Чисельне моделювання параметрів повітряно-ґрунтових теплообмінників для геотермальної вентиляції

Автор(и)

  • O. М. Недбайло Інститут технічної теплофізики НАН України
  • I. К. Божко Інститут технічної теплофізики НАН України
  • М. В. Ткаченко Інститут технічної теплофізики НАН України
  • С. В. Андрейчук Інститут технічної теплофізики НАН України

DOI:

https://doi.org/10.32347/2409-2606.2020.35.41-48

Ключові слова:

геотермальна вентиляція, повітряно-ґрунтовий теплообмінник, експериментальні дослідження, математичне моделювання, відновлювані джерела енергії

Анотація

Метою даної роботи є розробка чисельної моделі цілорічної роботи теплообмінника "земля-повітря" з круглою формою перерізу з подальшим підтвердженням на основі отриманих експериментальних даних. Ці дослідження мають стати основою для розробки методів розрахунку та проектування геотермальних систем вентиляції для кліматичних умов України. Розрахунки виконувалися на основі системи рівнянь, що характеризує процеси аеродинаміки та теплообміну в повітряно-ґрунтовому теплообміннику: збереження імпульсу, збереження енергії, кінетичної енергії турбулентності, швидкості дисипації кінетичної енергії турбулентності. Для проведення експериментальних досліджень роботи системи геотермальної вентиляції в Інституті технічної теплофізики Національної академії наук України було створено експериментальний стенд. Результати експериментальних досліджень було використано для перевірки чисельної моделі. Показано, що при слабкій зміні середньодобової температури зовнішнього повітря розбіжність результатів не перевищує похибки експериментальних досліджень.

Біографії авторів

O. М. Недбайло, Інститут технічної теплофізики НАН України

д.т.н., с.н.с

I. К. Божко, Інститут технічної теплофізики НАН України

к.т.н., с.н.с.

М. В. Ткаченко, Інститут технічної теплофізики НАН України

к.т.н., с.н.с.

С. В. Андрейчук, Інститут технічної теплофізики НАН України

м.н.с.

Посилання

Tzaferis A., Liparakis D., Santamouris M., Argiriou A. “Analysis of the accuracy and sensitivity of eight models to predict the performance of earth-to-air heat exchangers”. Energy and Buildings. 1992. Vol. 18. P. 35-43.

Amar Rouag, Adel Benchabane, Charaf-Eddine Mehdid. “Thermal design of Earth-to-Air Heat Exchanger. Part I. A new transient semi-analytical model for determining soil temperature”. Journal of Cleaner Production. 2018. №182. (2018). p. 538-544. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.02.089.

Badescu V. “Simple and accurate model for the ground heat exchanger of a passive house”. Renew Energy, 2007. No. 32. P. 845-855.

Benkert S, Heidt F., Scholer D. “Calculation tool for earth heat exchangers GAEA”. Proceeding of building simulation Fifth International IBPSA Conference. Prague. 1997. Vol. 2. P. 9-16.

Filatov S. O., Volodin V. I. “Effektivnost ispolzovaniia energeticheskikh svai s teplonositelem vozduh v sistemakh ventiliatsii i teplosnabzheniia”. Promyshlennaia teplotekhnika, 2013, T. 35. № 3. P. 44-50.

Basok B. I., Novitska M. P. “Teplofizychne modeliuvannia povitriano-hruntovoho teploobminnyka dlia teplovoi zavisy fasadnykh stin eksperymentalnoho enerhoefektyvnoho budynku”. Promyshlennaya teplotekhnika. 2017. Т. 39, № 1. P. 35-38.

Sehli A., Hasni A., Tamali M. “The potential of earth-air heat exchangers for low energy cooling of buildings in South Algeria”. Energy Procedia. 2012. no 18. Р. 496-506.

Amara S., Nordell B., Benyoucef B. “Using Fouggara for Heating and Cooling Buildings in Sahara”. Energy Procedia. 2011. no 6. Р. 55-64.

Congendo P., Lorusso C., Baglivo C., Milanese M., Raimondo L. Experimental validation of horizontal air-ground heat exchangers (HAGHE) for ventilation systems”. Geothermics, 2019. Vol. 80. Р. 78-85. DOI: 10.1016/j.geothermics.2019.02.010

Sanusi Aliyah NurZafirah. Low Energy Ground Cooling System for Buildings in Hot and Humid Malaysia. PhD thesis. Demont fort University, 2012.

Noor AziahMohdAriffin, Aliyah NurZafirahSanusi. “Materials for the earth air pipe heat exchanger system as a passive ground cooling technology for hot humid climate”. Materials of nd International Conference on Emerging Trends in Scientific Research 2014 Pearl International Hotel, Kuala Lumpur 2nd & 3rd November 2014. P. 1-12.

URL: http://irep.iium.edu.my/39826/5/2nd-ICETSR2014_NoorAziah_EAPHE_(2).pdf

Krarti M., Kreider J. “Аnalytical model for heat transfer in an underground air tunnel”. Energy Conversion and Management. Vol. 37, No. 10, 1996. P. 1561-1574.

Nakorchevskij A. I., Belyaeva T. G. “Regressionnyj analiz glubin godovyh fluktuacij temperatur v verhnih sloyah grunta”. Promyshlennaya teplotekhnika, 2005. T. 27, № 6. P.86 -90.

Basok B. I., Avramenko A. A., Ryzhkov S. S., Lunina A. A. “Dinamika teploobmena zhidkosti v gruntovom priamolineinom odinochnom elemente (teploobmennike)”. Promyshlennaya teplotekhnika, 2009, Т. 31, №1, S. 62-67.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-27

Як цитувати

Недбайло, О., Божко I., Ткаченко, М., & Андрейчук, С. (2020). Чисельне моделювання параметрів повітряно-ґрунтових теплообмінників для геотермальної вентиляції. Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання, 35, 41–48. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2020.35.41-48