No abstract

В ходi дослiдження було визначено умови рацiонального використання переривчастого теплопостачання для будiвель громадського призначення рiзних типiв: адмiнiстративнi та навчальнi заклади та iншi будинки громадського призначення. Вiдомi результати теоретичних та експериментальних дослiджень не враховують динамiку остигання будiвлi та доцiльнiсть використання чергового режиму опалення. А це вкрай важливо для моделi управлiння системою теплопостачання. Проведено математичне моделювання змiни температури в примiщеннi для рiзних типiв будiвель при змiнних клiматичних параметрах, рiвня термомодернiзацiї та експлуатацiйних параметрiв будiвель, що визначає доцiльнiсть використання чергового режиму. Вiдмова вiд чергового режиму дозволяє досягти додаткового енергозберiгаючого ефекту. Показано вплив огороджувальних конструкцiй будiвель на динамiку нагрiву та остигання примiщень при змiнних клiматичних умовах для рiзних режимiв експлуатацiї. Запропоновано математичну модель основних режимiв роботи при використаннi переривчастого теплопостачання. Структура математичної моделi складається з двох iнерцiйних ланок: мало iнерцiйної та високоiнерцiйної. Перша ланка вiдображає процес нагрiву повiтря в примiщеннi. Друга ланка вiдображає процес нагрiву огороджувальних конструкцiй примiщення. Параметрами запропонованої моделi є коефiцiєнти передачi об'єкта по каналу «потужнiсть нагрiву-змiна температури повiтря», а також постiйнi часу для кожної iз ланок. Вхiдними змiнними для даної моделi є температура навколишнього середовища та режим експлуатацiї примiщень (час перемикання з режиму на режим). Вихiдною змiною є температура в примiщеннi вiдповiдно до дiючого режиму. Визначено крайовi умови застосування чергового режиму роботи системи переривчастого опалення для рiзних типiв будiвель при рiзних ступенях термомодернiзацiї. Результати дослiдження можуть бути використаннi при проектування нових будiвель громадського призначення та реконструкцiї систем теплопостачання iснуючих адмiнiстративних та навчальних закладiв. При цьому необхiдно враховувати ступiнь термомодернiзацiї будiвлi, тип систем опалення та режими експлуатацiї Ключовi слова: система переривчастого теплопостачання, форсування режиму, черговий режим, запас потужностi, акумулятор теплоти

A review of the current world state of application of various heat supply regimes for public buildings is conducted. The efficiency analysis of the use of various renewable energy sources in combined heat supply systems is analyzed. An integrated heat supply system with successive heating of the coolant from low-potential renewable sources of heat (solar system) to high-temperature traditional heat sources (gas and pellet boilers) is developed. A mathematical model of the integrated heat supply system using renewable sources of heat is proposed. This model can be used to simulate the processes of heating rooms in the intermittent heat supply mode. The dynamics of heating of premises with various heating devices: with natural convection (radiator) and forced convection (fan coils) is carried out. During the heating season (2016–2017), the operation modes of integrated systems of alternative intermittent heat supply (ISAIHS) are studied. These studies are extremely relevant for solving the issues of rational use of energy resources. The proposed solutions show that the most effective use of renewable sources of heat can be only in an integrated approach to solving this issue. Also it should be noted the interaction of ISAIHS components: the heat source – the heating system – the characteristics of the building – the operating modes of the premises. As a result of the research, the boundaries of the effective use of various heat generators in ISAHS are established. The influence of the type of heating devices and insulation of internal walls on the effectiveness of ISAIHS operation is revealed. The full-scale tests of a pilot installation of an integrated heat supply system are carried out. The obtained results will help to use heat sources more efficiently with a two-period operation regime for new houses. This can be used to improve the energy efficiency of existing buildings.

As a research result, characteristic indicators of the efficiency of using various heat sources in combined heat supply systems were determined. During the study, various schemes for integrating heat accumulators in heat supply systems were considered. Water was used as a battery, which also acts as a coolant. Mathematical modeling of processes in combined heat supply systems using intermittent heating is carried out. The characteristic operating modes of the elements of heat supply systems that take into account the operating modes of heat consumers are determined. Mathematical modeling was carried out using a software package that allows to obtain the distribution of heat power of the heat supply system by its main elements and its characteristic operation modes. According to the research results, a coefficient of thermal power reduction and a coefficient of efficiency of using the heat accumulator volume were proposed. These coefficients allow to evaluate the efficiency of heat sources and the efficiency of using the volume of the heat storage tank. Based on the obtained data, the task was set to optimize the daily load of the heat source, taking into account the installation of the storage tank. The research results can be used for the reconstruction of heat supply systems of buildings with a two-period operation mode (operation duty) using both traditional and renewable heat sources. This will significantly increase the efficiency of the use of elements of the heat supply system, even out the daily heat generation schedule and increase the service life of the main equipment

Рассмотрены вопросы комплексного подхода снижения энергопотребления в системах теплоснабжения зданий. Предложены режимы прерывистого отопления в общественных зданиях. Представлена схема комбинированного теплоснабжения с использованием теплового насоса и газового котла. Проведено моделирование режимов работы системы теплоснабжения здания с использованием тепловых насосов и прерывистого отопления. Предложены рекомендации по использованию традиционных и возобновляемых источников тепла в комбинированной системы теплоснабжения. Показана экономия от применения режима прерывистого отопления для общественных помещений. Ключевые слова: тепловые насосы, комбинированные системы теплоснабжения, прерывистое отопление.