автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка и создание теплонасосной установки с грунтовым теплообменником

I и

АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ТУРКМЕНИСТАНА имени ПРЕЗИДЕНТА ТУРКЕНМИСТАНА АКАДЕМИКА С. А. НИЯЗОВА

ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

На правах рукописи

удк 662.997+621.548.

БАЛЛЫЕВ Оразмурад Бегенчевич

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ С ГРУНТОВЫМ ТЕПЛООБМЕННИКОМ

Специальность: 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ашгабат - 1995

Работа выполнена в институте механизации и переработки

сельскохозяйственной продукции.

Научные руководители:

Профессор, доктор технических наук С. С. Сейиткурбанов.

доктор технических наук А. Ч. Байриев.

Официальные оппоненты:

Профессор, доктор технических наук А. X. Хандурдыев. кандидат технических наук А. Хемраев.

Ведущая организация — Туркменский институт транспорта и связи.

Защита состоится /У_ 1996 г, в/¿^ча-

сов на заседании Специализированного совета Д.2А.013 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора (кандидата) наук при институте механизации и переработки сельскохозяйственной продукции Академии сельскохозяйственных наук Туркменистана имени Президента Туркменистана академика С. А. Ниязова. (744032, Ашгабат—32, м. Бекрова, ИМиПСП).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке Академии наук Туркменистана.

Автореферат разослан « /,£ » у_1996мг.

Ученый секретарь Специализированного совет кандидат технических нау

М. А. РАХМАНОВ.

-з-

ОЭД&Я ШАКШ7.СТШ. ■ РАБОТЫ.

Актуальность теми. Значительная часть территории'СраднэЯ Азии характеризуется недостаточной тепло и хллдообеспочежостьЬ Освоение отдаленных, плодородашх яемэль поднимает проблему автономиях тошго и хладосиабжони'о потребителе Г.. Решение этой про благи путем создания тсплопесостмх установок представляется,г.есъ.ча актуальной.

'Во многих зарубежянх странах тонлоиасоспне установки уте ■ нпалл широкое применение для целей отопления, охлякдешш" г, горячего водоснабжения дотреботелай.^. - • ; Нвийодав. э'ЭДогсгпвяо примеиенко бесплатной энергия солнечного излучения для" теплохладоснабздиля объектов яимвю-граадапско-го строительства,' расположенных в шных районах с висоюш поступлением солнечной радетдав и"не подключениях к системам цеетп-ального твшгохяздоснабжения, '5-Ч'-.

.Данная работа является 'исследованием теплонлсоспой устапопкя с грунт о ш» теплообкдашш)м, всподьзудазая кязкопотошдаалькув вверит солнца, наковлоикуп в точенгд года. • : Полью работи. является' разработка, создазгао г. гхследовагсго топлопасостоЗ устаносхн с' грунтовки "теплосбиегапимк. Для достп-'^енкя цели'- неойийо^с регата-!^ './•'

г провести аналзз' с'кстсм. топлбхаддоонебхепия с тешпзвш нясоеом :',/ к разработать шеемв тсалодасоспой установите грунтовым теплэ-

обыенником;'■ .<"';..'■ ■...:-.: ■■.■■"■'■',■■

г-'раэработат1.)^ёпсрт1^'.мбадд^ расчета .тйнжнасбсиой устаков г . ¡01 с ггунгоил! теп.тооб1!8ннпсом, утапгсахгцтю оеобдивоетв акеу-

создать'п'ропестк з'ксыуйт&жднше. гсяето'ргл гчпданосос!:о2

" устаидокм. с\гГ'.У!'.тогЫ 1е".ю6'5мспн::г.сг'{ ..•'•'

- енявнть экономическую эййвктшшость внедрения тецлонасоспо?. , усшюики с груитоЕШ! теплообменником для теплохладоенабжения автокошшх потребктелеЯ; « на -основа результатов расчета исследовании и эксперимэнталь-■• них ксштаиш разработать технические рекомендации для щюекти-:,' ровашш и эксплуатация.

' ' Ндучшчя новизна.

1. Создетшя теилокасоская установка с грунтовки тешюобнешш-ко.!4 является альтернативным источником энергообеспечения отдельно .стоящ'д объектов, где отсутствует система центрального отол-ления или заиеглпт шетшв'мадоиащга» котельные установка, загрязняв-дев окруянодзе пространство..'

2.Едервые проведено• научное исследование тешгаяасоеноГ; установки с грунтовым тешюобмешткоы.

3.Впервые.получено яолесттелъний резуиштат да использования грунта е Туригеииставе как источника низкопо^енцвельвой эдорггш

4.Срздана автоматизированная система управления работой тешю-ь8оосш>£ установки с; грушюшад тешообшюшкоы • -

5. Созданная теплонасоспая установка работаем круглый х;од обеспечивая пстр&к'гедя как тгеплоц ?ак 51 холодзы{лотлоо время).

П рз кт уч а о кп ч зия чу мо сть . Тедяонасосиая установка с грунтовым яегшзобыешшкоц может сб&сдочвть в течении года теллок а холо-■ дом отдельно сгоящаЛ . ззшоВ доц. Дает возможность врактичзско-го дрЕ.\;ш№!Ш1Ерц взго«ошинша более эффектшюго оборудования о одшашш аа*рата«а, Исрользоашше подобша .тепловых насосов &озш*ко для небольших. омцираищкщах, сушинах," хокТортша , условии в •вомвщонаи. Иолучсшше сведения при оксолуатацяонных И'"питаны« обогошдэт внынш ой ксоольаоэддош о создиаии тепло-

Апробация одбоги, Установка создана на полигоне института солнечно* энергия а 1992 голу. Резулгати разработка и исследовании доложены и обсуждены на научно« семинаре лаборатории яиогйтута солнечной энергии в 1392 году, на научном сейя ядре института «еханяэации и технологии переработки сельскохозяйственной продукции в 1995 году,

Публикации. Ссновние полонения работы опубликовали в тре* статьях и двух брошорах.

Структура и объем работ, Диссертация состоит аз введения четырех глав, выеодов, списка использованной литературы, при ложенви. Работа изложена на 122 страницах машинописного такс та и включает в себя 12 таблиц, 17 рисунков, Ю пршюяонва.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. ' Лэреэя глава посвящена литературному обзору совремонного состояния разработок в области теплохладосиабяешш автоношшх потребитолеЁ тедловнми насооами. На основе анализа результатов зарубежных и отечественных исследовании 'сделан вывод о том, что создание эффективных систем теплоиасосных установок цля тешгахладоснабкения в повременной и нодалеког^Луду-щего энергетической и экологической ситуации, а такке с учетом тенденции'развития индивидуального жилищного строительства воз),юлам, пркншая во внимание, что энергетические првшоу-тест на топлонасооних систем заключается в эффективности использовании первичной энерции от 80 до 170 '/, по сравнешш о котельными. Голлонасоснап установка работает в экологически чистом ром-Ж!, на тазкопотенциально Я энергии, весьма элективно. Ого >{ос'-,;>.:,гы:'ся по преобр-чэоаашш шханичбской энергии в

- е -

тепловую, а расходуется на йовисек^е ге;-пйг<"!ту!«чо:^ уровня тепла отбграигог? от гсточяшса нпзкспотзкш'«г.ьоГ :<к<эггик грукга

- опит проек1прок-Р!'Я, создан-« г зксплувр-ад'/ первнх «сомбгяяра-вэнных теслоннссскых установок показаля необходимость рязработ-кп обобщенное схема системы теплохладоснабкэнп" э?тс:'оиткх потребителей с введением п систему кояого рлачентя - груг.та, как источника низкопотендиальной эг.'-ргяи; -

- для э<т<?ектквноЕ эксплуатация теплонясосноЕ устагаЕП!* <;еобходк-'ыо при сохранении простоты к кадоякости системы теялохлэдоснаб-яенкя обеспечить аетоматязэцыо.райотн устакоекч в кг.кглялышм привлечением человека к ео обслуживании.

П-.облемн разработки, создания, эксплуатации, обсЛ&яте опита и оценка перспектив практического прпкенокия толдопясшппа сес-тем жилых индивидуальных одюв и автоиотх котрвбителзГ: не авали у нас пока широкого прикенакня. Слабо развита г.етоггласхая база гаккх исследовании г. обоб'зенгп, поэтому пареп аатороц била поставлены следующие задачи:

1. Разработать и создать эксяорг«ента.иькуя теллоиасоскув уставав ку с гру.-.говад теплообменником,' сбеслечггпшая теплохлпдоснабге-пио автономного потребителя..

2. Прорести. натурные экспэрикоптальныз исслсг.свания таплонасос-яо?. установки с ■ груртош*.!. тза .ообисхшкхок, разработать кетодаку ее првсдзггя, опп.-^елгть р&апьчнС вклад тепло* •••.с.сго?. установки и определгть гтокрктке к?.; теллвхладопотробиостоГ. ...

3. Отработать яоо&содгшв оборудованкя,- язстаядартныа детали и ; яидпть техг;пч?с;:::с рзкекекдацкя, *• • .•

4. На оспога-т? спит;; эг«ииу£??агу«п вшш:?ь осиовныо направления д«льгоГ,":его ссгормсьстхоЕанкя и. тзыиекия э^вхтизнсстя системы

гэалскаеосьых установок для теплохладоснабгекия автсноымх потребителей.

Ьо .ртороР. главе олисавйотся объект исследования - тепло-насосная установка о грунгоьым теплообменником спроектированная диесортантогл и созданной на полигона кнститута. • Далее приводятся Слими управления системой, описание контрольно измерительны приборов и автоматики для проведения экспори-аенга. Излагаются конструктивные решения Принципиальная схема теплонасюсноЗ установки с грунтовым теплообменником дана -на

I

ряс. I. Тешганасосная установка осуществляет Теплохладоснаб- . женив ьагон - домика, в котором проведены мероприятия по улучшению теплоизоляции. Ото планке и охлаждение экспериментального домика производится воздухом черзз трубопроводы в поыэшекил. * ,Воздуховодц изготовлены из листовой стали п имеют в сечении размер 20 х 20 см, ври шнтеке на месте надоио утепляются. Хладоагенгом в теллонасосноД уотансвхо а грунтовым твплос&'еп-ником является ?реон — 22.

Теплоиассская установка работает по принципу ■преобразования низкопотенциальной энергия грунта.логлашзниув н течении ' года грунте;,: вт солнечного излучения.'Теплообменником слуг.нт пластмассовая труба тила.ЛХ'В уложенная в грунте на глубина 1,5 метра на плодадко у экспериментального домика. Общая длина теплообменника 300 погонных метров. Труби уложанны в грунта зигзагообразно аягом по 2 метра,-площадь, в котором заложены 900 кв. у. Труба заполнена «одой в количества 186 литров.

Б работе возникла необходимости исследования характеристик грунта,аккумулированную анергию солнца которой используется рж5оти установки. Часть это Я энергии погла-

?:;с. I. .Щитнгапиальная схема тешюнасосной установки о грунтовым теплообменником.

I - солнечный коллектор, 2 - грунтовый теплоойнештк, 3 - теалосой насос, 4 - бал для вода, 5 - зкепэриментлруэмое здание.

от: зешюЕ поверхностью к проникает до зиачитолышх гдубш. Средняя геипература почш за год составляет 19°С, с начала быгсября по ноябрь происходит понижение тацпорагуры почвы, сикаются ее иаксшуил и шниугш, В шзне - августе тошера-■ тура.поверхности почвы примерно одинакова, средняя температура составляет 35 -37°С, а средняя максимальная 61 - 64°С. Температура грунта па разлвчша глубинах ив одинакова ввиду радиацвдшюго баланса ее поверхности.В периода, когда рада-адасгашй баланс земной поверхности положителен,поток тепла направлен вглубь зешш, а при отрицательном баланса неправдой ад оо глубины к поверхности.Примерно с ноября в связи с косодаякваниам поверхности градиент температуры направлен яа глубины почвц, с ыая по октябрь градиент температуры )!:1Сравлел от поверхности почвы вглубь. В марго, апреле и скткбрл теиворатура в слое грунта от 0,2 до 3,2 м примерно слшакрыц разность температур на глубинах слоя не правше-, o'f Едацм. покззателед термического рекнвд шчш являемся глубина проншшовокия температуры 0°С,которая глубзе вромергошиг грувта'.Глубкна промерзания грунта 47 си, хотя. Несколько раз - зиа10с 1929 - 1930 года я IS68 - 1969 годов грувт -срэыерзад да глубина 70 си. Установлено, что. на глу-■firjio Г,5 - 2,0 метра а глубае суточные и годовке {'.олебашш •гоштймтуря в течения года не опускаются imso 10°С, а 'ытлпту.си колебают. те;,-дорог-урн составляет 15°С,'Что обус-«ицрдем«;¿тможавесь касольвока» .груш- в ка\зства .источника' Т1да,_я 'ш ¿есловасоопо:. установок,', "зш.енп» ташзерату-уу Hi'Kfyr токсойищг-У-й Ьоказаио на рво.-2,З.В это?;

м Д'леа nv?-BCA<iTi-n • коястругмшгшо осрбсзшооти, описание, от* ».«/.riu узл>& vouxm-tcooi»? . устааош:, состоя-лей' - у.з

компрессора, конденсатора, гспэриголт, теплообменника, сг.дтеьи воздуховодов п трубопроводов.

Компрессор. Характеристика компрессора исходит от холодопро-. пзшдителыгостл, которая зависит от тсмпоратурн яилекня ?0 я коидепсоцял Тк хладоагонта. При расчоге компрессора пользуемся таблицами и графиками и вибираем на основе тохиико-экоиОмичрс-г::к расчетов тсгшарятурныЯ регс'м работы машину : TQ- температуру кипетшя агента, Тк - температуру конденсация, Тп -температуру переохлаадепгя,, Тп- температуру всасивоншг. Принимаем рабочем агентом'ípson 22. Исходя лз теплолотребности 1,7 кВт; вибл-раоМ коипроссор вертикальный, горметичшо холодопропзводеголь-иостьп 2,2 кВт.

Испаритель." При расчете кепарктолл необходимо опрэдолзш. пдоц-теплоаерздашз" иокертассти для заданной теплого?- нагрузка.

■'!'■• F = ■■: 2 ■ , Т \

Yún ( I )

где Оы,1 ~ теплота, водаедепяая в вдашцу времени к кспаритвля ^Г/д - коэФТттцент теплопередачи испарителя,' Вт/М2К.

Ввиду того~ что теплоносителей в попаратало является циркулирующая в грунтовом теплообменник» вода, топлопгоиаводвтвдь ность испарителя>охпо представить в виде:

си=й'ш,(Тг, - х)[{ ~ ^мН^-)]' ц** (2}

тдч \{и„ - водяной эквивалент хладоагонта в испарителе кДц/(чК|)

- температура поди в теплообменнике, К* л'ндогсятор. Подбвряш конденсатор с создуагинм охлэждояввы,

: - 3*«вкп?к01шй <5 «рвнуяктвлнпой пнркдо93!ог юздухя,

; -,к í.'::'. р условиях экеллултадак считаем; .что i-оздупксв охлэдо-•,".„> :;>>!< ""^'слтрр.ч «гплл«?ся "ЯГбй.'Л* йчлосООЛрйV-UX. 3 гпсло."лс5|. уст':':"1й::в о г i —: с те ял ячр ра'с^'И"-' «roi'ta,

- 12 -

прсход/дай через конденсатор, охлаждается и конденсируется нрк отводе теплотч охлаждающей средой,поэтоиу определяющей является ее теолоиорвдаюдая поверхность, зависящая от теплопередачи: мбтСн-Р,«, кЬм/г - (3) 01куда поверхность теплопередачи конденсатора определится:

, . Ъ* - (* >

Теплообменник тьплонасссноР. установки груитоши.которнв по оравиедип с другими накопителями тепла имеет ряд преимуществ

практическая неисчерпаемость иизкопотенциальной энергии, дсяйввзиа, надежность и простота отбора тепловой энергии,В , лшгаой работе рассматривается грунтоЕцй теплообменник пред-стапляювдя из себя пластиковую трубу расположенного в глубине 2 могра, диаметром 32 кд к длиной 300 г.огошшх метров. Мае!;« Ъ9№ е грунтовом теплообменнике рассматривается как 'юла охлаждаемое слоем грунта бесконечно большой толщгнн, чмыпор&турл ег.о представляет собой $ункцш> времени и глуби; Тг*/<ьЛ; ( 5 ) где,^ отсчдтшззетоя от поверхности 3Ci.ua:,;.;; 1 -время...

ДУ уг,г;уъей .'л«! приводятся штодвка проведения эковорц-!лйк?а, пнгш\з эксворгаенталынп: данных; Ыетодака соответствует требованиям СГС'Я и ро^оцсндаиияи Госкомитета по •гражданскому строительству а архитектуре. В ыотодкко содержится • "к^лг/.'Ьчсскев рзг.сцендацкн го проведению. теплотехнических • измерягаи. Cc.HOEjiiL.vai исправлениями кздереняи дри натурных кспкоддах таило дяп£Ш>с?аото рскиод помещения яиляются: - ясаоль55Езш:о точкой с.оарекеннуГ аппаратурн; л'.-теягосга Ь8<5лгле.;.->' грг ч^сюи круглосуточна аакер«х;

- проведение'наблюдении а незаселенной. комнато^ершн/^глуст--шй регим в которой коытролнруется.При проведении испнташэд теплонасосной установки производились измерения тзмпи'рздурц', давления, расхода,, мощности, напряжения .скорости вращения, нагнетания, скорости ветра,интенсивности сблшчно?. радиации-'-Главное значение натурных нцблюдотш' состояло в выявлении истинной картины тешгохладоспабжеиня помещения теплонасосной установкой с грунтовым теплообменников. .

В родимо отопления тепловая мощность установки в зависн-посте от температуры входящего теплоносителя (от'10,3 до26,4 градусов С) составляла 3,5 - 4,0 кВт. Температура конденсе-щш хладоагзнта.в конденсаторе' составляла 55 - 60°С.

■' В рзхпые охлаждения холодильный коэфТпцент в завиоииос?-тз от температура теплоносителя,поступающего в конденсатор (14,6 - 30,2°С )',находился в пробелах 3,0 - 3,5 Ь холодо-продэЕОДйтолыюсть составляла 3,3 -3,8 кВт. . Анализ режимов работы и регулирования системы проводились1 о целью м.'бора оптимального-контура регулирования ц является исходным для определения годовых расходов теплоты, холода, и. электроэнергии - в'ажнеЕяшх показателей экономически эффективной работы теплонасосной установки с груитоыш

Рассмотрение технологических процессов поддерадкшг! рояд-коп работн.и регудкровишя включает, в себя как 'вопросц дат-гкгаой работа всех агрегатов," систеау защити от цзбнтсдЫго давления, перегрева. Эти процессы возможно'. вшх&яшть яутъц автоматизации роботы теплонасосной установки, '^о-предрек'»-« тривает: - завдту компрессора'от недопустимого 'вяг038а.''к'

- Г4 -

автоматического включения поело охлаздения осуществляется посредством темлоратурно - токового рэло Т 14 - 4; ,

- защита теплового насоса от недопустимого повышения давления нагнетания я понижения давления на всасывания' осуществляется с помощью реле давления.-Д 220 - II ;

- регулирование потока «гадкого хладоагента из конденсатора в испаритель и поддержание задапноЯ рабочей разности давлении чезду этими аппаратами производится капкляркой трубкоГ:; -'на, нагиетатэльнйи трубопроводе'предусмотрен" маслоотделитель, при входе в который'скорость двплепкя пара значительно снижается из-за большего диаметра отделителя по сравнению с диаметром нагнетательного трубопровода,в результате,чего, частшщ масла имеющие большую кинетическую энергии чей пар хладоагекта .ударяйся о поверхность сеток и Лерегородогс, '. затем стекают в картер компрессора;

- для поддержания заданного значения температуры норов <Т-рео-на в испарителе применяется.терморале типа Т130-1.С увслпчо-кием намораживания льда на поверхности испарителя уменьшается' тошгаприток и ловышается.'телапзрятура'фреона. При понижении температуры фроона в испарителе снижается и давление е термояатрово,-который действуя на контакт электросети, отт шшчает электродвигатель вентилятора. Поело отталвапуг сч'.;-.-воЕ пубы с испарителя*'повышается давленко. температура к оиль'Тонз,который расширяясь рклячлет 'электродвигатель.Впс-троРка и регулирование на' задянну» те.мглрлтулу производится с яомоиью регулировочного епнха с!!лк"онч;

- регулирование температуры •охлаждр.<\».'ого >.1:агк,!?ч•

кия производится при помощи соленоидных клапанов, При дошлешь', температуры Еоздуха охлаждаемого помещения до заданной по датчику реле температуры происходит размыкание, его контакта.который отключает электродвигатель компрессора, а при повышении температуры электродвигатель компрессора включается.Таким образом . обеспечивается регулирование температуры охлаждаемого помаша-ния. Аналогично происходит и при отоплении, только регулируемся температура отопления помещения.

' : Решил отопления в теплонасосной установке осуществляется в, следующем порядке.' Хладоагент кипит, в'змеевиковом испарителе: Кпаеппо в испарителе 3 (см'рис.4) про1Юход1^в..результате отбора тепла с низкотемпературного'источника энергии, каким в данное случае является года, циркулирующая 'в теплообменнике поср.да-стсом.водяного насоса 4 через вентили 33,19,17,3,15 и трубопровода 20,34,12,14,16. В результате' этого ео всасывающий трубопровод 30 поступает только парообразный хладоагент; В качослве .регулятора расхода хладоагеита.ислользованч кашзлярная трубка. Хладоагент перегревается в концзеой части испарителя, что составляет примерно до 20 $ от,общей площади поверхности испарвтз-ля. Поэтому прадотв рага атся 'пиб рас жидкой части. хладоагент,ч вв всасываиЕИй трубопровод компрессора, фбразававнМся партий трубопроводам 30,29,25 через"четнрзхходо_ЕоЕ венталь';яоступзо? компрессор р., 3 кокдргссоре поступивший ;с. постоянным а тешературой хладоагент адиабатически сг<ивде«?ся до ди&гат)? конденсация; и через' трубопроводн 2$,24.;31,32 V четпреххоХото'',' олектроыагнктякй вентиль попадает в конденсатор .6,В здздуш гя<\

. - 16 -

конденсаторе 6 хладоагенг конденсируется при постоянном давлении и постоянной .температуре, отдавая тепло $азового перезола воздуху, поступавшему в помещение'7. Скорость воздушного потока от 3 м/с до 6 м/с обеспечивает турбулентность потока. Повышение скорости воздуха создает избыточное снижение давления в конденсаторе и увеличивает потребляемую мощность.

Конденсируясь,' хладоагент через трубки 23, через капидяр-}ото трубку 8 поступает в Испаритель 3, итак цикл замыкается. Режим охлаждения. Отличг.е работы теплонасосно! установки с грунтовым теплообменником в этом реяиме состоит в том, что посредством автоматики переключается направление потока хладоагента через четирехходовой,вентиль и в поыешеиие поступает холодный воздупный поток. С помощью четкрехходовдго вентиля 28 пункции, выполняемые испарителем 3 и воздушным конденсатором 6 - взаимозаменится: испаритель на конденсатор, а конденсатор на испаритель и получаемы?; лрл этом теплую воду 354- 50°С, используем для гарядки грунта через грунтовый теплообменник, находящейся на глубине 1,5 метра в грунте.

ТермофизичесКпе характеристики Грунта зависят от многих факторов как от химических т'йк и механических. Среди этих факторов особенно сильно влияет - влажность. Измерения пока-эывают, что в сухом состоянии удельная' вссоеая-теплоемкости равна как в в твердой ^азо; грунта.Величина уделы«?* л-.-со"лГ гпплсемкоста зависит от химического состава грунта. Сроглх. уд^льклЯ теплоемкость грунта в сухом ягдп.'.Г,Г2. кпд/^^Г'-г^. г^ьемноГ- тепяоемкостк--с1 глу"-:',ко? л1"5 с-'хг'с

Рис. 4

Расчетная схема геплонасосной установки о грунтовым теплообменником: I - гелиоколлектор; 2 - грунтовый теплообменник; 3 - испаритель; 4 - водяной насос; 5 - компрессор; 6 - конденсатор; 7 - потребитель; 6 - четырехходовоЯ кран; 9 - вентилятор; 10,14,15,12,27,21 - трубопроводы теплообменкого цикла воды; 30,29,31,28,24 - трубопроводы фреонового цикла; 33 - капялярная трубка; 39 - обратный клапан; 26 -расширительный бак; 11,18,17,19 - запорные вентили.

Pec.5 Зависимость коэЭДпцйьгое од-шзр&турол;*) водности

гфшюфоводкосзд и топаоьшсост. uï 1лши!осу».

тср сеяяяно с !Л!^кпчйгч:1 плптоот»' к мякяоста по мере удаления от погорхг( сгг, груптт.

Эяягспл'сть об' .'.чпо" г :ги,"г:/;-ост;1 от плотности .скелета

У- см СП г/с.'Г. С Вт/м град

0-10 1,31 0,30

ГО - 20 1,28 0,30

20 - 30 1,28 0,32

30-40 1,26 0,34.

40 - 45 1,24 0,35

Объемная тегисогкссгъ о .урел; чением глубины с:шяо изменяется. £то оЛч согготоп сргужм япюгрсЕОи верхнего ело? почет.

Пзмп:оч;'.о обглодай теплоепкелтк на гяубпт грунта.

Время, " ч'-с Т - У Б Й II А си

5 53 150

с и, ¿¿У с,г-::- 1,010

12 о <■*• а 0,£С6 1*008

16 161 0,734 , 1,301

Ш • у,215 Л П^Р ,-1,004

20 3,15 С 0,54* • 1,006

Зкзлггз га «звямгте» грунта виракабтея ела- •

с5о" .тгшГнз" ССъёгч-ля теплоемкость зависит в

болта? ег&а».;: от вжггоеп;, г:о зге от плотности, а удельная хеваовииоегь дедоэеег гельт в еъязя с хшжо-микералогичесн- . о2 сг>"родз гэеядз. Зээ^пда» теллояроводпоотп грунта 'в основ-таа зэйглкг от глзгкеатп - в меньше* степени от .плотности,меха-ютеегюк» сосг-гм г. тЕкаэрлтури, -Влажность грунта влияет на коэ^-кцзет тгд.'Еер"ЗТ7Роярогодности следующим образом. Зго вели-

■ чиАа растет с увеличением влажном 1: црздерно прспорционалы-.о до определенного предела.'(/.акс.щук соответствует тому моменту, когда величина влажности пиоестает увеличиваться, а коаф-

$.нЦбит температуропроводности нродол*ает возрастать. . *

Характер ато2 зависимости показан на рис 5. На качество тепло насссцо?, установки и эффективность теплохладоснабжония оказц вает влияние физические процессы, происходящие в грунте, при получении от нее тепла, Безусловно на эффективность отбора тепла из грунта влияет теплопроводность, содержание влаги и газов в грунте, а также тепло^изнческие характеристики грунта цо времени и координатам.

Расчеты и эксперименты показывают, что в условиях Ту^кие-' кистана грунт мо;гат служить .источником низкопотеподальной

энергии , зуш тешюнаоосшй установки с грунтовым теплообмен-' . пиком в течении всего года.

^ четдортоР глава выполнен тохш'ко - экономически? анализ биективной работы теплонасосноП установки с грунтовые теплообменником согласно общепринято!! методика. Расчет техкико -экономических показателе" и характеристик, теплонасосноЕ установки заклмча/юя в нахождении оуммн капиталовложении в устану

оску и опрЭДйлвну.о удояьма принадешшх затрат па оо эксплу-•

агацше. При расчето техннко - экоиггичка^пх показателе!! теплонасссно7. установки с грунтох-а: тоглообмвншжс.л' в качество альторнатшюго варианта ир.шгта содшт^лг.зовшшце котиль-ик аьтсно^иих потр^бктодс.". .Дала.- глав» пшчвг. и^кодчеокке Гчэксл'ы.-даця:. т оксплуат. и::; -гигию;.:.с;:с! устлнг.»:;;.! с груьто-

- 20 -

Энергетическая и социально - экономическая эффективность теплонассспо2 установки с грунтовым теплообменником определялась сроком возмещения затрат й на его основе возможный энергетический эффект,а такхе учитывалось экологические и социаль mía результаты,

ВЫВОДЫ'

1, В энергетике в основной используются высокотемпературные вторичные энергетические ресурсы. В прмродо имеются огромные запасы низкопстенциалышх энергетических ресурсов как энергия солнца,окружающего воздуха, вода, грунта. Использование этих видов энергия в тошошно - энергетическом балансе - один из Пйиболее эффективных путей экономии топлива. Опыта и изискэ-ижя рациональных способов энергосбережения показывает возможность ловыпзая температурного уровня низкооотонциального тепла с поиощьп теплоцасосных установок.

2. В экономическом отношении теплопасосная установка всегда экономичнее электрообогрова, а в сравнении с топочным обогревом его коэффкцонт преобразования больше и 2,5 - 3,0 раза.

3. В зкгоотноводстве, кормопроизводстве и растеневодстио использований таплоиасоёпой установки позволяет значительно повысить качество'я уменьшить потери сельскохозяйственной продукции о.одновременной экономней энергия. •

4, Применение в промышленности теплонасосшге установок для возврата в цикл теплоты сбросннх потоков квдкостн, для наррэ-ва питательной воды, отопление'здании, суш^л различной про» куиции, испарения растворов и т.п. является одщш из рациональных путай эффективного »спольговагаш вуоршшшс эяергез-д-

ческих ресурсов.

- 21 -

5. Применение теплонасосшй установки с одной стороны .. сберегает энергию, с другой требует дополнительных затрат, поэтому необходимо экономически обосновать'ее использование в каждом конкретном случае, установить,нагрузки.

В Туркменистане имеются самые благоприятные условия для создания и внедрения тегокшасосшх установок о грунтовым теплообменником. Широкое внедрение. установок позволит избавиться от ряда деИствукших и проектируемых малоэффективных котельных иомоавт в теплохяадостшбжешш автономных потребителе П. / ■.^л-; ' ;- ■"■.

' '„...' , ПУБЛИКАЦИИ 00 1Е1Ж; даССЕРТЛЦй!. Х.Сейиткурбанов С '.С. Баллыев С.Б. Теялонасосная установка с грунтовым т ешгаобыешшком. Известия АНТ, с о рля ФТХ и ГН, 1950 В 6,'с 93 - 95.: . ; .'-7"":'--

2. СеЕиткурбанов С.С. Баллнев' О.Б. Тепяопасосная установка с грунтовым теплообменником.; ШЙНЮТЭИ Госплана ТССР,информационный листок :Д .91 - 6; 1991.• '7 . . '

3. Баллнов ОтБ, Использование энергии гдунга,;..'для теплохла--доспабжешш здания, ШШГШЭП Госплана ТССР," дайорыадпонны?

.листок К 91 - 7, 1991. / ' / ' .7 • ' ^7,,.;'/77'!':. '

4. БаВриёв А;Ч,. Баллыев 0.Б7 .Использование электромагнит-' ; ного клапана.в теплопасоспой установке компрессионного

в печати. /ч"' .;77777'7"7";. /

О.Ъ. Баляцеиод- техники ^пл^кларнын, кпидрдпт^! 7/ : диен;алимлнк доро^синк ад!ай учузь ''Холла-',;, -рцц •йьтаякгкы уЛанкЯ; гитэтауитк тадГав > _ • гурпл "днед томадэв. >:.:;сс

- 22 -

Болта болти ялы 1775715 догамшща рр;ч; 8карюз гяглярн 171! зюхлесиндвн газ^тр, хем Янллнгн бяр нэчэ пагнтлап слюиир.Бу хедурленЯвн пп орден Йнлнлвгнн олш онуц дервдвсюш улалдия уланмак учун эдилдд. Онун учун Зрите гурал оЯлатшл тапылзш ге гурулды. Гурал компрессордан, кспаритольден, конденсатор дан ве ер о с си йнлнчалшнрлриан г.баратдар. Ер ассн Г-илкчал-пшр^а - узюишгн 300 метр, диаметрп 35 т болан пласт.иасо труба 2 метр чунлузще ерлешЯэр, 01!ун мчлкцоп сув аГланяр, ' Гурал езбашдак екп аПлавлн систомадян ыбаратднр.Бвршпи а2-лов- ер ассн груба- 2 гатлм Еылн чалгаырдш^гн дапгы гати- ер ассы труба болуп ичинден сув аРланяр. 11к1щд - 2 гатлн Янли чалшрднярн ичги гота - испаритель - компрессор - кондёнсатор 2 гатлн Яшш чалгшрдыар болуп ичинден фреон акяр. Гурал >лз-лзвде- ор асса труба билел гелен Пилы сух Глш.чалпнрдвдцда 'Треони гнздыряр, хем они гаПяадыд баиляяр, ве испарителе гоч-?эр. Испарктельде фреон газ герНушзшэ гочйэр, они хеи компрессор сорун аляр хеа гыслр,гн»гшишк дерез;еси улаляр йэ' конденсатора гечЯор.Ковдепсатор гнзяре га хова билен оиун . гнитпиягни а'лшп з^л ибврилЯер. ячтаз совутиак болз-

мызда автоматика усулы бнлея Треонин акяп утурнн терспне утгедйгрпе. Инди конденсатор - йспаратель бодуа,испаритель болса конденсатор болуп гаиеЯэр. Окда яспарктвлв голой во бугарак ■Треон соваяр - онун еовуклугннн хова билен хая ябэр-Пэрис.

И.у эдялен шдо п^г.ц аз нукдарлк болап йшингны алип дорогусилп улпдяыл Ярсорнц, усти бклон зуГк гыэдырш! •¡-да ссгудуп бо.т^аклигвнн гер:;еэ"?р.