Browsing by Author "Шемет, Т. М."

Now showing 1 - 1 of 1

Геотермальні теплові насоси з багатоконтурними ґрунтовими полями для автономного теплопостачання кампусів
(Видавничий дім «Гельветика», 2025) Форись, Світлана Миколаївна; Усенко, Андрій Юрійович; Шемет, Т. М.
UKR: Актуальність дослідження зумовлена необхідністю трансформації кампусних інфраструктур до низьковуглецевих, автономних та високоефективних систем теплопостачання, у яких використання геотермальних теплових насосів з багатоконтурними ґрунтовими полями розглядається як одне з найперспективніших рішень. З огляду на високу сезонну та добову мінливість теплових навантажень сучасних кампусів і значну неоднорідність геологічних умов виникає потреба у науковому обґрунтуванні оптимальних параметрів проєктування та експлуатації таких систем. Мета статті полягає у науковому обґрунтуванні інженерних принципів проєктування та раціональних режимів експлуатації геотермальних теплових насосів із багатоконтурними ґрунтовими полями з урахуванням теплофізичних властивостей ґрунту, динаміки теплового навантаження кампусу та вимог енергоефективності. Методи дослідження включають системний аналіз теплофізичних параметрів ґрунтових масивів, моделювання довготривалої динаміки температурних полів, структурно-технологічний аналіз роботи теплових насосів у змінних режимах та оцінювання техніко-експлуатаційних умов інтеграції геотермальних установок у теплові мережі кампусу. Застосовано аналітичне порівняння конфігурацій багатоконтурних полів і параметрів їх взаємодії з тепловими насосами, а також проведено аналіз світової практики функціонування подібних систем. У результаті проведеного дослідження встановлено закономірності формування та еволюції температурного поля багатоконтурних ґрунтових масивів, доведено визначальну роль теплопровідності, вологості й геометрії контурів у забезпеченні стабільної тепловіддачі. Обґрунтовано критичний вплив температури теплоносія на вході, гідравлічного балансування та динаміки теплового опору ґрунту на сезонну ефективність теплових насосів. Виявлено техніко-експлуатаційні умови для успішної інтеграції геотермальних систем у теплову інфраструктуру кампусу та визначено основні проблеми довготривалої стійкості багатоконтурних полів, зокрема деградацію теплового потенціалу, геологічну неоднорідність і територіальні обмеження. У висновках доведено, що поєднання багатоконтурної структури ґрунтових полів з інтелектуальними стратегіями керування, резервуванням критичних елементів та застосуванням низькотемпературних внутрішніх мереж формує передумови для забезпечення автономного, стабільного та енергоощадного теплопостачання кампусів у довгостроковому періоді. Перспективи подальших досліджень пов’язані з такими напрямами: розробленням точніших моделей термогідродинаміки ґрунтових масивів, удосконаленням методик визначення оптимальної щільності свердловин на обмежених територіях та інтеграцією геотермальних систем у мультиджерельні енергетичні комплекси нового покоління.