Учет неравномерности температурного поля в геотермальной скважине теплового насоса

УДК 536.1

Учет неравномерности температурного поля в геотермальной скважине теплового насоса

Баранов И.В., Крылов В. А., Черноозерский В. А., Никитин А. А.


Аннотация
В данной статье рассматриваются температурные поля геотермальной скважины теплового насоса. При проектирование теплонасосных систем используются методики расчета геотермальных скважин с равномерным по всей длине скважины температурным полем. Общепринятые физические представления о распределении температурных полей  в технических системах позволяют предположить, что распределение температуры в геотермальной скважине теплового насоса не будет являться равномерным. Для проверки данного предположения была разработана трехмерная параметрическая модель экспериментального стенда при помощи модуля Flow Simulation программного комплекса SolidWorks. Использование модуля Flow Simulation позволило на базе созданной модели экспериментального стенда и на основе метода конечных элементов осуществить расчет распределения температурных полей в модулируемой скважине. Построенная численная модель показала, что температурное поле не является равномерным. Результаты проведенных исследований позволяют судить о том, что существующие методики расчета имеют недостатки, в связи с этим существует необходимость разработки новой методики расчета геотермальных теплообменников, позволяющую учитывать неравномерность температурного поля и тем самым повышать эффективность работы теплового насоса.

Ключевые слова: тепловой насос, температурное поле, экспериментальный стенд, теплопроводность


Читать статью полностью