Аналіз підігрівання повітря взимку в ґрунтових теплообмінниках і у водоймах при замерзанні води на занурених трубах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПуховий, Іван Іванович
dc.contributor.authorДенисова, Алла Євсіївна
dc.contributor.authorPukhovoy, I. I.
dc.contributor.authorDenisova, A. Ie.
dc.date.accessioned2021-03-02T11:00:08Z
dc.date.available2021-03-02T11:00:08Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenBackground. Air heating in winter in the ambient temperatures range below –5 °С is possible both by the heat of the soil and by the heat of the phase transition of water to ice. Heated air reduces energy consumption in ventilation systems and heat pumps such as air–water and air–air during peak loads on the heating system, which reduces the installed capacity of the heat-generating equipment. Objective. The aim of the paper is determination of the influence of air velocity (flow rate) on the desired length of pipes at a constant value of the diameter of the channel with air, as well as determination of thermal resistances and linear heat flux density with a comparison of the processes of soil cooling and water crystallization. Methods. Air with a temperature below –5 °С is passed through elements of the natural environment for use in ventilation systems, heat pumps, and in the buffer zones of buildings during the frost period. The lower the air temperature, the greater the economic and energy efficiency. Results. The calculated analysis of the effect of air velocity (flow rate) on the required length of pipes embedded in the ground and submerged in water subject to a phase transition of water to ice was carried out. It is shown that the required length of the ground heat exchanger is strongly influenced by the mode of operation (continuous operation without interruptions or operation with interruptions). To heat the air from –10 to –3 °С, depending on the air speed in the ground heat exchangers, the needed length of the pipes should be 1.5–2 times longer because the thermal resistance of the soil is greater than that of ice and the ice thickness is lower than that of the cooled soil, due to the high heat value of water crystallization. At high speeds, the linear density of the heat flux reaches 40–60 W/m2. Conclusions. When placing a channel in the form of a pipe in the ground or in water, it is possible to pre-heat the frosty air during peak loads on heating systems, which makes it possible to reduce the installed power of the heat-generating equipment. The technology of water freezing during air heating has significant advantages, especially when operating in annual mode.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Подогрев воздуха зимой в диапазоне температур окружающей среды ниже –5 ºС возможен как теплотой грунта, так и теплотой фазового перехода воды в лед. Подогретый воздух уменьшает расход энергии в системах вентиляции и в тепловых насосах типа воздух–вода и воздух–воздух в период пиковых нагрузок на систему отопления, что позволяет снизить установленную мощность теплогенерирующего оборудования. Цель исследования. Определение влияния скорости (расхода) воздуха на нужную длину труб при постоянном значении диаметра канала с воздухом. Определение термических сопротивлений и линейной плотности теплового потока с сравнением процессов охлаждения грунта и кристаллизации воды. Методика реализации. Воздух с температурой ниже –5 ºС пропускают через элементы природной среды для использования в системах вентиляции, тепловых насосах и в буферных зонах зданий в период морозов. Чем ниже температура атмосферного воздуха, тем больший экономический и энергетический эффект. Результаты исследования. Выполнен расчетный анализ влияния скорости воздуха (расхода) на необходимую длину труб, заложенных в грунт и погруженных в воду при наличии фазового перехода воды в лед. Показано, что на необходимую длину грунтового теплообменника сильно влияет режим эксплуатации (постоянная работа без остановок или работа с перерывами). Для нагревания воздуха от –10 до –3 ºС в зависимости от скорости воздуха в грунтовых теплообменниках необходима в 1,5–2 раза большая длина труб из-за того, что термическое сопротивление грунта больше, чем у льда, и толщина льда ниже, чем толщина охлажденного грунта, в силу высокого значения теплоты кристаллизации воды. При больших скоростях линейная плотность теплового потока доходит до 40–60 В/м2. Выводы. При размещении канала в виде трубы в грунте или в воде можно подогреть морозный воздух в период пиковых нагрузок на системы теплоснабжения, что позволяет уменьшить установленную мощность теплогенерирующего оборудования. В технологии замерзания воды при подогреве воздуха имеются значительные преимущества, особенно при эксплуатации в годовом режиме.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Подогрев воздуха зимой в диапазоне температур окружающей среды ниже –5 ºС возможен как теплотой грунта, так и теплотой фазового перехода воды в лед. Подогретый воздух уменьшает расход энергии в системах вентиляции и в тепловых насосах типа воздух–вода и воздух–воздух в период пиковых нагрузок на систему отопления, что позволяет снизить установленную мощность теплогенерирующего оборудования. Цель исследования. Определение влияния скорости (расхода) воздуха на нужную длину труб при постоянном значении диаметра канала с воздухом. Определение термических сопротивлений и линейной плотности теплового потока с сравнением процессов охлаждения грунта и кристаллизации воды. Методика реализации. Воздух с температурой ниже –5 ºС пропускают через элементы природной среды для использования в системах вентиляции, тепловых насосах и в буферных зонах зданий в период морозов. Чем ниже температура атмосферного воздуха, тем больший экономический и энергетический эффект. Результаты исследования. Выполнен расчетный анализ влияния скорости воздуха (расхода) на необходимую длину труб, заложенных в грунт и погруженных в воду при наличии фазового перехода воды в лед. Показано, что на необходимую длину грунтового теплообменника сильно влияет режим эксплуатации (постоянная работа без остановок или работа с перерывами). Для нагревания воздуха от –10 до –3 ºС в зависимости от скорости воздуха в грунтовых теплообменниках необходима в 1,5–2 раза большая длина труб из-за того, что термическое сопротивление грунта больше, чем у льда, и толщина льда ниже, чем толщина охлажденного грунта, в силу высокого значения теплоты кристаллизации воды. При больших скоростях линейная плотность теплового потока доходит до 40–60 В/м2. Выводы. При размещении канала в виде трубы в грунте или в воде можно подогреть морозный воздух в период пиковых нагрузок на системы теплоснабжения, что позволяет уменьшить установленную мощность теплогенерирующего оборудования. В технологии замерзания воды при подогреве воздуха имеются значительные преимущества, особенно при эксплуатации в годовом режиме.uk
dc.format.pagerangeС. 59-65uk
dc.identifier.citationПуховий, І. І. Аналіз підігрівання повітря взимку в ґрунтових теплообмінниках і у водоймах при замерзанні води на занурених трубах / І. І. Пуховий, А. Є. Денисова // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2018. – № 6(122). – С. 59–65. – Бібліогр.: 8 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2018.6.151645
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/39734
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceНаукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал, 2018, № 6(122)uk
dc.subjectтепловий потікuk
dc.subjectтеплообмінникuk
dc.subjectсистеми вентиляціїuk
dc.subjectсистеми теплопостачанняuk
dc.subjectтермічний опірuk
dc.subjectлінійна густинаuk
dc.subjectпідігрівання повітряuk
dc.subjectтеплота кристалізаціїuk
dc.subjectтеплогенеруюче обладнанняuk
dc.subjectheat flowuk
dc.subjectheat exchangeruk
dc.subjectventilation systemsuk
dc.subjectheat supply systemsuk
dc.subjectthermal resistanceuk
dc.subjectlinear densityuk
dc.subjectair heatinguk
dc.subjectheat of crystallizationuk
dc.subjectheat generating equipmentuk
dc.subjectтепловой потокuk
dc.subjectтеплообменникuk
dc.subjectсистемы вентиляцииuk
dc.subjectсистемы теплоснабженияuk
dc.subjectтермическое сопротивлениеuk
dc.subjectлинейная плотностьuk
dc.subjectподогрев воздухаuk
dc.subjectтеплота кристаллизацииuk
dc.subjectтеплогенерирующее оборудованиеuk
dc.subject.udc621.577.63, 551.332uk
dc.titleАналіз підігрівання повітря взимку в ґрунтових теплообмінниках і у водоймах при замерзанні води на занурених трубахuk
dc.title.alternativeAnalysis of Air Heating in Winter in Underground Heat Exchangers and in Water Bodies During Water Freezing on Submerged Pipesuk
dc.title.alternativeАнализ подогрева воздуха зимой в грунтовых теплообменниках и в водоемах при замерзании воды на погруженных трубахuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2018-6_06.pdf
Розмір:
347.43 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 6(122)