Search academic texts

Information × Registration Number 0825U001569, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 25-06-2025 popup.evolution . Title REGENERATIVE REVERSIBLE DEVICES FOR ENERGY-EFFICIENT DECENTRALIZED VENTILATION OF PREMISES Author Daria Vakulenko, popup.head Viktor Mileikovskyi popup.opponent Yevhen O. Antypov popup.opponent Stepan Shapoval popup.opponent Iryna O. Sukhodub popup.review Anna S. Moskvitina Description Дисертаційна робота присвячена дослідженню пристроїв для створення енергоефективного мікроклімату в приміщеннях без суттєвого втручання в їх інтер’єр, а саме регенеративних реверсивних децентралізованих пристроїв. У даній дисертаційній роботі проведено комплексне дослідження теплофізичних характеристик конструкції регенеративного вентиляційного пристрою та їхнього впливу на ефективність теплоутилізації. Розроблено математичну модель роботи реверсивного регенератора теплоти, що дозволяє оцінити основні теплові процеси, які відбуваються під час змінного напрямку потоку повітря. У ході експериментальних досліджень визначено локальні значення коефіцієнта тепловіддачі у тонких трубках діаметром 0,003 м та 0,008 м, що є характерним діапазоном еквівалентного діаметра каналів у реверсивному регенераторі. На основі проведеного експерименту одержано авторську формулу критерію Нуссельта, яка описує процеси теплопередачі в тонких каналах реверсивного регенератора. У роботі розроблено методику визначення ефективності роботи реверсивного регенератора на основі його конструктивних та експлуатаційних параметрів. В основі данної методики лежить залежність числа Нуссельта, отриманна експериментальним чинном в ході данної роботи. Отримані результати дозволяють обґрунтувати рекомендації щодо оптимізування конструкції регенератора для підвищення ефективності утилізації теплоти витяжного повітря. Запропонована методика може бути використана іншими науковцями та дослідниками для подальшого вивчення процесів теплопередачі в реверсивних регенераторах теплоти витяжного повітря. Вона також є корисною для студентів та аспірантів, які проводять дослідження в галузі енергоефективних технологій, будівельної теплофізики та вентиляції. Крім того, отримані результати можуть бути застосовані в освітніх програмах підготовки фахівців у сфері енергоефективного будівництва та кліматичних систем. На основі аналізу отриманих даних сформульовано практичні рекомендації для виробника щодо вдосконалення конструкції пристрою, зокрема оптимізування геометричних параметрів каналів реверсивного регенератора, що сприятиме підвищенню енергоефективності та загальної продуктивності пристрою. У першому розділі розглянуто сучасні підходи підвищення енергоефективності децентралізованих реверсивних вентиляційних пристроїв та їхню роль у створенні комфортного мікроклімату в будівлях. Особливу увагу приділено механізмам утилізації теплоти у децентралізованих вентиляційних пристроях, що реалізуються через рекуперацію та регенерацію теплоти витяжного повітря. У другому розділі представлено теоретичні дослідження нестаціонарних теплообмінних процесів у реверсивному регенераторі теплоти, що використовується в реверсивних вентиляційних пристроях. На основі чисельних експериментів за трьома підходами визначено значення температурного коефіцієнта ефективності на рівні 58,5 %, 33,1 % та 97,4 %. Розбіжність отриманих значень за згаданими підходами становить від 39,94 % до 194,26 %, що вказує на необхідність експериментального уточнення коефіцієнта тепловіддачі в тонких каналах. У третьому розділі представлено методику експериментального визначення коефіцієнта тепловіддачі в тонких каналах реверсивного регенератора. У результаті регресійного аналізу отримано авторську формулу критерію Нуссельта для тонких каналів еквівалентним діаметром 0,003-0,008 м, що застосовується при числах Рейнольдса в діапазоні від 150 до 310, числах Грасгофа від 110 до 1000, а також при відношенні геометричних розмірів каналу x/d у межах від 20 до 200. У четвертому розділі уточнено математичну модель теплообмінних процесів у реверсивному регенеративному теплоутилізаторі з урахуванням отриманої апроксимаційної експериментальної залежності коефіцієнта тепловіддачі конвекцією в каналах реверсивного регенератора. Створено авторську програму у SciLab 2024.1.0, яка дозволяє визначати температурну ефективність роботи реверсивних регенераторів із різними теплофізичними характеристиками. За результатами моделювання процесів теплообміну у реверсивному регенеративному теплоутилізаторі із раціональними характеристиками отримано ефективність утилізації теплоти витяжного повітря 96-99,6 %. Отримані результати відрізняються від результатів моделювання методами обчислювальної гідродинаміки в межах 2%. У п’ятому розділі проведено техніко-економічний аналіз ефективності використання вдосконаленої конструкції реверсивного регенеративного теплоутилізатора децентралізованого вентиляційного пристрою з урахуванням визначеного значення температурного коефіцієнту ефективності на основі авторської формули числа Нуссельта. У результаті проведених розрахунків отримано зниження сумарних тепловтрат будівлі на 30 % та енергоспоживання на 35%, а також підвищення екологічної ефективності (біосферосумісності) за рахунок зменшення викидів вуглекислого газу на 35%. Строк окупності запропонованого рішення становить близько 8,5 років. Registration Date 2025-05-08 popup.nrat_date 2025-05-08 Close