Ялама В. В. Підвищення енергоефективності суднових систем холодопостачання. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 142 «Енергетичне машинобудування». Одеський національний технологічний університет, Одеса, 2023.
Дисертаційна робота присвячена дослідженню суднової системи холодопостачання та дослідженню холодоагентів з метою підвищення енергетичної ефективності суднової холодильної установки та зниженню техногенного впливу на навколишнє середовище. На підставі наукових праць, в яких наведені результати теоретичних та практичних досліджень з проведення енергетичного (зокрема термодинамічного) та ексергетичного аналізів, використання інтелектуального аналізу (process mining) за допомогою концептуального проєктування, мов моделювання Petri Net, Business Process Modeling and Notations здійснено аналіз суднової системи холодопостачання та проведено моделювання процесу модернізації холодильної установки (переведення системи на екологічно-безпечні холодоагенти), та проведено моделювання холодового ланцюга як частини системи від доменно-орієнтованої платформи інтеграції великих даних до децентралізованої IT-інтегрованої платформи для холодового ланцюга.
Використано методи дослідження при створенні поставлених завдань: енергетичний менеджмент та аудит для суднової холодильної установки рефрижераторного судна старшого за 20 років, енергетичний (зокрема термодинамічний) аналіз суднової холодильної установки, ексергетичний аналіз суднової холодильної установки, застосування методології розробки, керованої можливостями, концептуальне проєктування та інтелектуальний аналіз процесів холодильного сектору за допомогою Petri Net та BPMN мов.
Новими науковими результатами роботи є:
-проведено енергетичний аудит суднової холодильної установки рефрижераторного судна, gross tonnage 4000, під прапором Польщі та виявлено енергетичний потенціал та потенціал впливу на навколишнє середовище;
-запропоновано рекомендації щодо управління енергоефективністю судна;
-залучено міждисциплінарні зв’язки, нормативно-правову базу та регулювання, щодо обмежень впливу суднових систем на навколишнє середовище, та розглянуто її вплив, надано рекомендації, щодо відстеження відповідних нормативів та вчасного її застосування, що має вплив на модифікацію існуючих суден та їх робочих систем;
-проведено енергетичний (зокрема термодинамічний) та ексергетичний аналізи суднової холодильної установки та досягнуто підвищення енергоефективності та зниження впливу на навколишнє середовище
Запропоновано дві холодильні системи для програми підвищення енергоефективності:
-Суднова каскадна холодильна установка (СКХУ) R290/R744: очікується, що каскадна система підвищить ефективність суднової холодильної установки на 20%. СКХУ зменшує свій вплив на навколишнє середовище завдяки використанню природних холодоагентів (R290/R744), які не завдають шкоди навколишньому середовищу. Капітальні витрати становлять 201213 євро.
-Двоступенева система охолодження R717: за прогнозами, двоступенева система додатково підвищить ефективність до 26%. Система мінімізує вплив на навколишнє середовище завдяки використанню аміаку (R717) з GWP = 0.
З точки зору капітальних витрат, двоступенева компресійна холодильна система з R717 вимагає на 26% менше інвестицій порівняно з каскадною системою.
Рекомендація: вибір між двома системами повинен враховувати комплексний аналіз, включаючи експлуатаційні витрати, технічне обслуговування та довгострокові вигоди, щоб прийняти обґрунтоване рішення, яке відповідає конкретним потребам і обмеженням суднової холодильної установки. Аналіз підкреслює важливість збалансування цих факторів для визначення найбільш бажаного варіанту для замовника.
Практичне значення роботи полягає в наступному:
Надано рекомендації практичні та здійснені для реалізації у реальному часі морського сектору рефрижераторного транспорту. Оцінка достовірності та обґрунтованості висновків передбачає цілісну оцінку цих факторів з урахуванням конкретного контексту та вимог аналізу. Використано міждисциплінарний підхід та залучено до процесу оцінки відповідні зацікавлені сторони.
