Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 Теплоенергетика. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерства освіти і науки України, м. Київ, 2023.
У вступі дисертації висвітлено актуальність теми дослідження на сьогоднішній день та зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Сформульовано мету, наукове завдання, об'єкт, предмет та методи дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, що підтверджене актами впровадження результатів, представлено дані про апробацію дисертації та наявні публікації з окресленням особистого внеску здобувача.
У першому розділі дисертації проведено огляд та аналіз сучасних даних щодо енергетичного стану будівельного сектору країни, розглянуто будівлю як складну енергетичну систему та проаналізовано сучасні підходи до визначення її енергетичних показників та актуальні тенденції підвищення її енергоефективності, наведено літературний огляд з питань організації режимів роботи інженерних систем, де окреслено основні фактори які впливають на вибір оптимального режиму роботи системи опалення та вентиляції.
У другому розділі дисертації наведені методики визначення енергетичних показників динамічних режимів будівель, які включають розробку енергетичних моделей на базі спеціалізованих програм та експериментальні підходи для оцінки показників теплового комфорту всередині будівель. Представлено три авторські енергетичні моделі, дві з яких створені на базі програмного продукту EnergyPlus та одна – на базі Ansys Fluent. Також, описано методики проведення двох експериментальних досліджень: динаміки зміни внутрішньої температури та динаміки зміни концентрації CO2 за переривчастого режиму опалення приміщень.
У третьому розділі дисертації проведено аналіз впливу режимів роботи інженерних систем на енергетичні показники досліджуваних приміщень на основі моделей, створених у програмному середовищі EnergyPlus. Представлено результати експериментальних досліджень, які застосовані в енергетичних моделях. Шляхом моделювання оцінено вплив сонячних теплонадходжень та режиму повітрообміну на енергетичні показники житлового приміщення. Наведено результати аналізу енергетичної ефективності застосування переривчастого режиму опалення для житлового приміщення та громадської будівлі.
Результати експерементальних досліджень дозволили визначити фактичну динаміку зміни внутрішньої температури, концентрації CO2 та рівня повітрообміну в години використання та невикористання приміщень під впливом експлуатаційних характеристик та погодних умов.
Вплив радіаційної складової сонячних теплонадходжень на тепловий стан приміщень квартири за різної орієнтації огороджувальних конструкцій за сторонами світу було досліджено шляхом аналізу результатів енергетичного моделювання теплового навантаження та температури на внутрішніх поверхнях зовнішніх та внутрішніх стін кімнат для двох режимів роботи системи опалення: постійного та переривчастого. Аналіз впливу повітрообміну на енеретичні показники проводився на базі ряду підходів до задання повітрообміну всередині жилових приміщень, згідно норм, рекомендованих діючими стандартами (ASHRAE Std 62.2-2019, EN 16798-1:2019 та українським ДБН В.2.2-15:2019), та за результатами експерементального дослідження фактичної кратності у приміщеннях.
У четвертому розділі дисертації на базі CFD-моделювання визначалися енергетичні показники роботи підсистеми тепловіддачі. Представлено результати дослідження швидкості розігріву та охолодження приміщення при застосуванні переривчастого режиму опалення. На базі створеної моделі було проаналізовано складову загальної ефективності, яка відповідає за вертикальний профіль розподілення температури повітря у приміщенні.
Результати досліджень передано до використання ГО "Асоціація енергоаудиторів України", ДП «Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій», а також використовуються в навчальному процесі при підготовці студентів навчально-наукового інституту атомної та теплової енергетики «КПІ» ім. Ігоря Сікорського на кафедрі «Теплової та альтернативної енергетики». Практичне значення одержаних результатів підтверджується актами впровадження результатів досліджень.
Ключові слова: енергоефективність, енергоспоживання, будівлі, енергетичні показники, інженерні системи, система опалення, енергетичне моделювання будівель, вентиляція, EnergyPlus, симуляція, Ansys Fluent, CFD-модель, підсистема тепловіддачі, теплопередача.
