Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

Еволюція теплових пунктів: від парових систем до теплових просьюмерів

2025-06-24T07:52:01+00:00

Теплові пункти є ключовою ланкою систем централізованого теплопостачання (ЦТ), що забезпечує ефективний розподіл теплової енергії між джерелом і споживачем. У статті розглянуто етапи еволюції теплових пунктів — від ранніх парових систем до сучасних індивідуальних теплових пунктів (ІТП) з розширеними функціями керування. Особливу увагу приділено новітньому поколінню — двонаправленим ІТП (2Н-ІТП), які поєднують традиційні компоненти з можливістю залучення локальних джерел теплоти, зокрема теплових насосів, сонячних колекторів та технологічної відпрацьованої теплоти. Такі системи дозволяють не лише споживати теплоту з мережі, але й повертати надлишкову енергію до системи ЦТ за наявності відповідної інфраструктури. 2Н-ІТП сприяють формуванню теплових просьюмерів — активних споживачів і виробників теплоти, що відкриває нові можливості для балансування навантажень, зменшення викидів та інтеграції відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Впровадження таких рішень відповідає цілям оновленої Директиви ЄС з енергоефективності (EU/2023/1791), зокрема щодо розвитку сталого та гнучкого теплопостачання. Стаття узагальнює сучасні підходи до технічної реалізації 2Н-ІТП та їх роль у трансформації систем теплопостачання в умовах децентралізації та декарбонізації.

Систематизація повітро- та газоочисних пристроїв з рідинним середовищем для Уловлювання пилу та абсорбції шкідливих забруднень

2025-06-24T08:14:22+00:00

У статті розглянуто класифікацію повітро- та газоочисних апаратів, що використовують воду або водні розчини для вловлювання пилу та абсорбції шкідливих газоподібних домішок. Запропоновано систематизацію мокрих газоочисних пристроїв за принципом дії, механізмами захоплення домішок і структурою рідкої фази, що бере участь у процесі очищення. Виділено шість основних груп апаратів: насадкові скрубери, циклонно-водяні пристрої, відцентрові зрошувачі, пінні апарати, турбулентні промивачі та установки з коагуляційним осадженням. Надано короткий опис принципу роботи кожного типу, їхні переваги та обмеження. Окрему увагу приділено ролі абсорбційної рідини, що циркулює, у забезпеченні стабільності та ефективності процесу. У практичній частині наведено аналіз суднової газоочисної установки типу скрубер, реалізованої на судні з використанням системи компанії Wärtsilä. Описано особливості конструкції, режим роботи, температурні та гідродинамічні параметри процесу очищення відпрацьованих газів з високим вмістом оксидів сірки. Представлено приклади візуалізації системи моніторингу та керування. Отримані результати та узагальнена класифікація можуть слугувати основою для вибору ефективного апаратного рішення в умовах промислових або транспортних об'єктів, де необхідне очищення повітря чи газових викидів за участі рідкої фази.

Регресія динаміки зростання потужності установок з видобування біогазу на території сміттєзвалищ України

2025-06-28T12:58:07+00:00

Впроваджувати сучасні альтернативні джерела енергії для забезпечення потреб населення, зокрема розвивати технології видобування та перероблення біогазу, спонукає країни світу глобальна екологічна криза. Тому визначення регресійної залежності, яка описує динаміку збільшення потужності установок з видобування біогазу на території сміттєзвалищ України і може бути використана під час прогнозування потужності таких установок, є актуальною науково-технічною задачею. Це дозволяє збільшити поширеність використання поновлюваних джерел енергії, заощадити викопні енергоносії та одночасно зменшити інтенсивність забруднення навколишнього середовища. Під час проведення дослідження використано метод регресійного аналізу результатів однофакторних експериментів та інших парних залежностей із вибором раціонального виду функції із шістнадцяти найпоширеніших варіантів за критерієм максимального значення коефіцієнта кореляції. Регресія проводилася на основі лінеаризувальних перетворень, які дозволяють звести нелінійну залежність до лінійної. Визначення коефіцієнтів рівнянь регресії здійснювалась методом найменших квадратів за допомогою розробленої комп’ютерної програми "RegAnaliz", яка захищена свідоцтвом про реєстрацію авторського права на твір. Отримано адекватну регресійну залежність, які описують динаміку збільшення потужності установок з видобування біогазу на території сміттєзвалищ України і може бути використана під час прогнозування потужності таких установок. Побудовано графічну залежність, що описує динаміку збільшення потужності установок з видобування біогазу на території сміттєзвалищ України та дозволяє наочно проілюструвати дану динаміку та показати достатню збіжність теоретичних результатів з фактичними даними. Встановлено, що потужність установок з видобування біогазу на території сміттєзвалищ України протягом 2012‑2020 рр. зростала за степеневою залежністю.

Принципи формування термо-радіаційного середовища в приміщеннях з круговими випромінювачами довільного положення

2025-06-28T14:19:34+00:00

Одним із визначальних моментів при формуванні мікроклімату в приміщеннях є випромінюючі властивості як випромінювачів, так і внутрішніх поверхонь приміщення. При формуванні термо-радіаційного середовища у приміщеннях обмін радіаційними потоками між випромінювачами і поверхнями впливає на радіаційну температуру і стан людини. Для стандартних нескладних умов ця проблема вирішується просто. Для складних умов: незвичайні приміщення і випромінювачі, виникають певні труднощі. Робота присвячена розробленню принципів формування температурно-радіаційного середовища у приміщеннях зі складною геометричною формою і з випромінювачами у формі кола/кільця довільного положення з використанням прогресивного математичного апарату точкового числення. З використанням базового точкового рівняння кола розроблено точкове рівняння кола і кільця, за яким сформовано поле точок сканування і зроблена візуалізація отриманого точкового рівняння в середовищі Maple. Для сусідніх чотирьох або трьох точок сканування визначаються параметри випромінювання: коефіцієнти опромінення, радіаційна температура та потік. Сума параметрів від усіх елементів у розрахункових точках сформують їхній розподіл приміщенням. Розроблені принципи з використанням точкового числення дозволять підвищити точність розрахунків та скоротити їхній час, оскільки вилучає з розгляду громіздкі системи рівнянь, які розв’язуються чисельними методами. Подальші дослідження будуть спрямовані на розроблення програмного комплексу для формування комфортних температурно-радіаційних умов у приміщеннях за наявності поверхневих випромінювачів різних форм при різному розташуванні в просторі.

Визначення оптимальної температури живильної води на вході в жаротрубний паровий котел з економайзером некиплячого типу

2025-06-24T01:40:07+00:00

У тепловому балансі жаротрубних парових котельних агрегатів втрати теплової енергії з відхідними продуктами горіння є найбільшими. Встановлення економайзерів не киплячого типу з метою утилізації теплової енергії відхідних димових газів у виробничих котельнях на базі жаротрубних котельних агрегатів є поширеною практикою. У той же час недостатня увага приділяється аналізу температурного режиму живильної води на виході з економайзеру, перед подачею в жаротрубний котел, та її впливу на коефіцієнт корисної дії котлоагрегату. В статті досліджено зміну ефективності жаротрубних парових котельних агрегатів середньої потужності залежно від температури живильної води при застосуванні економайзерів не киплячого типу. Визначено оптимальну температуру живильної води та оцінено доцільність застосування економайзерів з метою утилізації теплової енергії відпрацьованих продуктів горіння.

Сучасні та перспективні технології активізації процесів горіння в комунальній теплоенергетиці

2025-06-28T14:44:34+00:00

У статті досліджено теоретичні засади та прикладні аспекти процесу горіння газового палива в обладнанні комунальної теплоенергетики. Особливу увагу приділено вивченню чинників, що визначають повноту згоряння, як-от температурний режим, ступінь турбулізації потоку, рівномірність змішування палива з повітрям, склад паливоповітряної суміші, а також аеродинамічні характеристики факела. У контексті підвищення ефективності та екологічної безпеки систем теплопостачання проаналізовано сучасні методи активізації процесу горіння. Серед них розглянуто використання лазерного запалювання як способу забезпечення стабільного й контрольованого запуску процесу, застосування електричних та магнітних полів для впливу на іонізовані продукти горіння та прискорення реакцій окиснення, а також попереднє озонування паливоповітряної суміші з метою збагачення її сильним окисником. Наведено результати техніко-економічного аналізу доцільності впровадження зазначених технологій у практику експлуатації комунальних теплогенерувальних систем. Обґрунтовано, що застосування інноваційних підходів до керування процесом горіння дає змогу не лише підвищити енергоефективність, а й суттєво знизити рівень шкідливих викидів, зокрема оксидів азоту (NOₓ), що є одним із ключових забруднювачів атмосферного повітря. Також акцентовано увагу на перспективах подальших досліджень, спрямованих на вдосконалення технологій згоряння газоподібного палива в контексті сучасних вимог до екологічної безпеки, ресурсозбереження та надійності функціонування теплопостачальних систем у містах.

Особливості взаємодії припливних струмин з конвективним потоком у нагрітих вертикальних поверхонь технологічного обладнання

2025-09-27T09:19:04+00:00

У статті представлено результати комплексного дослідження взаємодії компактної турбулентної струмини з конвективним потоком, що утворюється біля нагрітої вертикальної поверхні. Особливу увагу приділено виявленню ключових факторів, що визначають інтенсивність цієї взаємодії, зокрема: геометричним параметрам струмини, температурним умовам, а також властивостям робочого середовища. Експериментальні дослідження, проведені з використанням сучасних методів візуалізації потоків та термоанемометрії, дозволили встановити критеріальну залежність відносного рівня взаємодії від числа Архімеда (Ar). Ця залежність кількісно характеризує вплив умов натікання струмини на пластину на процеси тепло- та масообміну в системі. Отримані результати мають важливе теоретичне та прикладне значення. На їх основі розроблено удосконалену модель взаємодії потоків та встановлено граничні режими взаємодії при різних значеннях критерію Ar. Результати дослідження можуть бути корисними для інженерів-теплотехніків, проєктувальників вентиляційних систем та розробників технологічного обладнання, де виникають подібні комбіновані течії.

Оцінка ефективності пасивної вентиляції термомодернізованого житлового будинку

2025-09-27T12:03:55+00:00

Стаття присвячена проблемі зниження ефективності природної вентиляції в термомодернізованих житлових будинках масової забудови середини ХХ століття. Дослідження виконано в межах муніципальної програми «Теплий дім» і зосереджено на змінах мікроклімату після утеплення, заміни вікон і зменшення інфільтрації. Застосовано поетапну методику, що передбачає обстеження 10 квартир, натурні вимірювання, аеродинамічні розрахунки та оцінювання витрати повітря у витяжних каналах. Встановлено, що за відсутності організованого припливу вентиляція не забезпечує нормативного повітрообміну (3 – 5 м³/год), а рівень СО₂ перевищує 1200 ppm. У відповідь запропоновано пасивне рішення: припливні настінні клапани та турбодефлектори. Впровадження цих засобів забезпечило п’ятикратне зростання витрати витяжного повітря (до 30 – 40 м³/год з кухні та 20 – 30 м³/год з санвузлів) і зниження рівня СО₂ до нормативного діапазону. Отримані результати підтверджують ефективність простих рішень для модернізації вентиляції без значних витрат, що є доцільним для будинків вторинного житлового фонду.