Спосіб вилучення теплоти води з водозабірної свердловини

1. Спосіб вилучення теплоти води з водозабірної свердловини, що одночасно з видобуванням води для потреб водопостачання також передбачає вилучення закумульованої теплоти води, що знаходиться у водозабірній свердловині, для теп 3 42349 параметрам. Ґрунт повинен мати достатню водопроникність для поповнення запасів води у водозабірній свердловині. Хімічний склад ґрунтової води повинен бути таким, щоб не виникало проблем, пов'язаних з утворенням відкладень на стінках труб та у випарнику теплового насоса. Крім того, необхідно забезпечити очистку ґрунтової води від піску і бруду перед надходженням її до випарника теплового насоса. Запропонований нами спосіб усуває вищезазначені недоліки. В основу корисної моделі поставлена задача раціонального використання водозабірної свердловини, яка полягає в поєднанні видобування води для водопостачання та вилучення теплоти води для теплового насоса з однієї водозабірної свердловини без додаткових витрат на буріння другої свердловини та використання додаткової площі на розташування теплообмінника. Поставлена задача вирішується тим, що у способі вилучення теплоти води з водозабірної свердловини одночасно з видобуванням води для потреб водопостачання також передбачається вилучення закумульованної теплоти води, що знаходиться у водозабірній свердловині, для теплового насоса в системі теплопостачання та кондиціювання приміщень. Згідно корисної моделі, в об'єм води обсадної труби водозабірної свердловини окрім заглибної помпи з водонапірним трубопроводом встановлюється теплообмінник, по якому прокачується проміжний теплоносій, що відбирає теплоту води та надходить до випарника теплового насоса, охолоджується, віддаючи теплоту холодоагенту, і знову повертається до теплообмінника свердловини. Крім того, додатково вилучається дисипаційна теплота нагрівання заглибної помпи, яка періодично викачує воду для потреб водопостачання, при її роботі від зовнішнього джерела енергії. Крім того, теплоносій циркулює в замкненому контурі. Запропонований нами спосіб дозволяє використовувати воду з водозабірної свердловини не тільки для водопостачання, а також використовувати закумульовану теплоту цієї води як джерело теплоти для теплового насоса системи теплопостачання та кондиціювання приміщень. Такий підхід не потребує додаткових витрат на бурові роботи та додаткових площ для розміщення теплообмінника. Викачування для потреб водопостачання води, яка частково охолоджена теплообмінником, одночасно сприяє надходженню всередину обсадної труби нових об'ємів більш теплої ґрунтової води внаслідок прискореної фільтрації в водоносному пласті. Використання циклу, при якому теплоносій ци Комп’ютерна верстка А. Крулевський 4 ркулює в замкненому контурі, дозволяє раціонально використовувати теплоносій, якість якого не виявляє шкідливого впливу на поверхню випарника. Для реалізації такого способу не потрібно додаткового водоймища для зливання охолодженої води та очисних пристроїв, які б фільтрували воду, що подається до випарника теплового насоса, так як це передбачено у відомому способі, взятому нами за прототип. Представлений спосіб є екологічно безпечним тому, що не викликає забруднень навколишнього середовища. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. В середині обсадної труби водозабірної свердловини розміщується водонапірний трубопровід з заглибною помпою для видобування води для водопостачання, в об'єм води занурюється теплообмінник, по якому прокачується теплоносій. За рахунок теплообміну між водою, що знаходиться у свердловині, та теплоносієм, останній відбирає закумульовану теплоту води та надходить до випарника теплового насоса системи теплопостачання приміщень. Охолоджений у випарнику теплоносій знову повертається до теплообмінника у свердловині. При роботі заглибної помпи від зовнішнього джерела енергії до теплоти води додається дисипаційна теплота нагрівання, яка складає приблизно 10% від загальної теплоти, що вилучається. Приклад В обсадну трубу водозабірної свердловини діаметром 150мм та глибиною 48м встановлено водонапірний трубопровід з заглибним насосом та в об'єм води занурено подвійний U-подібний теплообмінник, по якому циркулює проміжний теплоносій (технічна вода). Рівень ґрунтової води у свердловині становить 30м, температура ґрунтової води +10°С. Теплообмінник виготовлено з поліетиленових труб зовнішнім діаметром 20·10-3м, товщиною 2·10-3м. При розрахунках було прийнято різницю температури увипарнику 3°С. Розрахунковий коефіцієнт теплопередачі від води в свердловині до теплоносія в трубі складає приблизно 70Вт/м2К. Кількість вилученої теплоти - 1260Вт. З урахуванням дисипаційної теплоти нагрівання заглибної помпи - 1400Вт. Якщо у водозабірній свердловині встановити теплообмінник з більшою теплообмінною площею, то кількість вилученої теплоти підвищиться. Для даної свердловини можливо встановлення 4-х Uподібного теплообмінника, що збільшує площу теплообміну у 2 рази. При тих же самих параметрах кількість вилученої теплоти складає - 2520Вт, а з урахуванням дисипаційної теплоти нагрівання заглибної помпи - 2770Вт. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601