Search academic texts

Information × Registration Number 0826U002889, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 05-06-2026 popup.evolution o Title Increasing the efficiency of alternative heat supply through soil, groundwater and wastewater energy Author Pavlo Ivanov, popup.head Alla Denysova popup.opponent Olga Y. Chernousenko popup.opponent Oleksandr Titlov popup.review Viktoriia I. Kryvda popup.review Igor Kozlov Description У вступі висвітлено актуальність та досвід застосування сучасних технології генерації теплоти на базі теплонасосних циклів з використанням енергії ґрунту (ҐЕ), ґрунтових (ҐВ) і стічних вод (СВ). Обґрунтовано, що запитом практики є розробка науково-обґрунтованого інструментарію для вдосконалення енергетичних, екологічних, режимних і схемно-конструктивних параметрів теплонасосних систем (ТНС) на базі ҐЕ, ҐВ і СВ, які відповідають енергозберігаючим засадам. Узагальнений інструментарій удосконалення ТНС на базі ҐЕ, ҐВ і СВ має гарантувати ефективний перебіг процесів при довготривалій експлуатації, що є актуальною науково-технічною задачею. У розділі 1 дисертаційної роботи висвітлено засади ефективного використання сучасних технологій генерації енергії, встановлені їх переваги та недоліки. Показано, що для ефективного впровадження системи теплозабезпечення з раціональним використанням ҐЕ, ҐВ і СВ в ТНС задля вирішення проблем енергозбереження, з урахуванням регіональних можливостей і потреб споживачів, необхідним є розробка математичної моделі, яка спроможна визначити раціональні режими роботи системи, які попереджають промерзання ґрунту – негативний екологічний ефект, який може виникати при довготривалій експлуатації ТНС. Отже, виникає актуальне науково-практичне завдання підвищення ефективності і зменшення теплового забруднення довкілля шляхом вдосконалення режимів роботи системи альтернативного теплозабезпечення, що забезпечує зростання коефіцієнта заміщення викопного палива. Альтернативні технології для кліматичних умов Україні характерні наявністю технічного потенціалу ҐЕ, ҐВ і СВ, який доцільно утилізувати в ТНС і корисно використовувати для теплозабезпечення різнорідних споживачів. Рішення про доцільність впровадження такої системи енергозабезпечення приймається за результатами визначення ефективності роботи теплонасосних установок, з використанням енергії ґрунту, ґрунтових та скидних вод, за енергетичними, економічними, екологічними та соціальними чинниками. Незважаючи на необхідність застосування та численні дослідження, які спрямовані на практичну реалізацію ТНС на базі ҐЕ, ҐВ і СВ для регіональних умов, заважає недостатня ефективність існуючих в теперішній час рішень, які дозволяють прогнозувати та запобігати фазового перетворення вологи в ґрунтовому масиві навколо ґрунтового контуру ТНС, тобто без шкідливого екологічного впливу. Для вирішення цього завдання дослідження запропоновано інструментарій вдосконалення режимів роботи різнорідних ТНС енергозабезпечення на базі ҐЕ, ҐВ і СВ, технічний потенціал яких визначається регіональними умовами. У розділі 2 обґрунтовано умови раціонального використання теплонасосної системи на базі енергії ґрунту (ҐЕТНС) для цілей теплопостачання, з використанням інструментарію математичного моделювання нестаціонарних теплових процесів в ҐЕТНС. За результатами чисельного моделювання розроблено рекомендації щодо підвищення ефективності і надійності функціонування системи, без погіршення термічного стану масиву ґрунту навколо ґрунтових зондів при довготривалій експлуатації. Запропонований нами інструментарій нестаціонарних теплових процесів в ґрунтовому масиві дозволив в 1,5 разів підвищити точність розрахунку кумулятивної теплоти, яка надходить від ґрунту до випарника теплового насосу, з урахуванням різної інтенсивності тепловідводу від ґрунту по висоті ґрунтової трубки. Обґрунтовано умови підвищення ефективність роботи ґрунтового зонду за рахунок зменшення протяжності зони теплообміні з паровою фазою, де інтенсивність теплообміні вдвічі менша та встановлена відносна питома площа ґрунтових зондів на 1 м 2 опалювальних приміщень. У розділі 3 обґрунтовано умови раціонального використання теплонасосної системи на базі ґрунтових вод (ҐВТНС) для опалення і кондиціонування, з використанням інструментарію математичного моделювання нестаціонарних теплових процесів в ҐВТНС. За результатами чисельного моделювання розроблено рекомендації щодо підвищення ефективності і надійності функціонування ҐВТНС в режимах опалення і кондиціонування без шкоди довкіллю, що забезпечується за рахунок організації регенерації теплоти при знакозмінних напрямках потоків ґрунтової води, а саме, при відборі теплоти ҐВ від СҐВ для цілей опалення і скиді теплоти ҐВ в СҐВ для цілей кондиціонуванні, що стабілізує термічний стан масиву ґрунту навколо СҐВ, наближаючи його до фонового, при довготривалому функціонуванні ТНС для широкого спектру теплових споживачів. У розділі 4 обґрунтовано умови раціонального використання теплонасосної системи на базі енергії скидних вод (СВТНС) для цілей теплопостачання, з використанням інструментарію математичного моделювання теплових процесів у випарнику. За результатами чисельного моделювання обґрунтовано доцільність використання ТНС на базі СВ промислового і побутового призначення. Запропонована нами методика дозволяє визначати ефективність роботи випарників ТН без шкоди навколишньому середовищу. Registration Date 2026-06-26 popup.nrat_date 2026-06-26 Close