The object of research, development or design (in Russian) : На данном завершающем этапе Проекта объектом исследования является солнечный грунтовый тепловой насос с вертикальным U-образным теплообменником.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жобаның осы соңғы кезеңінде зерттеу нысаны тік U-тәрізді жылу алмастырғышы бар күн жерасты жылу сорғысы болып табылады.

Aim of work (in Russian) : На данном завершающем этапе целью является изучение энергетической эффективности, тепловой продуктивности, экологического воздействия на окружающую среду, технико-экономических показателей солнечного грунтового теплового насоса и их отдельных компонентов на основе экспериментальных и численных расчетов.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл соңғы кезеңдегі мақсат - тәжірибелік және сандық есептеулер негізінде күн жерасты жылу сорғысының және олардың жеке құрамдас бөліктерінің энергия тиімділігін, жылу өнімділігін, қоршаған ортаға әсерін, техникалық-экономикалық көрсеткіштерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : На данном завершающем этапе работы применяются экспериментальные и численные методы расчета.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыстың осы соңғы кезеңінде тәжірибелік және сандық есептеу әдістері қолданылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Конечный результат за 2022 год: анализ численного моделирования грунтовых теплообменников с различной геометрией, эксперименты/моделирование/мониторинг энергетической эффективности грунтового теплообменника/грунтового теплового насоса, термодинамический анализ системы, рекомендации, анализ технико-экономики/рынка. Новизной исследования является созданный/верифицированный 3D численный инструмент анализа тепломассопереноса вокруг грунтового теплообменника.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2022 жылға арналған түпкілікті нәтиже: әртүрлі геометриялық жерасты жылу алмастырғыштарды сандық модельдеуді талдау, жерасты жылу алмастырғыштың/жерасты жылу сорғысының энергия тиімділігіне эксперименттер/пішіндеу/мониторинг, термодинамикалық жүйені талдау, ұсыныстар, техникалық-экономикалық/нарық талдауы. Зерттеудің жаңалығы жерасты жылу алмастырғыш айналасындағы жылу мен масса алмасуды талдау үшін жасалған/тексерілген 3D сандық құрал болып табылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Согласно проведенным технико-экономическим расчетам, были сделаны следующие выводы: - Для суровых климатических условий с длительным сезоном отопления (Астана), срок окупаемости солнечного грунтового теплового насоса меньше в сравнении с мягкими зимними климатическими условиями (Алматы). - При 50%-ном субсидировании начальных инвестиционных затрат, срок окупаемости технологии снизиться до 8 лет и начинает конкурировать с существующими на рынке системами отопления. - Влияние изменения тарифов на срок окупаемости не существенны по сравнению с другими экономическими метриками. При удорожании тарифов на 50% показатели срока окупаемости для Алматы и Астана составили более 9 лет. - Основную часть инвестиционных затрат занимает стоимость бурения скважин, при этом увеличивая срока окупаемости системы. Удешевление стоимости бурения сильно влияет на 4-ю группу типов грунтов нежели на 1-ю группу. Срок окупаемости уменьшается на 5,41 лет для 1-й группы грунтов при удешевлении бурения на 50%, при этом срок окупаемости 4-й группы уменьшается на 13,98 лет. - Влияние одновременно нескольких параметров на экономические KPI, таких как увеличении тарифов на 50%, субсидия 20%, удешевление стоимости бурения на 30% за 20 лет эксплуатации системы: для Алматы - окупаемость =7,91 лет, NPV = 8 749 570 тенге, BCR =2,53, IRR =11,31%; для Астаны - окупаемость =5,78 лет, NPV = 14 075 300 тенге, BCR =3,46 , IRR =17,02%.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Техникалық-экономикалық есептеулер бойынша келесі қорытындылар жасалды: - Жылыту маусымы ұзақ болатын суық климаттық аймақтар үшін (Астана) күн көзінен алынатын жылу сорғысының өтелу мерзімі қыстың жұмсақ климатымен (Алматы) салыстырғанда қысқа. – Бастапқы инвестициялық шығындарды 50 пайыздық субсидиялау арқылы технологияның өтелу мерзімі 8 жылға дейін қысқарып, нарықтағы қолданыстағы жылу жүйелерімен бәсекеге түсе бастайды. - Тарифтік өзгерістердің өтелу мерзіміне әсері басқа экономикалық көрсеткіштермен салыстырғанда айтарлықтай емес. Тарифтердің 50%-ға көтерілуімен Алматы мен Астананың өзін-өзі ақтау мерзімі 9 жылдан астам болды. - Инвестициялық шығындардың негізгі бөлігін жүйенің өтелу мерзімін арттыру кезінде ұңғымаларды бұрғылау құны құрайды. 1-топқа қарағанда 4-ші топтағы топырақ түрлеріне бұрғылау жұмыстарының арзан құны күшті әсер етеді. Бұрғылау 50%-ға арзан болса, 1-ші топтағы топырақтар бойынша өтелу мерзімі 5,41 жылға, ал 4-ші топтағы өтелу мерзімі 13,98 жылға қысқарады. - Тарифтердің 50%-ға өсуі, 20%-ға субсидиялау, жүйенің жұмыс істеген 20 жыл ішінде бұрғылау құнының 30%-ға төмендеуі сияқты бірнеше параметрлердің экономикалық KPI-ге бір мезгілде әсер етуі: Алматы қаласы бойынша - өтелу мерзімі = 7,91 жыл, NPV = 8 749 570 теңге, BCR=2,53, IRR=11,31%; Астана қаласы бойынша - өтелу мерзімі = 5,78 жыл, NPV = 14 075 300 теңге, БКР = 3,46, IRR = 17,02%.

Level of implementation (in Russian) : Создана экспериментальная установка солнечного грунтового теплового насоса для теплоснабжения. На основе установки проводятся экспериментальные исследования эффективности солнечной водонагревательной части, грунтового теплообменника, парокомпрессионного теплового насоса.

Level of implementation (in Kazakh) : Жылумен қамтамасыз ету үшін күн жерасты жылу сорғысының тәжірибелік қондырғысы құрылды. Орнату негізінде суды күнмен жылыту бөлігінің, жердегі жылу алмастырғыштың және бумен сығымдалатын жылу сорғысының тиімділігіне тәжірибелік зерттеулер жүргізіледі.

Efficiency (in Russian) : Экспериментальные значения коэффициента производительности парокомпрессионного цикла варьируются в диапазоне 2,24–2,97, в то время как значения коэффициента производительности грунтового теплового насоса варьируются в диапазоне 2,11–2,76. Хладагент R152a является хорошей альтернативой для замены R134a, однако является воспламеняющимся хладагентом. Хладагенты R450A и R513A негорючие, их ПГП на 60% ниже, но и термодинамическая эффективность на 3% ниже, чем у R134a.

Efficiency (in Kazakh) : Бу сығымдау циклінің тиімділік коэффициентінің тәжірибелік мәндері 2,24–2,97 диапазонында өзгереді, ал жерасты жылу сорғысының тиімділік коэффициентінің мәндері 2,11–2,76 аралығында өзгереді. R152a R134a орнына жақсы балама, бірақ тұтанғыш салқындатқыш сұйық болып табылады. R450A және R513A салқындатқыш сұйықтары жанбайтын, олардың ЖЖӘ 60% төмен, бірақ олардың термодинамикалық тиімділігі R134a қарағанда 3% төмен.

Field of application (in Russian) : Солнечный грунтовый тепловой насос может быть применен для теплоснабжения жилых и коммерческих зданий любых масштабов.

Field of application (in Kazakh) : Күн жерасты жылу сорғысы барлық масштабтағы тұрғын және коммерциялық ғимараттарды жылумен қамтамасыз ету үшін қолданыла алады.