Недбайло О. М. Теплофізичні аспекти підвищення ефективності будівлі при використанні низькотемпературних систем її теплозабезпечення та термомодернізації огороджувальних конструкцій

Дисертація присвячена розвʼязанню науково-прикладної проблеми підвищення енергетичної ефективності будівель шляхом впровадження теоретично та експериментально обґрунтованих новітніх технічних рішень в огороджувальних конструкціях будівлі та комбінованих низькотемпературних системах теплозабезпечення. На основі числових розрахунків за математичною моделлю процесів нестаціонарного складного теплообміну з урахуванням впливу цілорічної інсоляції на оболонку будівлі були визначені теплові характеристики різноваріантних огороджувальних конструкцій та оцінена радіаційна енергетична складова їхньої взаємодії з довкіллям. В результаті виконаних розрахунків за розробленою інженерною методикою визначення параметрів системи активного теплового бар’єру огороджувальної конструкції вперше оцінені енергетичні показники його експлуатації з тепловим насосом в холодний та теплий періоди року. За допомогою числового моделювання при сумісному розвʼязанні рівнянь теплопереносу і відповідних граничних умов в стаціонарному режимі, визначені значення конвективної і радіаційної складових теплообміну через типові світлопрозорі конструкції з одно- та двокамерним склопакетами, а також значення їхнього термічного опору. Окрім цього розраховані параметри процесів теплообміну та аеродинаміки повітря в типовому приміщенні з системою низькотемпературного водяного підлогового, також повітряного опалення в квазістаціонарному тепловому режимі на основі тривимірної математичної моделі в програмному пакеті Ansys 14.0. Проведений порівняльний аналіз ексергетичної ефективності експлуатації низькотемпературних і традиційних систем енергоефективного будинку із різними опалювальними приладами. На основі проведених комплексних досліджень розроблена інженерна номограмна методика визначення теплотехнічних параметрів водяної підлогової системи опалення, що здатна забезпечувати тепловий режим приміщення у відповідності до санітарно-гігієнічних вимог. Обґрунтовані науково-технічні положення створення енергоефективної будівлі із використанням низки теплотехнічних рішень, серед яких є використання ґрунтових теплообмінників із повітряною тепловою завісою фасадів і комбінованої системи теплозабезпечення на основі залучення відновлювальних джерел енергії (теплоти ґрунту, інсоляції тощо). В результаті проведення техніко-економічного аналізу ефективності впровадження і експлуатації низькотемпературних систем із використанням теплового насосу, в порівнянні з іншими системами опалення для підтримання належного теплового режиму приміщення, оцінені основні економічні показники таких технічних рішень. Розраховані характерні експлуатаційні витрати типових будинків в залежності від джерела теплопостачання, теплотехнічних параметрів огороджувальних конструкцій та витрати первинної енергії.