АР08857319 — Жылу сорғыларының жоғар ыөнімділігін қамтамасыз ету үшін тік ұңғымалы топырақтағы жылу алмастырғыштың жылу алмасу қасиеттерін жақсарту жолдарын зерттеу

Жоба мақсаты: Жобаның мақсаты континенттік климаттық жағдайларда жылу сорғыларының өнімділік коэффициентін (COP) арттыру үшін ұңғымадағы топырақтың жылу алмастырғыштарының жылу беру сипаттамаларын жақсарту механизмдерін зерттеу және тиісті ұсыныстарды әзірлеу болып табылады. Ұсынымдар құрылып жатқан жерасты жылу сорғысының тәжірибелі күлгісін тәжірибелік зерттеулерге, сондай-ақ жоба авторлары жасаған гидродинамикалық және жылу алмасу процестеріне септеуге арналған лицензиялық бағдарламалық қамтамасыз ету мен компьютерлік алгоритмдерге негізделеді.

Жобаның өзектілігі: Құрылыс секторы энергияны ең көп тұтынатын және парниктік газдардың негізгі көздерінің бірі болып табылады, бұл әсіресе Қазақстанның ірі қалаларындағы экологиялық жағдайға тікелей әсер етеді. Дәстүрлі энергия көздерін жылыту және ыстық сумен жабдықтауда пайдалану қоршаған орта мен халық денсаулығына кері әсерін тигізуде. Осыған байланысты жер асты жылу сорғылары сияқты энергия тиімді және экологиялық таза технологияларды дамыту мен енгізу өзекті мәселе болып табылады.

Ғылыми жетекшісі:PhD докторы, Беляев Ержан Келесович

Алынған нәтижелер: ҒЗЖ нәтижесінде тік ұңғымалы жылуалмастырғышы бар күн-грунттық жылу сорғысы әзірленіп, Алматы және Астана климаттық жағдайларында оның жұмыс қабілеттілігі тәжірибелік түрде дәлелденді. Жылуалмасу мен гидродинамикалық процестерді зерттеуге арналған 3D математикалық модельдер әзірленіп, тәжірибелік деректермен верификацияланды. Эксперимент нәтижелері жүйенің энергия тиімділігін көрсетіп, COP мәні 2,11–2,76 аралығында екенін дәлелдеді. Жүйені жобалау, орнату және пайдалану бойынша, соның ішінде грунтта маусымдық жылу жинақтау әдістерін ескере отырып, ұсыныстар әзірленді. Технико-экономикалық талдау технологияның тиімділігін және белгілі бір жағдайларда бәсекеге қабілеттілігін көрсетті. Алынған нәтижелер ғылыми жаңалығы жоғары және жылумен қамтамасыз ету жүйелерінде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.

Жарияланымдар тізімі

1. Toleukhanov A., Belyayev Ye., Amanzholov T., Seitov A., Aliuly A., Yerdesh Ye., Mohanraj M., Singh R.M. Thermal performance calculation of solar assisted ground source heat pump // Proceedings of the Fourth International Scientific Conference Alternative Energy Sources, Materials & Technologies (AESMT’21). – Ruse, Bulgaria, 2021. – Vol. 3. – P. 9–10. – URL: https://www.aesmt.lima-city.de/Home_AESMT_21.html
2. Әлиұлы А., Толеуханов А.Е., Беляев Е.К., Калтаев А. Моделирование тепловых процессов солнечного водонагревателя // Сатпаевские чтения. – 2021. – Т. 2. – С. 120–123. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy
3. Беляев Е.К., Толеуханов А.Е., Аманжолов Т.Е., Калтаев А. Солнечный грунтовой тепловой насос для теплоснабжения в континентальных климатических условиях // Сатпаевские чтения. – 2021. – Т. 2. – С. 124–127. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy
4. Ердеш Е.Б., Беляев Е.К., Толеуханов А.Е., Калтаев А. Оценка производительности теплового насоса «Вода–Вода» // Сатпаевские чтения. – 2021. – Т. 2. – С. 127–131. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy
5. Сейтов А., Беляев Е.К., Толеуханов А.Е., Тунгатарова М.С. Численный анализ теплопередачи в системе хранения скрытой теплоты с уплотненным слоем // Сатпаевские чтения. – 2021. – Т. 2. – С. 131–135. – URL: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy
6. Yang L.W., Xu R.J., Xua N., Xia Y., Zhou W.B., Yang T., Belyayev Ye., Wang H.S. Review of the advances in solar-assisted air source heat pumps for the domestic sector // Energy Conversion and Management. – 2021. – No. 247. – P. 114710. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114710
7. Amanzholov T., Seitov A., Aliuly A., Yerdesh Ye., Mohanraj M., Botella O., Feidt M., Wang H.S., Belyayev Ye., Toleukhanov A. Thermal response measurement and performance evaluation of borehole heat exchangers in Kazakhstan // Energies. – 2022.
8. Yerdesh Ye., Amanzholov T., Aliuly A., Seitov A., Toleukhanov A., Mohanraj M., Botella O., Feidt M., Wang H.S., Tsoy A., Belyayev Ye. Experimental and theoretical investigations of ground source heat pump system: a case study in Kazakhstan // Energies. – 2022.
9. Беляев Е.К., Толеуханов А.Е., Ердеш Е.Б., Аманжолов Т.Е., Алиулы А., Сейтов А. Солнечный грунтовой тепловой насос с возможностью восстановления теплофизических свойств грунта // Заявка на патент на изобретение РК. – № 2022/0680.1 от 28.10.2022.
10. Yerdesh Ye., Toleukhanov A., Mohanraj M., Wang H.S., Botella O., Feidt M., Belyayev Ye. Air-to-Water Cascade Heat Pump Thermal Performance Modelling for Continental Climate Regions // Entropie thermodynamique – énergie – environnement – économie. – 2022. – Vol. 3. – P. 1–16. – DOI: https://doi.org/10.21494/ISTE.OP.2022.0836
11. Amanzholov T., Belyayev Ye., Mohanraj M., Toleukhanov A. Study of borehole heat exchanger heat transfer enhancement parameters // Journal of Mathematics, Mechanics, and Computer Science. – 2022. – Vol. 115, No. 3. – P. 65–77. – DOI: https://doi.org/10.26577/JMMCS.2022.v115.i3.07