Розробка рішень для підвищення енергоефективності адміністративної будівлі у м. Київ
Вантажиться...
Дата
2026
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація являє собою авторський рукопис і складається зі вступу, 6 розділів, висновку, списку використаних джерел, додатків та креслень. Пояснювальна записка виконана в обсязі 165 сторінок включно з додатками, містить 61 рисунок, 61 таблицю, 10 плакатів графічного матеріалу та 14 слайдів презентації. Об’єктом дослідження є адміністративна будівля КП «Київський метрополітен» та режими роботи вентиляційної шахти метрополітену поруч з будівлею. Мета дослідження – визначення енергоспоживання та підвищення енергоефективності будівлі за рахунок впровадження теплонасосних установок на заміну електрокотлам для опалення, підігріву вентиляційного повітря та ГВП. Акцент зроблено на можливості використання вентиляційного повітря з вентшахти метрополітену в якості низькопотенційного джерела теплової енергії для теплового насоса з можливістю підключення до наявної системи водяного контуру високотемпературної системи опалення та ГВП, а також визначення параметрів для досягнення економічної доцільності роботи системи теплонасосного опалення при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для м. Києва. В розділі 1 охарактеризовується об’єкт дослідження, проводиться огляд типів вентиляційних установок вентшахт метрополітену, параметрів роботи вентиляторів, дослідження температурних параметрів. Наведено вихідні дані по конструктиву світлопрозорого та несвітлопрозорого огородження будівлі. В розділі 2 проведено розрахунки максимального теплового споживання за рахунок трансмісії (теплопровідності), підігріву вентиляційного повітря та на потреби ГВП. Проведено дослідження впливу на тепловтрати типових лінійних вузлів примикань внутрішніх конструкцій до зовнішнього огородження. Виведено систему рівнянь, яка дозволяє виконувати 2D-моделювання температурних полів та визначення тепловтрат за допомогою будь-якого програмованого середовища обробки чисельних методів. Для моделювання за допомогою системи рівнянь використано середовище MS Excel та проведено порівняння результатів з моделюванням в середовищі SolidWorks Simulation. Розділ 3 присвячений визначенню теплонадходжень від внутрішніх джерел тепловиділення та за рахунок сонячної радіації через світлопрозоре та несвітлопрозоре огородження. В розділі 4 зведено дані стосовно тепловтрат та теплонадходжень, зроблено перерахунок теплоспоживання протягом місяців опалювального сезону. Найбільш об’ємний розділ 5 містить інформацію щодо розрахунку параметрів теплообміну на стороні вентиляційної шахти. Обравши схему роботи випарника теплового насоса з контуром проміжного теплоносія, зроблено розрахунок теплообмінника повітря-рідина для роботи на стороні вентшахти. Теплообмінник розраховано на базі оребреного коридорного пучка плоскоовальних труб. Для запобігання корозії через інтенсивність конденсації вологи з повітря та використання в контурі рідинного теплоносія помірно агресивних розчинів солей, матеріалом для виготовлення теплообмінних поверхонь обрано нержавіючу сталь 316L. Для можливості роботи системи з економічно доцільними характеристиками проведено детальне CFDмоделювання в середовищі Solid Flow Simulation гідравлічних втрат у вузлах контуру рідинного теплоносія та підібрано теплоносій – 30% розчин калію форміату (KFO), який забезпечить необхідні параметри теплообміну при мінімальних значеннях температурного напору з достатніми для економічної доцільності гідравлічними втратами. Підібрано циркуляційні насоси для рідинного теплоносія та вентилятори повітря. Пораховано можливі об’єми утворюваного конденсату та додатковий тепловий потік, який можна отримувати за рахунок прихованої теплоти фазового переходу – condensation (конденсації) водяної пари з повітря. Розділ 6 складається з послідовних підрозділів розрахунку та підбору теплового насоса та основного обладнання теплонасосної установки. В якості холодоагенту обрано фреон R32, проведено попередні теоретичні розрахунки термодинамічного циклу ТН з відображенням на ph-діаграмі. Тепловий насос на базі спірального компресора та конденсатор обрано компанії BITZER, в якості випарника для теплообміну рідина – фреон розраховано та обрано пластинчастий теплообмінник THERMAKS РТА (GС)-60. У висновку проведено огляд результатів роботи та дано заключення щодо підвищення енергоефективності об’єктів теплоспоживання за рахунок впровадження теплонасосних установок великої потужності у поєднанні з вентиляційними викидами промислових об’єктів.
Опис
Ключові слова
тепловтрати, теплоспоживання, інсоляція, тепловий насос, вентиляція метрополітену, утилізація теплоти, проміжний теплоносій, пластинчастий теплообмінник, моделювання Flow Simulation, heat loss, energy consumption, insolation, heat pump, metro ventilation, heat recovery, intermediate secondary refrigerant, plate heat exchanger, Flow Simulation modeling
Бібліографічний опис
Тихонюк, С. Л. Розробка рішень для підвищення енергоефективності адміністративної будівлі у м. Київ : магістерська дис. : 144 Теплоенергетика / Тихонюк Сергій Леонідович. – Київ, 2026. – 172 с.