Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

Вплив розташування опалювальних приладів системи теплопостачання на теплозахисні властивості світлопрозорих огороджувальних конструкцій будівлі

2026-03-19T11:14:40+02:00

У статті розглядається актуальна проблема підвищення енергоефективності будівель шляхом оптимізування теплових режимів світлопрозорих огороджувальних конструкцій. В умовах зростання вартості енергоносіїв та посилення нормативних вимог до теплоізоляції, критично важливим стає дослідження факторів, що впливають на тепловтрати через найбільш вразливі елементи оболонки будівлі – вікна. Особлива увага приділяється взаємодії системи теплопостачання, зокрема опалювальних приладів, з віконними блоками, оскільки конвективні потоки від радіаторів суттєво змінюють аеродинаміку та теплообмін у привіконній зоні. Метою роботи є експериментальне визначення впливу розташування опалювального приладу на величину приведеного опору теплопередачі світлопрозорих конструкцій. Методологія дослідження базується на проведенні натурних вимірювань температурних полів на внутрішніх і зовнішніх поверхнях скління з використанням спеціалізованого вимірювального комплексу (блоку теплової реєстрації та датчиків теплового потоку). Змодельовано різні умови експлуатації: дослідження проводилися як у неопалювальний період (для встановлення базових стаціонарних умов), так і під час роботи системи теплопостачання. Результати дослідження демонструють чітку кореляцію між відстанню розташування радіатора та теплозахисними властивостями вікна. При мінімальній відстані (130 мм) спостерігається максимальний коефіцієнт конвективної тепловіддачі на внутрішній поверхні, що сприяє підвищенню температури внутрішнього скла та, як наслідок, зростанню опору теплопередачі конструкції. При збільшенні відстані до 330 мм зафіксовано зниження ефективності теплового захисту. Опалювальний прилад безпосередньо під вікном підвищує опір теплопередачі мінімум у два рази порівняно з умовами, коли опалення працює, але прилад відсутній або віддалений. уточнено коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні віконної конструкції – близько 17,4 Вт/(м²·К), що суттєво відрізняється від нормативного показника 23 Вт/(м²·К). Надано рекомендації щодо розміщення приладів системи теплопостачання для забезпечення нормативного мікроклімату та запобігання конденсації вологи.

Математичне моделювання тепломасопереносу та фазових переходів при регенеруванні адсорбційних систем методом продування

2026-03-19T11:39:07+02:00

Представлено математичну модель динаміки тепломасопереносу і фазових переходів у процесі регенерування дисперсного шару адсорбенту в умовах його продування нагрітим газом. При побудові математичної моделі враховано перенесення маси в капілярах гранул та в транспортних порах, які створюють гранули. Наведено вирази для визначення інтенсивності фазових переходів на поверхнях капілярів гранул, не повністю заповнених рідиною, та на зовнішніх поверхнях гранул, що контактують з продувочним газом. Система диференціальних рівнянь описує дифузійний перенесення енергії та маси рідкої, парової та повітряної фаз у дисперсному шарі, а також дифузійно-фільтраційне перенесення енергії, маси пари та інертного газу в газовому теплоносії. Розроблено чисельний метод розрахунку, який базується на використанні явної тришарової та явної тришарової перерахункової різницевих схем Миколи Нікітенка. Наведено результати чисельних експериментів, які засвідчують адекватність моделі й ефективність методу розрахунку.

Чисельне моделювання теплового стану систем складної конструкції за дії нестаціонарних променевих теплових потоків

2026-03-19T12:12:02+02:00

У роботі наведено результати чисельного моделювання теплового стану системи складної конструкції за умов впливу нестаціонарних променевих теплових потоків та змінних внутрішніх теплових навантажень. Дослідження орієнтоване на аналіз перехідних теплових процесів, температурних коливань і пікових значень температури за циклічного зовнішнього опромінення та змінного в часі тепловиділення. Об’єктом дослідження з жорсткими габаритними й енергетичними обмеженнями обрано університетський наносупутник PolyITAN-3-PUT формату 3U на низькій навколоземній орбіті. Теплова модель побудована з урахуванням геометрії конструкції, термооптичних властивостей зовнішніх поверхонь, умов орбітального освітлення та часових профілів тепловиділення бортової апаратури. У межах дослідження отримано часові залежності температури ключових елементів конструкції, проаналізовано встановлення квазістаціонарного теплового режиму та характер температурних коливань при зміні режимів роботи, з акцентом на динамічну теплову реакцію електронних компонентів на імпульсні навантаження. Отримані результати дозволяють оцінити теплову стабільність основних елементів системи та можуть бути використані для обґрунтування заходів термостабілізації й оптимізації конструктивних та експлуатаційних рішень у системах, що працюють у режимах нестаціонарного променевого впливу.

Експериментально-комп’ютерний аналіз енергетичної ефективності децентралізованої вентиляційної системи та якості внутрішнього середовища в неопалювальний період

2026-02-23T19:17:25+02:00

У статті представлено результати експериментально-комп’ютерного дослідження енергоефективності децентралізованої припливно-витяжної установки з пластинчастим рекуператором перехресного типу в навчальному приміщенні в неопалювальний період за відсутності централізованого опалення. Метою роботи є порівняльна оцінка чотирьох режимів експлуатації («Нагрівання», «Охолодження», «Авто», «Вентиляція») за показниками температурного коефіцієнта ефективності рекуперації η_рек, кількості зрекуперованої теплоти Q_рек, інтегральної енергетичної ефективності E_eff, а також параметрами якості повітря (CO₂) та теплового комфорту (PMV, PPD, частка комфорту). Експеримент проводився в комп’ютерному класі університету об’ємом 90,8 м³ у жовтні 2025 року за температури зовнішнього повітря t_m від +3 до +17 °C. Моніторинг температури, відносної вологості повітря та концентрації CO₂ здійснювався з дискретністю 2–5 хв із подальшою агрегацією даних до 10 хв для статистичної обробки та кореляційного аналізу. Встановлено, що зі зростанням температури зовнішнього повітря t_m показники η_рек, Q_рек і E_eff зменшуються (r = – 0,593 ÷ – 0,947). Найвищу частку комфортних умов забезпечує режим «Авто» (≈ 44,7 %), тоді як режими без електродогрівання не забезпечують прийнятного комфорту при t_m < + 12 °C. Визначено температурні межі ефективної експлуатації установки та сформовано практичні рекомендації для навчальних закладів у перехідний сезон.

Підвищення надійності роботи компресорних та насосних станцій у період воєнних дій

2026-03-19T15:45:05+02:00

У роботі розглянуто компресорні та насосні станції як ключові елементи критичної інфраструктури, що забезпечують безперебійне транспортування газу, нафти, води та інших робочих середовищ. Досліджено вплив воєнних дій на їх функціонування, зокрема ризики бойових пошкоджень обладнання, перебоїв електропостачання, обмеженого доступу персоналу та нестандартних режимів роботи, що суттєво знижує їхню продуктивність і надійність. Проаналізовано основні заходи підвищення стійкості компресорних та насосних станцій: конструктивне укріплення будівель та обладнання, встановлення захисних екранів, модульна конструкція агрегатів, резервування ключових систем, впровадження автономних джерел живлення та автоматизованих систем контролю та дистанційного керування. Значна увага приділена автономізації роботи, яка забезпечує безперервність технологічного процесу та мінімізацію залежності від зовнішніх джерел енергії та присутності персоналу. Проведено аналіз міжнародного досвіду, який демонструє ефективність комплексного поєднання модульності, резервування та автоматизації для забезпечення безперервності технологічного процесу та зменшення часу простою після пошкоджень. Підкреслено практичну значущість запропонованих рішень для модернізування, проєктування та експлуатації компресорних і насосних станцій в Україні, а також для розроблення стандартів і стратегій захисту критичної інфраструктури в умовах воєнних та кризових загроз.

Прийняття рішень на основі тепловізійної діагностики газоперекачувальних агрегатів

2026-03-19T16:08:18+02:00

У статті обґрунтовано необхідність переходу від регламентного обслуговування до ремонтів за реальним технічним станом газоперекачувальних агрегатів (ГПА) магістральних компресорних станцій України. Розглянуто фізичні основи теплового стану обладнання, що базуються на законах термодинаміки та ідеального газу, зокрема неминуче зростання температури при підвищенні тиску. Особливу увагу приділено вузлам, найбільш вразливим до перегрівання: опорним підшипникам, ущільненням вала та клапанним механізмам. Рекомендовано метод тепловізійної діагностики як ефективний інструмент неруйнівного контролю, що базується на законі Стефана-Больцмана та дозволяє виявляти приховані дефекти без зупинення агрегатів. У роботі представлено уніфікований алгоритм прийняття рішень, який на основі порівняння виміряної температури із граничними значеннями дозволяє класифікувати стан обладнання як нормальний, попереджувальний або критичний. Упровадження запропонованого підходу ("Tolerance Loop") сприяє підвищенню енергетичної безпеки та зниженню витрат на експлуатацію ГТС.

Цифрова трансформація в нафтогазовій галузі: можливості та виклики в умовах сучасної України

2026-03-19T17:57:03+02:00

У статті проведено комплексне дослідження процесів цифрової трансформації підприємств нафтогазового комплексу України в умовах глобальних технологічних зрушень та екстремальних викликів воєнного часу. На основі систематичного огляду сучасної наукової літератури та аналізу практичних кейсів розмежовано поняття «оцифрування», «цифровізація» та «цифрова трансформація», що дозволило чітко визначити поточний рівень цифрової зрілості вітчизняних компаній. Особливу увагу приділено впровадженню технологій періоду четвертої промислової революції, зокрема цифрових двійників, штучного інтелекту, Інтернету речей та хмарних обчислень, які розглядаються не лише як інструменти підвищення операційної ефективності, але і як засоби забезпечення фізичної безпеки активів та персоналу через можливість дистанційного управління та предиктивного обслуговування обладнання. У роботі детально проаналізовано роль управлінських інновацій, зокрема концепції креативного менеджменту, у подоланні опору змінам та трансформації застарілих організаційних культур, що є критичним бар'єром для модернізації галузі. Окремий акцент зроблено на синергії цифрової трансформації зі стратегіями сталого розвитку та декарбонізації, що є необхідною умовою для інтеграції українського енергетичного сектору в європейський ринок. Дослідження також висвітлює критичні виклики, пов’язані з кібербезпекою в умовах гібридної війни, та пропонує стратегічні напрями для підвищення кіберстійкості критичної інфраструктури. Зроблено висновок, що цифрова трансформація в сучасних умовах України перетворилася зі стратегії конкурентної переваги на імператив виживання та базу для повоєнної розбудови галузі на принципово нових технологічних засадах.

Проблеми переходу України на власне забезпечення газовим ресурсом

2026-03-19T18:11:56+02:00

Україна має розвинуту мережу магістральних і розподільчих газопроводів. У цілому газова мережа розрахована для прийняття на сході природного газу до 300 млрд м³, використання в Україні біля 100 млрд м³ та транспортування на захід 200 млрд. На цей час Україна не приймає газ з росії, переходить на власне забезпечення. При цьому частка викопних ресурсів зменшується, а збільшується відсоток відновлювальних і вторинних (біометан, водень тощо). Одночасно замість централізованого входу природного газу газова мережа може отримувати газ з джерел які розміщенні у всій території України, що погано вписуються в наявну схему руху газу зі сходу на захід. У роботі виконано аналіз можливостей повного покриття власного газоспоживання та експорту газу з використанням відновлюваних газів. У цілому значна кількість природного газу може бути замінена біометаном (в перспективі до 21,8 млрд м³) та воднем – до 1,5 млрд м³. Проте при заміні газів і непередбачуваному розташуванні джерела альтернативного газопостачання забезпечити кожного споживача конкретним об’ємом є інколи проблематичним. У роботі запропоновано варіанти транспортування відновлюваних газів. Показано доцільність використання скрапленого газу пропан-бутану. Визначено, що скраплення біометану для потреб внутрішнього газопостачання пов’язано зі значними проблемами та затратами енергії на підтримання низької температури протягом тривалого часу.

Моделювання ежектора в системі випробування герметичності об’єктів підвищеної небезпеки

2026-04-07T17:49:57+03:00

Розвиток ядерної енергетики ґрунтується на трьох основних принципах: безпека, економічність та ставлення суспільства. Одним з важливих ступенів захисту є локалізаційні системи безпеки, які призначені для утримання радіоактивних речовин у межах енергоблоку та для запобігання їхнього вивільнення до навколишнього середовища. Актуальним є завдання ефективного функціювання захисту, зокрема випробування герметичності системи герметичного огородження (СГО), що є останнім бар’єром, який запобігає виходу радіоактивних продуктів до навколишнього середовища при важкій аварії. При випробуваннях герметичності СГО й елементів системи локалізації аварії на АЕС України використовується метод «абсолютного тиску». Такі випробування тривають понад 25 годин. Одним з рішень зменшення часу нагнітання повітря при випробуваннях герметичності захисної оболонки АЕС є використання ежектора, який пришвидшує подавання повітря компресором. У даній роботі запропоновано новий підхід до розрахунку ежектора, що підвищує ефективність і стійкість обчислень. Оптимізування часу нагнітання повітря відбувається за двома параметрами – модулем ежектора та тиском на виході з компресора. Розрахунок роботи системи без і з ежектором показує, що за допомогою останнього можна скоротити час заповнення СГО на 38,8 %, що дозволить зменшити і загальний час випробувань. Наявність фільтра на вході повітря, що підсмоктується, знижує ефект від використання ежектора: зменшення часу нагнітання буде дорівнювати 35,5 %. Моделювання методами обчислювальної гідродинаміки підтверджує оптимальний модуль ежектора 8,6. Також моделювання наочно показує потоки в ежекторі. Зокрема виявлено ефективне використання довжини камери змішування. Виявлено можливості оптимізування геометричної форми задля зменшення втрат енергії у складній течії довкола сопла.