Методика діагностування свердловин ґрунтових теплових насосів на предмет теплового потенціалу в залежності від типу ґрунту

Abstract

При визначенні питомої норми відбору енергії зі свердловини ґрунтовими теп- ловими насосами слід користуватися ДСТУ Б В.2.5-44:2010, що торкається лише питань про- ектування системи опалення та не охоплює всі варіанти експлуатації таких систем, в тому чис- лі режими використання теплових насосів для холодопостачання будівель та споруд. При проектуванні відповідних систем тепло- та хо- лодопостачання виникає потреба у застосуванні фізико-математичних підходів для отримання залежностей норми теплового відбору із ґрун- тового середовища від умов експлуатації сис- теми енергозабезпечення та врахування власти- востей різних типів ґрунтів, в яких знаходиться теплообмінник. Найбільш складною задачею, яка виникає при визначенні питомих норм від- бору теплової енергії, є розрахунок питомих теплотехнічних характеристики свердловин (теплоємностей та коефіцієнтів теплопровідно- сті), що є визначальним на початковому етапі проектування геотермального поля (а саме: глибини закладання, кількості та відстані між свердловинами). Для експериментального ви- значення теплотехнічних характеристик засто- совують мобільне автономне джерело теплоти (електричний котел) для повного насичення об’єму ґрунту, що оточує свердловину із ґрун- товим теплообмінником, паралельно виконую- чи моніторинг параметрів потужності, витрати теплоносія, його температури та час її стабілі- зації в подавальному та зворотному трубопро- водах. В даному дослідженні запропоновано мате- матичну модель для визначення теплотехніч- них характеристик ґрунтового масиву в різних горизонтальних площинах перерізу стовбуру свердловини теплообмінника. Модель базуєть- ся на методиці відтворення показників темпе- ратурного поля в суцільному середовищі по принципу термоелектричної аналогії та врахо- вує нерівномірність падіння рівня температури теплоносія по довжині трубопроводів теплооб- мінника. Даний підхід дозволяє значно спрос- тити процес визначення норми відбору енергії зі свердловини, зменшивши трудовитрати ін- женерів при проектуванні геотермального поля.