Дослідження функціонування теплообмінника у ґрунтах різної температуропровідності

Abstract

UA: За допомогою математичної моделі процесу теплообміну між повітрям, що рухається у вертикальному теплообміннику, та масивом ґрунту, яка пов’язує між собою енергетичні показники ґрунтового теплообмінника з його параметрами, а також природно-кліматичними умовами, встановлено, що ефективна теплова енергія за час функціонування теплообмінника лінійно залежить від теплопровідності ґрунту як для окремо розташованого теплообмінника, так і для двох теплообмінників, розташованих на міжосьовій відстані 4 м. Обчислювальний експеримент проводився з використанням пакета обчислювальної гідродинаміки ANSYS Fluent. Визначено температурне поле охолоджуваного повітря та масиву ґрунту для ґрунтів різної теплопровідності. Встановлено, що теплопровідність ґрунту є визначальним показником його енергетичного потенціалу та дуже сильно впливає на ефективну теплову потужність, особливо при тривалому часі функціонування ґрунтового теплообмінника. /// EN: It was found with the help of mathematical model of the process of heat exchange between the air moving in vertical heat exchanger and the massif of soil, which connects energetic factors of the soil heat exchanger with its parameters as well as natural-climatic conditions that effective thermal energy during the term of heat exchanger functioning depends linearly on thermal diffusivity of soil both for separate heat exchanger and for two heat exchangers located at 4m between axes. Calculative experiment was conducted with application of the packet of calculative hydrodynamics ANSYS Fluent. Temperature field of the air being cooled and of the massif of soil has been detected for the soils with different thermal diffusivity. It has been found that temperature diffusivity of the soil is a determinative factor of energy potential of soil and has a dramatic effect on the effective thermal capacity especially for long-term functioning of soil heat exchanger. From the soil with temperature diffusivity 2,68 m2/s we can obtain approximately 3,6 times as more effective thermal energy while heat exchanger is functioning than from the soil with temperature diffusivity 0,83 m2/s.