ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ГІДРОТЕРМАЛЬНИХ ТЕПЛОНАСОСНИХ УСТАНОВОК ЗАКРИТОГО ТА ВІДКРИТОГО ТИПУ З РІЗНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНОЇ ЕНЕРГІЇ

Анотація

Присвячено новому напряму використання вод верхніх водоносних горизонтів і відкритих водоймищ для тепло- і холодопостачання житлових і громадських будівель та споруд. Наведено теоретичний аналіз технологій побудови та особливостей використання природних акумуляторів теплової енергії у водоносних горизонтах та відкритих водоймах. Описано загальні схеми побудови гідротермальних теплонасосних систем закритого та відкритого типу. Представлено розроблену і сконструйовану в Інституті відновлюваної енергетики НАНУ гідротермальну експериментальну теплонасосну систему, яка складається з теплового насосу та двох свердловин, завглибшки 49,5 м та 57,5 м, через які забезпечується циркуляція води між підземним горизонтом та тепловим насосом. Проведено аналіз геолого- гідрогеологічних умов ділянки дослідження. Описано особливості формування запасів підземних вод продуктивного горизонту. Визначено подальші напрями проведення гідрогеологічних спостережень. Науково обґрунтовано ефективність гідротермальної теплонасосної системи відкритого типу. Описано методику проведення досліджень. Наведено характеристики вимірювального обладнання, встановленого на гідротермальній системі, і програмного забезпечення, яке використовувалося для архівації та візуалізації даних, отриманих у процесі проведення науково-дослідницької роботи. Наведено результати проведених експериментальних досліджень. Проведено порівняльний аналіз ефективності та інвестиційної привабливості гідротермальної системи відкритого та закритого типу, де як відновлюване первинне джерело теплової енергії для роботи теплового насоса використовується низькопотенціальна теплова енергія води. Встановлено, що використання відновлюваної низькопотенціальної енергії ґрунту для роботи геотермальних енергетичних систем широко застосовується в екологічно безпечних та економічно вигідних енергетичних системах. Разом з тим використання гідроенергетичного потенціалу в гідротермальних теплонасосних системах не має широкого застосування незважаючи на високі технічні та економічні показники. Доведено, що наявні гідротермальні теплонасосні системи не завжди адаптовані до умов експлуатації та місця розташування об'єкта. Відсутні методики проєктування гідротермальних теплонасосних систем відкритого типу, методики проведення попередніх гідрогеологічних досліджень району, запланованого для монтажу цих систем, та методики розрахунку параметрів акумулюючого середовища. Отримані в ході дослідження дані мають важливе наукове і прикладне значення при проєктуванні гідротермальних теплонасосних систем. Крім того, мають перспективу подальші дослідження можливостей та ефективності використання водоносного горизонту як природного акумулятора теплоти для стабілізації генерування енергії від відновлюваних джерел незалежно від кліматичних умов і пори року.