Дослідження ефективності роботи теплових насосів для енергопостачання багатоквартирних будівель з урахуванням водорозбору

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorШовкалюк, Марина Михайлівна
dc.contributor.authorКононенко, Ігор Володимирович
dc.date.accessioned2024-05-15T07:58:19Z
dc.date.available2024-05-15T07:58:19Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractАктуальність теми дослідження Актуальність використання відновлюваних джерел енергії, зокрема енергії, отриманої від зовнішнього середовища за допомогою теплових насосів для енергозабезпечення будівель, обумовлена: - Зростанням витрат на централізоване енергозабезпечення; - Удосконаленням технологій і зниженням вартості впровадження подібних технічних рішень; - Активним розвитком даного напряму в Європейському Союзі і зміною законодавчої бази в Україні для стимулювання більш широкого впровадження ТН; - Необхідністю надійного забезпечення теплоносієм на потреби гарячого водопостачання протягом року, що призведе до зменшення застосування електробойлерів в багатоквартирних будівлях. Важливим напрямом досліджень є розвиток методів і засобів для оцінювання техніко-економічних показників проектів комбінованого енергозабезпечення з урахуванням різних впливових факторів, а також визначення необхідної потужності теплового насосу і об’єму теплоакумулюючого баку для досягнення оптимального строку окупності. Мета магістерської дисертації: розвиток методів і засобів для оцінювання техніко-економічних показників проєктів впровадження теплових насосів для енергозабезпечення багатоквартирних будівель. Об’єкт дослідження: процеси енергоспоживання та техніко-економічні показники комбінованого енергозабезпечення багатоквартирних будівель із застосуванням теплових насосів. Предметом дослідження є: методи та засоби для оцінювання ефективності застосування теплових насосів на потреби гарячого водопостачання та опалення багатоквартирної будівлі з використанням теплового насосу та централізованого теплопостачання. Завдання дослідження: - Аналіз розвитку ринку теплових насосів в Україні і світі із оглядом законодавчої бази та стимулюючих програм підтримки для житлового сектору; - Розробка моделі для можливості оцінювання технічних та економічних показників проєктів із застосуванням різних типів теплових насосів залежно від ступеня забезпечення потреб споживачів у тепловій енергії та гарячій воді та інших впливових факторів; - Провести розрахунки за розробленою моделлю на прикладі декількох багатоквартирних будівель в різних містах України та оцінити як змінюються техніко-економічні показники за різних сценаріїв; - Розробити стартап-проєкт. Методи дослідження: аналітичні методи, системний аналіз, математичне моделювання, метод порівняльного і структурного аналізу. Наукова новизна полягає в вдосконаленні процедур оцінювання техніко-економічних показників проектів комбінованого енергозабезпечення багатоквартирних будівель з розробкою моделі, що дозволяє враховувати залежність COP роботи теплового насосу від температур зовнішнього середовища, водорозбір і температурний графік теплоносія. Практичне значення результатів полягає в застосуванні розробленої математичної моделі для моделювання роботи теплового насосу з урахуванням динамічної зміни COP і водорозбору на прикладі багатоквартирних будівель в місті Києві, Костополі та Луцьку. Модель дозволяє ефективно визначити оптимальну потужність теплового насосу для об’єкту з розрахунку на оптимальну окупність, вибрати об’єм теплоакумулюючого баку для ГВП, оцінити доцільність модернізації системи опалення. Розроблено стартап-проект, реалізація якого дозволить під час виконання технічко-економічних обґрунтувань швидко оцінювати технічні і економічні параметри для проектів з використанням теплових насосів в багатоквартирних будівлях.
dc.description.abstractotherRelevance of the research topic. The relevance of using renewable energy sources, in particular energy obtained from the external environment with the help of heat pumps (HP) for energy supply of buildings, is due to - Rising costs of centralised energy supply; - Improvement of technologies and reduction of the cost of implementation of such technical solutions; - Active development of this area in the European Union and changes in the legislative framework in Ukraine to stimulate wider adoption of DH; - The need for a reliable supply of heat carrier for the needs of hot water supply (DHW) throughout the year, which will lead to a reduction in the use of electric boilers in apartment buildings. An important area of research is the development of methods and tools for assessing the technical and economic performance of combined heat and power projects, taking into account various influencing factors, as well as determining the required heat pump capacity and heat storage tank volume to achieve the optimal payback period. The purpose of the master's thesis: development of methods and tools for assessing the technical and economic performance of heat pump projects for energy supply of multi-apartment buildings. The object of research: energy consumption processes and technical and economic indicators of combined energy supply of apartment buildings with the use of heat pumps. The subject of the research is methods and tools for assessing the efficiency of heat pumps for the needs of hot water supply and heating of an apartment building using a heat pump and district heating. Objectives of the Research: - To analyse the development of the heat pump market in Ukraine and globally, with an overview of the legislative framework and incentive support programmes for the residential sector; - To develop a model for assessing the technical and economic performance of projects using different types of heat pumps, depending on the degree of satisfaction of consumers' needs for heat energy and hot water and other influencing factors; - To carry out calculations based on the developed model on the example of several multi-apartment buildings in different cities of Ukraine and assess how technical and economic indicators change under different scenarios; - Develop a start-up project. Research methods: analytical methods, system analysis, mathematical modelling, comparative and structural analysis. The scientific novelty is to improve the procedures for assessing the technical and economic performance of combined heat and power projects for multi-apartment buildings with the development of a model that allows taking into account the dependence of the heat pump's COP on ambient temperatures, water consumption and the temperature schedule of the heat carrier. Practical purpose of the work is to apply the developed mathematical model to simulate the operation of a heat pump, taking into account the dynamic change in COP and water consumption, on the example of apartment buildings in Kyiv, Kostopil and Lutsk. The model allows us to effectively determine the optimal heat pump capacity for the facility, the ambivalence point for optimal payback, select the volume of the heat storage tank for domestic hot water, and assess the feasibility of modernising the heating system. A start-up project has been developed, the implementation of which will allow for a quick assessment of technical and economic parameters for projects using heat pumps in multi-apartment buildings during feasibility studies, which is important for decision-making.
dc.format.extent137 с.
dc.identifier.citationКононенко, І. В. Дослідження ефективності роботи теплових насосів для енергопостачання багатоквартирних будівель з урахуванням водорозбору : магістерська дис. : 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / Кононенко Ігор Володимирович. – Київ, 2024. – 137 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/66785
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectбудівля
dc.subjectтепловий насос
dc.subjectенергоспоживання
dc.subjectенергоефективність
dc.subjectмоделювання
dc.subjectтехніко-економічні показники
dc.subjectbuilding
dc.subjectheat pump
dc.subjectenergy consumption
dc.subjectenergy efficiency
dc.subjectmodelling
dc.subjecttechnical and economic indicators
dc.subject.udcУДК 621.31
dc.titleДослідження ефективності роботи теплових насосів для енергопостачання багатоквартирних будівель з урахуванням водорозбору
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kononenko_magistr.pdf
Розмір:
3.72 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕП)
Магістерські роботи