DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.241120.119.706

Вибір раціонального варіанта влаштування зовнішнього контуру теплового насоса

A. M. Kuzmenko, K. B. Dikarev, Yev. S. Shekhorkina, M. P. Yablonska

Анотація


Постановка проблеми. Використання поновлюваних джерел енергії світова спільнота розглядає як один із найбільш перспективних шляхів вирішення зростаючих проблем енергозабезпечення. Наявність невичерпної ресурсної бази та екологічна чистота поновлюваних джерел енергії – визначальні їх переваги. Зважаючи на значний потенціал поновлюваних джерел енергії в Україні, який багаторазово перевищує прогнозовані рівні споживання теплової енергії, то виведення альтернативних джерел енергії на економічно ефективний рівень та розширення сфер використання постають найактуальнішим питанням сьогодення. Мета роботи – поглиблене вивчення альтернативних джерел енергії та методів ефективного використання енергоресурсів із подальшим вибором раціональної технології влаштування системи теплозабезпечення житлового будинку на основі геотермальних джерел енергії. Аналіз останніх досліджень.За даними Організації економічного співробітництва та розвитку (ОЕСР), в Україні серед країн Європи найвищий рівень витрат на оплату комунальних послуг відносно рівня доходів. Витрати українців на оплату послуг ЖКГ наближені до 40 %, що в 1,6 раза вище середньоєвропейського показника.Для забезпечення низького рівня енергоспоживання в енергоефективних будинках нового покоління європейські країни використовують технології, які застосовують геотермальну енергію за рахунок ґрунтових теплообмінників. Однак, вказана технологія не знайшла широкого розповсюдження в Україні чи закріплення на законодавчому рівні. Отже, актуальним залишається питання розвитку технологій на основі геотермальних джерел енергії, а саме недостатньо вивчені техніко-економічні показники влаштування різних варіантів ґрунтових теплообмінників. Висновок. Розглянуті способи  влаштування зовнішніх контурів теплового насоса показали, що трудомісткість влаштування теплообмінників в горизонтальному контурі майже в чотири рази нижча, ніж за влаштування енергоефективних буронабивних паль. Вартість також нижча майже вчетверо. Незважаючи на це, забудовник не завжди обере горизонтальний теплообмінник, тому що для його влаштування необхідно передбачити значну територію, яку не можна віддавати під забудову чи тимчасові торгівельні споруди. У випадку стиснених умов забудови прийнятним буде варіант саме енергоефективних паль із контуром теплообмінника.



Ключові слова


тепловий насос; альтернативні джерела енергії; технологічне рішення; енергоефективні палі; контур теплового насоса; теплообмінник; техніко-економічні показники

Повний текст:

PDF

Посилання


Boris Dodonov. Reytynh enerhoefektyvnosti oblastey Ukrayiny − 2018. Tretiy vypusk [Energy efficiency rating of regions of Ukraine - 2018. Third issue]. Ukrainian Energy Index. [Electronic resource]. URL: http://energy-efficiency.in.ua/wp-content/uploads/UEI_13_3.pdf. (in Russian)

Dikarev K.B., Kuzmenko O.M., Petrenko V.O., Sankov P.M., Kislitsa L.V. and Ibadov N.P. Eksperymentalʹni doslidzhennya ekspluatatsiynykh pokaznykiv termoaktyvnoyi pokrivelʹnoyi paneli [Experimental researches of operational indicators of thermoactive roof panel]. Nauka innovating. 2020, vol. 16, no. 2. pp. 62–71. (Web of Science) (in Ukrainian)

Dikarev K.B. , Kutsenko A.O., Kuzmenko O.M., Petrenko V.O. and Chashin D.Yu. Patent 1398144 Ukrayina, MPK E04V 7/22. Pokrivelʹna panelʹ dlya minimizuvannya vytrat na okholodzhennya budynkiv [Patent 1398144 Ukraine, МПК Е04В 7/22. Roofing panel for the cost minimizing of cooling houses]. Applicant and patent owner is PSACEA No. u 2019 06733, application. 06/14/2019; publ. 01/27/2020, bull. no. 2, 4 p. (in Ukrainian)

Zakharov A.V., Sychkina E.N. and Ponomarev А. B. Energoeffektivnyye konstruktsii v stroitel'stve [Energy-efficient structures in construction : electron. textbook]. Perm' : Izd-vo Perm. nats. issled. politekhn. un-ta [Perm : Perm Publishing House. Nat. research. Polytechnic University]. [Electronic resource]. 2017, 103 p. (in Russian)

Berezyuk A.M., Dikarev K.B., Papirnyk R.B., Skokova A.A. and Kuzmenko O.M. Doslidzhennya praktychnoho zastosuvannya i efektyvnosti vykorystannya vidnovlyuvanykh dzherel enerhiyi u zhytlovomu budivnytstvi [Research of practical application and efficiency of use of renewable energy sources in housing construction]. Visnyk Prydniprovsʹkoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of the Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk : SHEI PSACEA, 2013, no. 8, pp. 28–32. (in Ukrainian)

DBN V.2.6-31:2016. Konstruktsiyi budynkiv i sporud. Teplova izolyatsiya budivelʹ [DBN B.2.6-31: 2016. Constructions of buildings and structures. Thermal insulation of buildings]. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2017, 42 p. (in Ukrainian)

Lyubarets O.P., Senchuk M.P. and Lyubarets V.O. Opalennya. Vyznachennya teplovoyi potuzhnosti systemy opalennya» dlya studentiv spetsialʹnosti «Budivnytstvo ta tsyvilʹna inzheneriya» : metodychni vkazivky (spetsializatsiya «Teplohazopostachannya i ventylyatsiya») [Determination of thermal capacity of the heating system for students in "Construction and Civil Engineering" : Heating. Methodical instructions (specialization "Heat and gas supply and ventilation")]. Kyiv : Kyiv National University of Construction and Architecture, 2016, 34 p. (in Ukrainian)

DBN V.2.5-67:2014. Opalennya, ventylyatsiya ta kondytsionuvannya [DBN B.2.5-67: 2014. Heating, ventilation and air conditioning].Kyiv : Ministry of Regional Development and Housing of Ukraine, SE "Ukrarchbudinform" Ministry of Construction of Ukraine, 2013, 141 p. (in Ukrainian)

DSTU B EN 12831:2008. Systemy opalennya budivelʹ. Metod vyznachennya proektnoho teplovoho navantazhennya [DSTU B EN 12831: 2008. Heating systems of buildings. Method for determining of the heat load]. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2012, 72 p. (in Ukrainian).

DSTU B EN 15251:2011. Rozrakhunkovi parametry mikroklimatu prymishchenʹ dlya proektuvannya ta otsinky enerhetychnykh kharakterystyk budivelʹ po vidnoshennyu do yakosti povitrya, teplovoho komfortu, osvitlennya ta akustyky [DSTU B EN 15251: 2011. Estimated parameters of the microclimate of the premises for the design and evaluation of energy performance of buildings in relation to air quality, thermal comfort, lighting and acoustics]. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2012, 71 p. (in Ukrainian)


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Борис Додонов. Рейтинг  енергоефективності областей України − 2018. Ukrainian Energy Index. Третій випуск [Електронний ресурс].  URL: http://energy-efficiency.in.ua/wp-content/uploads/UEI_13_3.pdf


Дікарев К. Б., Кузьменко О. М., Петренко В. О., Саньков П. М., Кислиця Л. В., Ібадов Н. П. Експериментальні дослідження експлуатаційних показників термоактивної покрівельної панелі. Nauka innovating. 2020. Т. 16, № 2. С. 62–71. (Web of Science)


Дікарев К. Б., Куценко А. О., Кузьменко О. М., Петренко В. О., Чашин Д. Ю. Патент 1398144 Україна, МПК Е04В 7/22. Покрiвельна панель для мiнiмiзування витрат на охолодження будинкiв. Заявник та патентовласник ДВНЗ «ПДАБА». № u 2019 06733, заявл. 14.06.2019; опубл. 27.01.2020. Бюл. № 2. 4 с.


Захаров А. В., Сычкина Е. Н., Пономарев А. Б. Энергоэффективные конструкции в строительстве [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособ. Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2017. 103 с.


Березюк А. М., Дікарев К. Б., Папірник Р. Б., Скокова А. О., Кузьменко О. М. Дослідження практичного застосування і ефективності використання відновлюваних джерел енергії у житловому будівництві. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. Дніпропетровськ : ДВНЗ ПДАБ, 2013.
№ 8. С. 28–32.


ДБН В.2.6-31:2016. Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель. Київ : Мінрегіон України, 2017. 42 с.

 

Любарець О. П., Сенчук М. П., Любарець В. О. Опалення. Визначення теплової потужності системи опалення» для студентів спеціальності «Будівництво та цивільна інженерія» (спеціалізація «Теплогазопостачання і вентиляція»). Київ : КНУБА, 2016. 34 с.

 

ДБН В.2.5-67:2014. Опалення, вентиляція та кондиціонування. Київ : Мінрегіонбуд та ЖКГ України, ДП «Укрархбудінформ» Мінбуду України, 2013. 141 с.

 

ДСТУ Б ЕN 12831:2008. Системи опалення будівель. Метод визначення проектного теплового навантаження. Київ : Мінрегіон України, 2012. 72 с.

 

ДСТУ Б ЕN 15251:2011. Розрахункові параметри мікроклімату приміщень для проектування та оцінки енергетичних характеристик будівель по відношенню до якості повітря, теплового комфорту, освітлення та акустики. Київ : Мінрегіонбуд та ЖКГ України, 2012. 71 с.