ММОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТЕРМОСКВАЖИН ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ЧАСТЬ II. УЧЕТ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПОРОВОЙ ВЛАГИ В ГРУНТЕ

Аннотация статьи:

Рассмотрена математическая модель нестационарного теплового режима геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения (ГТСТ), учитывающая конденсацию/испарение поровой влаги и положенная в основу соответствующего блока программного комплекса INSOLAR.GSHP.12. Представлены результаты численных и лабораторных экспериментов, подтверждающие существенную зависимость эффективности эксплуатации ГТСТ от процессов фазовых переходов влаги в поровом пространстве грунтового массива. Рассмотрена проблема корректного учета теплоты конденсации/испарения поровой влаги при моделировании тепловых процессов, протекающих в грунтовом массиве, окружающем термоскважины ГТСТ. Представлено математическое описание процессов конденсации/испарения поровой влаги для вертикальной термоскважины в цилиндрической системе координат. После перевода математической модели в программный блок проведен численный эксперимент по оценке влияния конденсации/испарения поровой влаги на тепловой режим грунта. Представленные результаты эксперимента показывают, что значение температуры грунта, прилегающего к термоскважине, без учета теплоты конденсации поровой влаги и с ее учетом могут различаться более чем на 3С. Приведены результаты экспериментальной апробации применения при моделировании теплового режима ГТСТ коэффициента так называемой эффективной теплопроводности грунта, учитывающего скрытую теплоту фазовых переходов поровой влаги в грунте. Результаты экспериментов показывают, что влияние фазовых переходов поровой влаги на эффективную теплопроводность грунта может быть весьма значительным. В зависимости от режима работы грунтовой системы эффективная теплопроводность” может различаться в несколько раз.