherm@ukr.net
mailto:chalaev@i.ua
mailto:chalaev@i.ua
https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
mailto:geotherm@ukr.net
https://orcid.org/0000-0003-4651-9628
mailto:geotherm@ukr.net
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 69
Вступ. Основна частина енергоспоживання
житлових і громадських будівель припадає на
опалення приміщень в зимовий час і кондиціону-
вання повітря влітку. В останні роки, завдяки рі-
зним заходам з енергозбереження, в комуналь-
ному секторі досягнуто суттєве зниження витра-
ти енергії на опалення. Але, разом з тим, з кож-
ним роком зростає споживання енергії на конди-
ціювання повітря в літній період, що пов'язано зі
збільшенням кількості спекотних днів внаслідок
глобальної зміни клімату [1].
У традиційних системах кондиціонування в
основному використовуються парокомпресійні
холодильні машини. Введення міжнародної забо-
рони на використання несприятливих для навко-
лишнього середовища озоноруйнуючих холодоа-
гентів послужило стимулом для розвитку нових
екологічно чистих технологій охолодження [2].
Ефективним напрямком вирішення цих завдань
є використання в якості джерела «природного
охолодження» ґрунтових вод, температура яких
протягом всього року не піднімається вище за
10-12°C. Така система відрізняється високою
економічністю та простотою – «холод» зі свер-
дловини напряму надходить до системи конди-
ціювання [3, 4].
Підтримка комфортної температури повітря
в приміщенні може бути забезпечена шляхом ви-
користання різних технічних засобів та викорис-
тання теплоносіїв.
За останні роки для систем охолодження в
якості робочої речовини використовується вода
[5, 6]. Найбільш розповсюдженими серед них є
«холодні стелі». На відміну від традиційних кон-
диціонерів повітря такі системи мають більш ви-
сокі капітальні затрати, але потребують суттєво
менших поточних витрат.
Одним з варіантів забезпечення комфортних
умов в приміщеннях є паралельне підключення
системи «пасивного» кондиціонування до фан-
койлів, які використовуються в теплонасосних
установках «повітря-вода». При цьому тепловий
насос «повітря-вода» не працює і до фанкойлів
в якості холодоносія надходить вода зі сверд-
ловин з температурою +12ºС, що в системах
«пасивного» кондиціонування є достатнім для
підтримання в приміщенні температури 24-
25ºС. Тепловий насос, який здатний охолоджу-
вати холодоносій до +7ºС, вмикається тільки в
екстремально жаркі дні.
Авторами досліджувалась установка викори-
стання вертикального ґрунтового теплообмінни-
ка разом з фанкойлом для кондиціонування
приміщення влітку [7], де вертикальна свердло-
вина глибиною 20 м забезпечувала зниження
температури в приміщенні на 5ºС при розрахун-
ковій температурі повітря на кондиціонівання в
теплий період року 28,7ºС та робочих температу-
рах холодоносія 12-17ºС. В процесі експлуатації
установки відбувалось відновлення температур-
ного поля вертикальної свердловини влітку для
підготовки до видобування низькопотенційного
тепла взимку.
Експериментальна система теплохолодопо-
стачання Міжнародного центру відновлюваної
енергетики НАН України містить декілька підси-
стем, які підключені до загального контуру цир-
куляції теплоносія та можуть працювати як ок-
ремо, так і доповнювати одна іншу.
Добове акумулювання теплоти або холоду
призначається для забезпечення необхідними ко-
ливаннями температури в різний період часу дня.
Постановка завдання. При роботі фанкойла
на воді зі свердловини температури холодоносія
відрізняються від проектних вимог системи конди-
ціонування, тому експериментальні дослідження
виконуються з метою:
1. Дослідження ефективності використання
серійних фанкойлів, які призначені, в основному,
для опалення приміщень.
2. Дослідження системи акумулювання хо-
лодної води в якості добового акумулювання хо-
лоду та її подальшого використання для забезпе-
чення комфортних умов в приміщенні за допомо-
гою серійного фанкойлу.
3. Дослідження ефективності використання
серійних фанкойлів для забезпечення кондицію-
вання приміщень.
Опис експериментальної установки.
Принципову схему експериментальної установ-
ки, розміщення експериментального обладнання
та розташування свердловин наведено на рис. 1.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 70
Рис. 1. Принципова схема експериментальної установки, розміщення експериментального обладнання та розташу-
вання свердловин: 1 – проникний підземний шар; 2 - видобувна свердловина; 3 – баки-акумулятори (7 шт.); 4 – насосна
станція; 5 – термометр ХВ (холодної води); 6 – тепловий насос типу “повітря-вода”; 7 – бак-акумулятор теплового насо-
са; 8 – лічильник тепла; 9 – фанкойл (3 шт.); 10 – поглинальна свердловина.
Fig. 1. Schematic diagram of the experimental installation, placement of experimental equipment and location of wells: 1 –
underground permeable layer; 2 – production well; 3 – storage tanks (7 pcs.); 4 – pumping station; 5 – thermometer CW (cold wa-
ter); 6 – air-to-water heat pump; 7 – tank-accumulator of the heat pump; 8 – heat meter; 9 – fancoil (3 pcs.); 10 – injection well.
Натурна експериментальна установка дослі-
дження добового акумулювання холоду шляхом
використання води підземних горизонтів (рис. 1)
містить проникний підземний шар, видобувну
свердловину, 7 баків-акумуляторів, насосну ста-
нцію, термометр холодної води, тепловий насос
типу “повітря-вода”, бак-акумулятор теплового
насосу, лічильник тепла, 3 фанкойли та поглина-
льну свердловину.
Принцип роботи. Вода з температурою
12ºС з видобувної свердловини подається свер-
дловинним насосом в групу накопичувальних
баків, які є акумулятором холоду. Після нако-
пичення води в баках вмикається насосна стан-
ція, яка подає воду з накопичувальних баків на
фанкойли. Вода, яка пройшла через фанкойли
та віддала холод в приміщення, надходить до
поглинальної свердловини.
Свердловини знаходяться на відстані декіль-
кох десятків метрів одна від одної, що виключає
взаємний вплив теплого і холодного "дзвонів" і
наземно з'єднані між собою трубопроводом з
включеним туди теплообмінником.
Фото бака-акумулятора наведено на
рис. 2, фото мережевого насосу – на рис. 3, фан-
койлу – на рис. 4.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 71
Рис. 2. Бак-акумулятор.
Fig. 2. Battery tank.
Рис. 3.Мережевий насос.
Fig. 3. Circulation pump.
Рис. 4. Фанкойл SP200L/RM.
Fig. 4. Fancoil SP200L / RM.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 72
Проведення експериментальних робіт та
результати досліджень. Навантаження на сис-
тему кондиціонування нерівномірна протягом
дня. Тому, для забезпечення стабільного режиму
відкачування води з добувної свердловини сис-
теми пасивного кондиціонування створена уста-
новка акумулювання холоду, яка представляє со-
бою групу теплоізольованих ємностей загальним
обсягом Vа = 7000 л, в які закачується вода зі
свердловин. Підземні водоносні горизонти пред-
ставляють собою піщаники, тому при зміні ре-
жиму добування води пісок захватується потоком
води і може потрапити до системи охолодження.
Група акумулюючих ємностей в даному випадку
буде грати роль відстійника механічних домішок
та допоможе запобігти забрудненню системи.
За паспортними даними на фанкойл
SP200L/RM його холодопродуктивність складає
Q0 = 2020 Вт при витратах холодоносія G = 348
кг/год., температурі холодоносія на вході до фан-
койлу t1х = 7°С, на виході – t2х = 12°С і наступних
параметрах повітря в приміщенні: температура
по сухому термометру tА = 27 °С, температура по
мокрому термометру tАм = 19,5 °С.
Холодопродуктивність фанкойлу можна роз-
рахувати, використовуючи наступні залежності:
0Q = k F t , (1)
0 2 1x x xQ = c G t t , (2)
0 п А ВQ = c L t t , (3)
де k – коефіцієнт теплопередачі між холодоносі-
єм та повітрям; F – площа теплообмінної поверх-
ні фанкойлу; Δt – температурний напір між холо-
доносієм та повітрям; cx, cп – теплоємність холо-
доносія та повітря; G – масові витрати холодоно-
сія; L – масові витрати повітря; t1x, t2x – темпера-
тури рідкого холодоносія на вході та виході фан-
койлу; tA, tB – температури повітря, що охолоджу-
ється, на вході та виході фанкойлу.
Для фанкойлу, що досліджується, значення
коефіцієнту теплопередачі в апараті та площа
теплообмінної поверхні в формулі 1 не відомі.
Однак, знаючи холодопродуктивність фанкойла
в штатному режимі роботи і приймаючи до
уваги, що при стабільному характері руху хо-
лодоносія та повітря ці величини не міняються
(k·F = const), можна розрахувати холодопроду-
ктивність фанкойлу при температурах холодо-
носія, котрі відрізняються від паспортних да-
них. Холодопродуктивність буде змінюватись
пропорційно зміні температурного напору Δt
між холодоносієм та повітрям.
'
'
0 0
t
Q = Q
t
. (4)
Процес обробки вологого повітря та зміна
параметрів його стану при проходженні крізь те-
плообмінну поверхню фанкойлу відображені на
рис. 5.
Рис. 5. Процес охолодження повітря у фанкойлі
в Н-d діаграмі точка А – стан повітря на вході у фанкойл,
точка В' – тепловологістні параметри повітря
при охолодженні до точки роси, В – стан повітря
на виході з фанкойлу.
Fig. 5. The process of cooling the air in the fan coil in H-d
diagram point A - the state of the air at the inlet of the fan
coil, point B'- thermologic parameters of air when cooled to
the dew point, B - the state of the air at the exit of the fan
coil.
Розрахуємо основні параметри стану повітря
на вході в фанкойл (точка А на рис. 5). Розрахун-
кові формули для знаходження цих параметрів
[8]:
Тепловміст (ентальпія) вологого повітря на
вході у фанкойл
3
1,005
2500 1,8068 10
A Aм Aм
Aм Ам
H = H t
t d
. (5)
Вологовміст насиченого вологого повітря
при температурі tАм
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 73
622 пн
Ам
б пн
Р
d =
Р Р
, (6)
де Рб = 94500 Па – барометричний тиск; Рпн =
2265,4 Па – парціальний тиск насиченої водяної
пари при температурі tАм [9].
Вологовміст вологого повітря на вході у фа-
нкойл визначаємо з (5)
1,005
2500 1,8068
А А
А
А
Н t
d =
t
. (7)
Результати розрахунку:
2265,4
622 15,28
94500 2265,4
Амd =
г/кг с.п.
3
1,005 19,5
2500 1,8068 19,5 10 15,28 58,34кДж/кгс.п.
A AмH = H
1,005 27
12,73
2500 1,8068 27
Ас
А
Н
d =
г/кг с.п.
Виходячи з величини номінальної холодоп-
родуктивності фанкойлу, розраховуємо теплово-
логістні параметри охолодженого повітря на ви-
ході (точка В на рис. 5).
Ентальпія повітря на виході з фанкойлу
0 58,34
2,02
40,62кДж/кг с.п.
0,114
В А
Q
Н = Н
L
(8)
Н-d діаграма (рис. 5) показує, що у фанкойлі
відбувається охолодження та часткове осушення
повітря. Спочатку повітря при постійному воло-
говмісті охолоджується до точки роси (процес А-
В'), після чого доохолоджується по лінії φ = 100%
зі зменшенням вологовмісту (процес В'-В).
Для визначення температури повітря в точці
В скористаємось рівнянням залежності ентальпії
від температури насиченого вологого повітря
(при φ = 100%). Данна розрахункова формула
отримана нами шляхом апроксимації графіку tм =
f(H), який побудовано в інтервалі температур 12-
17°C з використанням табличних даних [9, 10].
Залежність (9) забезпечує достатню для інженер-
них розрахунків ступінь точності та може бути
застосована при проектуванні систем кондиціо-
нування і осушення повітря [11].
0,3483 0,3572 13,8B Bt = H °C. (9)
При даній температурі вологовміст наси-
ченого вологого повітря на виході з фанкойлу
буде дорівнювати
1576,3
622 622
94500 1576,3
10,55г/кг с.п.
пн
В
б пн
Р
d =
Р Р
де Рпн = 1576,3 Па – парціальний тиск насиченого
водяної пари при температурі tВ [12].
Рух потоків (повітря та холодоносія) у фан-
койлі відбувається за перехрестно-протиточною
схемою, а розрахунковий середньологарифміч-
ний температурний напір між потоками в даному
випадку дорівнює
2 1
2
1
A x B x
A x
B x
t t t t
t =
t t
Ln
t t
. (10)
Таким чином, при роботі фанкойлу
SP200L/RM в номінальному режимі з холодопро-
дуктивністю Q0 = 2020 Вт величина температур-
ного напору становить
27 12 13,8 7
10,4
27 12
13,8 7
t =
Ln
°C.
Знаючи Δt, з (1) можна знайти значення ком-
плексу (k·F) для даного фанкойлу
0 2020
194
10,4
Q
k F
t
Вт/°C.
Як було вказано вище, при незмінних режи-
мах руху потоків холодоносія та повітря через
фанкойл, значення (k·F) не змінюється і холодоп-
родуктивність фанкойлу залежить тільки від ве-
личини температурного напору в теплообмінни-
ку. Враховуючи це, можна розрахувати холодоп-
родуктивність фанкойлу при різних температурах
холодоносія.
Результати розрахунку при температурі по-
вітря на вході до фанкойлу 27°C наведені на рис.
6. Як видно з графіку, при роботі фанкойлу з ви-
користанням в якості холодоносія 12-ти градус-
ної води зі свердловини, його холодопродуктив-
ність становить близько 80% від номінальної.
Час автономної роботи одного фанкойлу за
рахунок використання води, накопиченої в аку-
мулюючих ємностях, складає
0
7000
20
348
aV
Q
G
годин.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 74
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Температура холодоносія на вході в фанкойл, °C
Х
о
л
о
д
о
п
р
о
д
у
к
т
и
в
н
іс
т
ь
ф
а
н
к
о
й
л
а
,
В
т
Рис. 6. Розрахункова залежність холодопродуктивності від температури холодоносія на вході в фанкойл.
Fig. 6. The calculated dependence of cooling capacity on the temperature of the coolant at the inlet to the fancoil.
Для виявлення реальних експлуатаційних ха-
рактеристик фанкойлу були проведені натурні ви-
пробування системи «пасивного» кондиціонуван-
ня (рис. 1). Методика випробувань полягала в на-
ступному. Бак-акумулятор 3 попередньо напов-
нювали водою з видобувної свердловини 1. Для
цього відкривали вентилі ХХ і включали свердло-
винний насос РР. Після заповнення бака-
акумулятора насос РР вимикали і вентилі ХХ за-
кривали. При проведенні досліджень по охоло-
дженню приміщення відкривали вентилі ВВ і
включали циркуляційний насос ПН. При цьому
холодна вода з бака-акумулятора надходила в фа-
нкойл 10 і охолоджувала повітря в приміщенні 9.
Після проходу через фанкойл підігріта вода зака-
чувалася в приймальню свердловину 2. В процесі
експерименту вимірювалися температури холодо-
носія на вході/виході фанкойлу, а також темпера-
тура повітря в приміщенні. Температура холодо-
носія вимірювалась за допомогою лічильника теп-
ла Ultraheat T230-B36C–UA00-P 0H, а температура
повітря в приміщенні – за допомогою контролера
з виносним датчиком температури.
Результати замірів експериментальних
параметрів.
Дебіт води на виході з підйомної свердловини –
0,9 кг/с.
Швидкість наповнення баку-акумулятору –
0,5 год.
Дебіт води, яка надходить на фанкойл – 0,06кг/с.
Температура води, яка надходить до баку-
акумулятору – 12ºС.
Температура води, що надходить до фанкойлу –
12,5ºС.
Початкова температура в приміщенні – 28ºС.
Температура води після охолодження приміщен-
ня – 23ºС.
Час зміни температури в приміщення – 0,5 год.
Площа охолодження приміщення – 20 м2.
Висота охолодження приміщення – 3 м.
Продуктивність вентиляторів – 340 м3/год.
Холодопродуктивність – 2020 Вт.
Теплопродуктивність – 3030 Вт.
Об´єм протоку води – 348 кг/год.
Вхідна потужність вентилятору – 37 Вт.
Кількість баків-акумуляторів – 7 шт.
Об’єм баків-акумуляторів – 7 м3.
Експериментальні дослідження системи
«пасивного кондиціонування здійснювалися в
денний час протягом 6 годин (з 10.00 до 16.00).
У процесі проведення експерименту кожні 30
хвилин вимірювалися температури холодоносія
на вході до фанкойлу, на виході з фанкойлу, а
також температура повітря в приміщенні на
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 75
висоті 1,5 м від підлоги. На рис. 7 показані екс-
периментальні дані зміни значень цих показни-
ків у часі. З графіку експериментальних даних
видно, що при постійній температурі на вході
до фанкойлу 12,5ºС температура в приміщенні
знижувалася зі швидкістю близько 1,3ºС в го-
дину і через 4 години роботи фанкойлу стабілі-
зувалася на рівні 23,5ºС. Ступінь нагріву холо-
доносія у фанкойлі плавно змінювалася від 9ºС
в початковий момент до 4,5ºС в кінці експери-
менту. Холодопродуктивність фанкойлу при
цьому зменшилася з 3640 Вт до 1820 Вт. Резуль-
тати натурних випробувань показали, що розбіж-
ність експериментальних значень температурних
і теплових характеристик фанкойлу з розрахун-
ковими значеннями не перевищує 5-7%.
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
0 1 2 3 4 5
Час, год
Т
е
м
п
е
р
а
т
у
р
а
,
°C
Рис. 7. Експериментальні значення температурних показників системи «пасивного» кондиціонування:
—□— – температура холодоносія на вході в фанкойл;
—∆— – температура холодоносія на виході з фанкойлу;
—○— – температура повітря в приміщенні.
Fig. 7. Experimental values of temperature indicators of the system of "passive" conditioning:
—□— – coolant temperature at the inlet of the fan coil;
—∆— – coolant temperature at the outlet of the fan coil;
—○— – indoor air temperature.
Висновки. 1. Система акумулювання води
підземних горизонтів з початковою температу-
рою води 12ºС ефективно працює в режимі охо-
лодження приміщення з застосуванням серійних
фанкойлів.
2. Акумулятори теплоти у вигляді баків-
акумуляторів ефективно використовуються в
якості буферних ємностей для регулювання по-
дачі води в фанкойли.
3. В баках-акумуляторах при вистойці води
більше 2-х діб спостерігається накопичення тве-
рдих осадів.
4. Система потребує подальшої модернізації
для автоматичного заміру параметрів води і тем-
ператури та вологості приміщення.
Стаття підготовлена в рамках виконання на-
укового проекту «Геотерм-3» відомчої тематики
та наукового проекту Цільової програми науко-
вих досліджень Відділення фізико-технічних
проблем енергетики НАН України «Фундамента-
льні дослідження процесів перетворення та вико-
ристання енергії» «Енергодім».
1. Шевченко О.Г. Вразливість урбанізованого сере-
довища до зміни клімату. Фізична географія та геоморфоло-
гія. 2014. Вип. 4. С. 112-120.
2. Inayat A., Raza M. District cooling system via
renewable energy sources: A review. Renewable and Sustainable
Energy Reviews. June. 2019. V. 107. Pp. 360-373.
3. Ampofo F., Maidment G.G., Missenden J.F. Review
of groundwater cooling systems in London. Applied Thermal
Engineering. 2006. V. 26. Pp. 2055-2062.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 76
4. Kuo C., Liao H. The feasibility of using circulating
groundwater as renewable energy sources for air-conditioning in
Taipei basin. Renewable Energy. 2012. V. 39. Pp. 175-182.
5. Морозов Ю.П. Добыча геотермальных ресурсов и
аккумулирование теплоты в подземных горизонтах. Моног-
рафия. Киев. Наукова думка. 2017. 198 с.
6. Морозов Ю.П., Величко В.В., Кушнір І.О. Оцінка те-
плового потенціалу верхніх шарів землі на території України.
Відновлювана енергетика. 2018. № 4(55). С. 84-92.
7. Величко В.В. Охолодження повітря в приміщенні в
літній період за допомогою фанкойлу та вертикальної
свердловини. Матеріали XVIІ міжнародної науково-
практичної конференції "Відновлювана енергетика та енер-
гоефективність у XXI столітті". Київ. 29-30 вересня 2016 р.
С. 486-489.
8. Нестеренко А.В. Основы термодинамических
расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. М.
Высш. шк. 1971. 459 с.
9. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамиче-
ские свойства воды и водяного пара. М. Энергоатомиздат.
1984. 80 с.
10. Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д. и др.
Термодинамические свойства воздуха. М. Изд-во
стандартов. 1978. 276 с.
11. Снєжкін Ю.Ф., Чалаєв Д.М., Дабіжа Н.О. Аналіз
енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння.
Промислова теплотехніка. -017. Т. 39. №3. С. 47-52.
12. Галайда Л. Потолочное охлаждение помещения
как альтернатива кондиционированию. AWTherm. 2018.
№ 2. С. 82-86.
REFERENCES
1. Shevchenko O.G. Vrazlyvist urbanizovanoho
seredovyshcha do zminy klimatu. [Vulnerability of the urban
environment to climate change]. Fizychna heohrafiia ta heomor-
folohiia. 2014. V. 4. Pp. 112-120. [in Ukrainian].
2. Inayat A., Raza M. District cooling system via renewable
energy sources: A review. Renewable and Sustainable Energy
Reviews. June. 2019. V. 107. Pp. 360-373. [in English].
3. Ampofo F., Maidment G.G., Missenden J.F. Review of
groundwater cooling systems in London. Applied Thermal
Engineering. 2006. V. 26. Pp. 2055-2062. [in English].
4. Kuo C., Liao H. The feasibility of using circulating
groundwater as renewable energy sources for air-conditioning in
Taipei basin. Renewable Energy. 2012. V. 39. Pp. 175-182.
[in English].
5. Morozov Yu.P. Dobycha geotermalnykh resursov i ak-
kumulirovaniye teploty v podzemnykh gorizontakh. [Extraction
of geothermal resources and accumulation of heat in
underground horizons]. Kyiv. Naukova Dumka. 2017. 198 p.
[in Ukrainian].
6. Morozov Yu.P., Velychko V.V., Kushnir I.O. Otsinka
teplovoho potentsialu verkhnikh shariv Zemli na terytorii
Ukrainy. [Estimation of thermal potential of the upper Earth's
layers in Ukraine]. Vidnovluvana energetika. 2018. No. 4(55).
Pp. 84-92. [in Ukrainian].
7. Velychko V.V. Okholodzhennia povitria v pry-
mishchenni v litnii period za dopomohoiu fankoilu ta vertykalnoi
sverdlovyny. [Cooling indoor air in the summer through fan coil
and vertical borehole]. Materials XVII international conference
Renewable energy and energy efficiency of the XXI century.
2016. Pр. 486-489. [in Ukrainian].
8. Nesterenko A.V. Osnovyi termodinamicheskih raschetov
ventilyatsii i konditsionirovaniya vozduha. [Fundamentals of
thermodynamic calculations of ventilation and air conditioning].
М. Vyisshaya shkola. 1971. 459 p. [in Russian].
8. Rivkin S.L., Aleksandrov A.A. Termodinamicheskie
svoystva vodyi i vodyanogo para. [Thermodynamic properties of
water and water vapor]. M. Energoatomizdat. 1984. 80 p.
[in Russian].
9. Syichev V.V., Vasserman A.A., Kozlov A.D. i dr. Ter-
modinamicheskie svoystva vozduha. [Thermodynamic properties
of air]. M. Izdatelstvo standartov. 1978. 276 p. [in Russian].
10. Sniezhkin Yu.F., Chalaiev D.M., Dabizha N.O. Analiz
enerhetychnykh pokaznykiv protsesu teplonasosnoho sushinnia.
[Analysis of energy performance of the process of heat pump
drying]. Promyslova teplotekhnika. 2017. V. 39. No. 3. Pp. 47-
52. [in Ukrainian].
11. Galayda L. Potolochnoe ohlazhdenie pomescheniya
kak alternativa konditsionirovaniyu. [Room ceiling cooling as an
alternative to air conditioning]. AWTherm. 2018. No. 2. Pp. 82-
86. [in Russian].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СУТОЧНОГО АККУМУЛИРОВАНИЕ ХОЛОДА
ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДЫ ПОДЗЕМНЫХ
ГОРИЗОНТОВ Г. КИЕВА
Ю.П.Морозов1, доктор технических наук, Д.М.Чалаев1,2,
кандидат технических наук, В.Г.Олейниченко1,
В.В.Величко1
1Институт возобновляемой энергетики НАН Украины,
02094, г. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А
2Институт технической теплофизики НАН Украины
03057, г. Киев, ул. Марии Капнист (Желябова), 2а
Изложены результаты экспериментального исследования
эффективности использования суточного аккумулятора
холодной воды для обеспечения работы серийных фанкойлов
с целью обеспечения кондиционирования воздуха в отдель-
ном помещении.
Натурная экспериментальная установка содержит добыч-
ную скважину, нагнетательную скважину, баки-
аккумуляторы, расходомер, термометр холодной воды,
термометр воздуха в помещении, сетевой насос, термо-
метр отработанной воды, помещения для охлаждения,
фанкойл.
Вода с температурой 12ºС из добычной скважины подает-
ся скважинным насосом в группу накопительных баков,
которые являются аккумулятором холода. После накопле-
ния воды в баках включается сетевой насос, который пода-
ет воду из накопительных баков в фанкойлы. Вода, про-
шедшая через фанкойлы и отдавшая холод в помещение,
поступает в нагнетательную скважину.
Целью эксперимента является исследование системы акку-
мулирования холодной воды в качестве суточного аккуму-
лирования холода и дальнейшего использования для обеспе-
чения комфортных условий в помещении с помощью серий-
ных фанкойлов.
Основные характеристики проведения эксперимента: де-
бит воды на выходе из подъемной скважины составляет
0,9 кг/с, дебит воды, поступающей на фанкойл – 0,1 кг/с,
расход воздуха через фанкойл – 340 м3/ч, температура
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 3 77
воды, поступающей в бак-аккумулятор – 12ºС, температу-
ра воды, поступающей в фанкойлы – 12,5ºС, площадь охла-
ждения помещения – 20 м2, начальная температура в по-
мещении – 28ºС, количество баков-аккумуляторов – 7 шт.,
общий объем баков-аккумуляторов – 7 м3.
В результате проведенных экспериментов достигнуто
снижение температуры в помещении до 23ºС за 3 часа ра-
боты фанкойла. Установлено, в процессе охлаждения по-
мещения холодопроизводительность фанкойла менялась от
3640 Вт в начальный период до 1820 Вт в конце. Темпера-
туры хладоносителя на выходе из фанкойла при этом со-
ставили соответственно 21,5ºС и 17,1ºС.
Исследования показали, что система аккумулирования воды
подземных горизонтов с начальной температурой воды
12ºС эффективно работает в режиме охлаждения поме-
щения с применением серийных фанкойлов. Аккумуляторы
теплоты в виде баков-аккумуляторов эффективно исполь-
зуются также в качестве буферных емкостей для регули-
рования подачи воды в фанкойлы. В баках-аккумуляторах
при выстойке воды более 2-х суток наблюдается накопле-
ние твердых осадков. Расхождение расчетных значений
температуры с экспериментальными значениями не пре-
вышает 5-7%. Система нуждается в дальнейшей модерни-
зации для автоматического измерения параметров воды и
температуры и влажности помещения. Библ. 13, рис. 7.
Ключевые слова: аккумулятор холодной воды, добычная
скважина, нагнетательная скважина, фанкойл, кондици-
онирование помещений, бак-аккумулятор, сетевой насос
Стаття надійшла до редакції 18.06.19
Остаточна версія 11.09.19
|
| id | veorgua-article-218 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:05:50Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/31/12899657332e6025d76a40ea9f20cb31.pdf |
| spelling | veorgua-article-2182026-07-18T06:32:13Z EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ДОБОВОГО АКУМУЛЮВАННЯ ХОЛОДУ ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ ПІДЗЕМНИХ ГОРИЗОНТІВ М. КИЄВА Morozov, Yu. Chalaev, D. Olijnichenko, V. Velychko, V. cold water accumulator, extraction well, absorption well, fancoil, room air conditioning, storage tank, circulation pump. акумулятор холодної води, добувна свердловина, поглинальна свердловина, фанкойл, кондиціювання приміщень, бак-акумулятор, мережевий насос The results of an experimental study of the effectiveness of the use of a daily cold water battery for the production of serial fan coil in order to provide air conditioning in a separate room are presented. The in-situ experimental unit contains a production well, an absorption well, storage tanks, a flowmeter, a cold water thermometer, an indoor air thermometer, a network pump, a waste water thermometer, a cooling room, and a fan coil. Water with a temperature of 12°C from the production well is fed by a downhole pump to a group of storage tanks, which are a battery of cold. After the water has accumulated in the tanks, a network pump is switched on, which supplies water from the storage tanks to the fan coils. The water that passed through the fan coils and cooled the room enters the absorption well. The purpose of the experiment is to investigate the cold water storage system as a daily accumulation of cold water and its subsequent use to provide comfortable indoor conditions with the help of serial fan coil. The main characteristics of the experiment: the flow rate of water at the outlet of the well is 0.9 kg/s, the flow rate of water entering the fancoil - 0.1 kg/s, the flow rate of air through the fancoil - 340 m3/h, the flowing water temperature to the storage tank - 12°С, the temperature of the water entering the fan coil - 12,5°С, the cooling area of the room - 20 m2, the initial temperature in the room - 28ºС, the number of storage tanks - 7 pcs., the total volume of the storage tanks - 7 m3. As a result of the experiments, the room temperature was reduced to 23°C for 3 hours of fancoil operation. The cooling capacity of the fan coil was found to vary from 3640 watts in the initial period to 1820 watts at the end of the cooling process. The temperatures of the coolant at the outlet of the fan coil were 21.5°C and 17.1°C, respectively. Studies have shown that the water storage system of underground horizons with an initial water temperature of 12°C works effectively in the cooling mode of the room using serial fan coils. Heat storage tanks in the form of storage tanks are also effectively used as buffer tanks for regulating the supply of water to the fan coils. Accumulation of solid sediments is observed in the storage tanks when the water is stored for more than 2 days. The discrepancy between the calculated values of the temperature and the experimental values does not exceed 5-7%. The system needs further upgrading to automatically measure water parameters and room temperature and humidity. Ref. 13, fig. 7. Викладено результати експериментального дослідження ефективності використання добового акумулятора холодної води для забезпечення роботи серійного фанкойлу з метою забезпечення кондиціювання повітря в окремому приміщенні. Натурна експериментальна установка містить видобувну свердловину, поглинальну свердловину, баки-акумулятори, витратомір, термометр холодної води, термометр повітря в приміщенні, мережевий насос, термометр відпрацьованої води, приміщення для охолодження, фанкойл. Вода з температурою 12ºС з видобувної свердловини подається свердловинним насосом в групу накопичувальних баків, які є акумулятором холоду. Після накопичення води в баках вмикається мережевий насос, який подає воду з накопичувальних баків на фанкойли. Вода, яка пройшла через фанкойли та віддала холод в приміщення, надходить до поглинальної свердловини. Метою експерименту є дослідження системи акумулювання холодної води в якості добового акумулювання холоду та її подальшого використання для забезпечення комфортних умов в приміщенні за допомогою серійного фанкойлу. Основні характеристики проведення експерименту: дебіт води на виході з підйомної свердловини становить 0,9 кг/с, дебіт води, яка надходить на фанкойл – 0,1 кг/с, витрата повітря через фанкойл – 340 м3/год, температура води, яка надходить до баку-акумулятору – 12ºС, температура води, що надходить до фанкойлу – 12,5ºС, площа охолодження приміщення – 20 м2, початкова температура в приміщенні – 28ºС, кількість баків-акумуляторів – 7 шт., загальний об’єм баків-акумуляторів – 7 м3. В результаті проведених експериментів досягнуто зниження температури в приміщенні до 23ºС за 3 години роботи фанкойла. Встановлено, в процесі охолодження приміщення холодопродуктивність фанкойла змінювалася від 3640 Вт в початковий період до 1820 Вт - в кінці. Температури холодоносія на виході з фанкойла при цьому становили, відповідно, 21,5ºС і 17,1 ºС. Дослідження показали, що система акумулювання води підземних горизонтів з початковою температурою води 12ºС ефективно працює в режимі охолодження приміщення з застосуванням серійних фанкойлів. Акумулятори теплоти у вигляді баків-акумуляторів ефективно використовуються також в якості буферних ємностей для регулювання подачі води в фанкойли. В баках-акумуляторах при вистойці води більше 2-х діб спостерігається накопичення твердих осадів. Розбіжність розрахункових значень температури з експериментальними значеннями не перевищує 5-7%. Система потребує подальшої модернізації для автоматичного заміру параметрів води і температури та вологості приміщення. Бібл. 13, рис. 7. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2019-09-25 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/218 10.36296/1819-8058.2019.3(58).67-77 Vidnovluvana energetika ; No. 3(58) (2019): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 67-77 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3(58) (2019): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 67-77 Відновлювана енергетика; № 3(58) (2019): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 67-77 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2019.3(58) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/218/153 Copyright (c) 2019 Yu. Morozov, D. Chalaev, V. Olijnichenko, V. Velychko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | cold water accumulator extraction well absorption well fancoil room air conditioning storage tank circulation pump. Morozov, Yu. Chalaev, D. Olijnichenko, V. Velychko, V. EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title | EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title_alt | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ДОБОВОГО АКУМУЛЮВАННЯ ХОЛОДУ ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ ПІДЗЕМНИХ ГОРИЗОНТІВ М. КИЄВА |
| title_full | EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title_fullStr | EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title_full_unstemmed | EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title_short | EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAILY COLD ACCUMULATION BY WATER USE OF UNDERGROUND HORIZONS IN KIEV |
| title_sort | experimental investigation of daily cold accumulation by water use of underground horizons in kiev |
| topic | cold water accumulator extraction well absorption well fancoil room air conditioning storage tank circulation pump. |
| topic_facet | cold water accumulator extraction well absorption well fancoil room air conditioning storage tank circulation pump. акумулятор холодної води добувна свердловина поглинальна свердловина фанкойл кондиціювання приміщень бак-акумулятор мережевий насос |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/218 |
| work_keys_str_mv | AT morozovyu experimentalinvestigationofdailycoldaccumulationbywateruseofundergroundhorizonsinkiev AT chalaevd experimentalinvestigationofdailycoldaccumulationbywateruseofundergroundhorizonsinkiev AT olijnichenkov experimentalinvestigationofdailycoldaccumulationbywateruseofundergroundhorizonsinkiev AT velychkov experimentalinvestigationofdailycoldaccumulationbywateruseofundergroundhorizonsinkiev AT morozovyu eksperimentalʹnedoslídžennâdobovogoakumulûvannâholodušlâhomvikoristannâvodipídzemnihgorizontívmkiêva AT chalaevd eksperimentalʹnedoslídžennâdobovogoakumulûvannâholodušlâhomvikoristannâvodipídzemnihgorizontívmkiêva AT olijnichenkov eksperimentalʹnedoslídžennâdobovogoakumulûvannâholodušlâhomvikoristannâvodipídzemnihgorizontívmkiêva AT velychkov eksperimentalʹnedoslídžennâdobovogoakumulûvannâholodušlâhomvikoristannâvodipídzemnihgorizontívmkiêva |