Підвищення ефективності роботи системи теплопостачання інфраструктури громадських будівель на прикладі ДНУЗТ
Loading...
Date
2016
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. У дослідженні необхідно проаналізувати можливість і умови підвищення ефективності роботи систем теплопостачання та вентиляції громадських будівель на сучасному етапі розвитку країни й характерних кліматичних особливостей України. Головною метою роботи є розробка конкретних заходів для громадських будівель, які призведуть до значного скорочення витрат енергетичних ресурсів на опалення та систему
кондиціювання повітря. В якості приклада беруться аналогічні системи компактного містечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ), який опалюється за допомогою власної автономної котельні, що споживає природний газ. Методика. На основі
аналізу статистичних витрат теплової енергії за останні 5 років визначаються види та розраховуються величини теплових втрат для конкретних умов використання. Ці втрати порівнюються з аналогічними у світовій практиці, й на основі порівняння та аналізу діючої системи пропонуються шляхи зниження величини теплових втрат за рахунок застосування різних технічних та організаційних методів. В роботі пропонується також
залучення для цієї мети вторинних та альтернативних джерел енергії. В якості вторинних енергоресурсів розглядаються теплота, яка виділяється людиною, та теплота, яка виходить із повітрям, що вилучається при вентиляції будівель. А в якості поновлювальних джерел – сонячна та геотермальна енергії. Для підвищення температурного потенціалу теплоносіїв пропонується застосовувати теплові насоси. Результати. При максимально можливому використанні всіх запропонованих заходів і впровадженні раціональних схемних та технічних рішень, які пропонуються для систем тепло- та гарячого водопостачання, витрати енергії на тепло- та гаряче водопостачання можуть бути знижені на 30–35 %. Наукова новизна. Вперше запропоновано використовувати нові комплексні підходи для підтримки необхідного теплового балансу в зимовий період.
Авторами також запропоновані нові схемні рішення для системи теплопостачання та вентиляції (як в зимовий, так і в літній періоди), що базуються на використанні теплового насосу та вторинних енергоресурсів. Практична значимість. Введення запропонованих схемних рішень і підходів до забезпечення теплом та повітрям можуть бути реалізовані при відносно невеликих капіталовкладеннях та не вимагають істотного
переобладнання вже встановлених систем.
EN: Purpose. The paper analyses the possibility and terms of increasing the efficiency of heating and ventilation systems of public buildings at the present stage of development and the specific climatic conditions of Ukraine. The main purpose is to develop specific measures for public buildings, which will lead to a significant reduction in energy costs for heating and air conditioning system. The example is similar system of DNURT compact campus, which is heated with its own autonomous boiler that uses natural gas. Methodology. The statistical heat loss analysis for the last 5 years allows defining the types and calculating the heat loss values for specific conditions. These losses are compared with those in the world practice and based on the comparison and analysis of the current system there are offered the ways to reduce the heat loss values through the use of various technical and organizational methods. The paper also proposes involvement for this purpose of secondary and alternative energy sources. The secondary energy resources include the heat that is emitted by people and that coming out with the air during ventilation of buildings. The renewable sources include solar and geothermal energy. To enhance the heat transfer medium temperature capacity it is proposed to use the heat pumps. Findings. The maximum possible use of the proposed measures and implementation of rational schematic and engineering solutions for heat and hot water supply systems cam reduce the energy loss for heating and hot water by 30-35%. Originality. The paper for the first time proposed the use of new integrated approaches to maintain the desired heat balance in the winter period, as well as the new schematic solutions for heating and ventilation systems, both in winter and in summer, based on the use of heat pumps and secondary energy resources. Practical value. The introduction of the proposed schematic solutions and approaches demand relatively small capital investments and do not require significant reconstruction of already installed systems.
RU: Цель. В исследовании необходимо проанализировать возможность и условия повышения эффективности работы систем теплоснабжения и вентиляции общественных зданий на современном этапе развития страны и характерных климатических особенностей Украины. Главной целью работы является разработка конкретных мероприятий для общественных зданий, которые приведут к значительному сокращению затрат энергетических ресурсов на отопление и систему кондиционирования воздуха. В качестве примера берутся аналогичные системы компактного городка Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна (ДНУЖТ), который отапливается с помощью собственной автономной котельной, потребляющей природный газ. Методика. На основе анализа статистических расходов тепловой энергии за последние 5 лет определяются виды и рассчитываются величины тепловых потерь для конкретных условий использования. Эти потери сравниваются с аналогичными в мировой практике, и на основе сравнения и анализа действующей системы предлагаются пути снижения величины тепловых потерь за счет применения различных технических и организационных методов. В работе предлагается также привлечение для этой цели вторичных и альтернативных источников энергии. В качестве вторичных энергоресурсов рассматриваются теплота, выделяемая человеком, и теплота, которая выходит с воздухом, изымается при вентиляции зданий. А в качестве возобновляемых источников – солнечная и геотермальная энергии. Для повышения температурного потенциала теплоносителей предлагается применять тепловые насосы. Результаты. При максимально возможном использовании всех предложенных мероприятий и внедрении рациональных схемных и технических решений, которые предлагаются для систем тепло- и горячего водоснабжения, затраты энергии на тепло и горячее водоснабжение могут быть снижены на 30–35 %. Научная новизна. Впервые предложено использовать новые комплексные подходы для поддержания необходимого теплового баланса в зимний период. Авторами также предложены новые схемные решения для системы теплоснабжения и вентиляции (как в зимний, так и в летний периоды), основанные на использовании теплового насоса и вторичных энергоресурсов. Практическая значимость. Введение предложенных схемных решений и подходов к обеспечению теплом и воздухом могут быть реализованы при относительно небольших капиталовложениях и не требуют существенного переоборудования уже установленных систем.
EN: Purpose. The paper analyses the possibility and terms of increasing the efficiency of heating and ventilation systems of public buildings at the present stage of development and the specific climatic conditions of Ukraine. The main purpose is to develop specific measures for public buildings, which will lead to a significant reduction in energy costs for heating and air conditioning system. The example is similar system of DNURT compact campus, which is heated with its own autonomous boiler that uses natural gas. Methodology. The statistical heat loss analysis for the last 5 years allows defining the types and calculating the heat loss values for specific conditions. These losses are compared with those in the world practice and based on the comparison and analysis of the current system there are offered the ways to reduce the heat loss values through the use of various technical and organizational methods. The paper also proposes involvement for this purpose of secondary and alternative energy sources. The secondary energy resources include the heat that is emitted by people and that coming out with the air during ventilation of buildings. The renewable sources include solar and geothermal energy. To enhance the heat transfer medium temperature capacity it is proposed to use the heat pumps. Findings. The maximum possible use of the proposed measures and implementation of rational schematic and engineering solutions for heat and hot water supply systems cam reduce the energy loss for heating and hot water by 30-35%. Originality. The paper for the first time proposed the use of new integrated approaches to maintain the desired heat balance in the winter period, as well as the new schematic solutions for heating and ventilation systems, both in winter and in summer, based on the use of heat pumps and secondary energy resources. Practical value. The introduction of the proposed schematic solutions and approaches demand relatively small capital investments and do not require significant reconstruction of already installed systems.
RU: Цель. В исследовании необходимо проанализировать возможность и условия повышения эффективности работы систем теплоснабжения и вентиляции общественных зданий на современном этапе развития страны и характерных климатических особенностей Украины. Главной целью работы является разработка конкретных мероприятий для общественных зданий, которые приведут к значительному сокращению затрат энергетических ресурсов на отопление и систему кондиционирования воздуха. В качестве примера берутся аналогичные системы компактного городка Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна (ДНУЖТ), который отапливается с помощью собственной автономной котельной, потребляющей природный газ. Методика. На основе анализа статистических расходов тепловой энергии за последние 5 лет определяются виды и рассчитываются величины тепловых потерь для конкретных условий использования. Эти потери сравниваются с аналогичными в мировой практике, и на основе сравнения и анализа действующей системы предлагаются пути снижения величины тепловых потерь за счет применения различных технических и организационных методов. В работе предлагается также привлечение для этой цели вторичных и альтернативных источников энергии. В качестве вторичных энергоресурсов рассматриваются теплота, выделяемая человеком, и теплота, которая выходит с воздухом, изымается при вентиляции зданий. А в качестве возобновляемых источников – солнечная и геотермальная энергии. Для повышения температурного потенциала теплоносителей предлагается применять тепловые насосы. Результаты. При максимально возможном использовании всех предложенных мероприятий и внедрении рациональных схемных и технических решений, которые предлагаются для систем тепло- и горячего водоснабжения, затраты энергии на тепло и горячее водоснабжение могут быть снижены на 30–35 %. Научная новизна. Впервые предложено использовать новые комплексные подходы для поддержания необходимого теплового баланса в зимний период. Авторами также предложены новые схемные решения для системы теплоснабжения и вентиляции (как в зимний, так и в летний периоды), основанные на использовании теплового насоса и вторичных энергоресурсов. Практическая значимость. Введение предложенных схемных решений и подходов к обеспечению теплом и воздухом могут быть реализованы при относительно небольших капиталовложениях и не требуют существенного переоборудования уже установленных систем.
Description
О. Пшінько: ORCID 0000-0002-1598-2970, В. Кузнецов: ORCID 0000-0003-4165-1056, Д. Яценко: ORCID 0000-0002-4886-3134, В. Габрінець: ORCID 0000-0002-6115-7162
Keywords
система тепло- та гарячого водопостачання, теплові втрати, тепловий режим, регулювання теплового режиму, теплообмінник, вентиляція, альтернативні джерела енергії, вторинні енергоресурси, тепловий насос, heat and hot water supply system, heat loss, thermal conditions, thermal control, heat exchanger, ventilation, alternative energy sources, secondary energy resources, heat pump, система тепло- и горячего водоснабжения, тепловые потери, тепловой режим, регулирование теплового режима, теплообменник, вентиляция, альтернативные источники энергии, вторичные энергоресурсы, тепловой насос, КУПББМ, КЕПЗ, КПБД, КТ
Citation
Пшінько О. М., Кузнецов В. Г., Яценко Д. К., Габрінець В. О. Підвищення ефективності роботи системи теплопостачання інфраструктури громадських будівель на прикладі ДНУЗТ. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 3 (63). С. 97–107. URL: http://stp.diit.edu.ua/article/view/74728/72598.