Аналіз технологій утилізації теплового потенціалу вентиляційних викидів

Abstract

Мета. Дане дослідження спрямоване на проведення комплексного аналізу сучасних технологій утилізації теплового потенціалу вентиляційних викидів та оцінку їхньої ролі у забезпеченні нормативних вимог енергоефективності будівель. Основна увага приділяється визначенню найбільш ефективних конфігурацій систем рекуперації для різних типів об’єктів у контексті декарбонізації енергетичного сектору України. Методика. У роботі застосовано методи системного аналізу діючої нормативно-правової бази (ДБН, Директиви ЄС) та порівняльний аналіз технічних характеристик сучасного вентиляційного обладнання. Використано термодинамічний підхід для оцінки ефективності передачі теплоти в роторних, пластинчастих рекуператорах та системах на базі теплових труб. Дослідження базується на моделюванні процесів низькопотенційної утилізації тепла з використанням теплонасосних циклів на базі компресорних установок. Результати. Проведено порівняльну характеристику ефективності повернення теплоти для основних типів теплообмінних пристроїв. Встановлено, що використання витяжного повітря як стабільного джерела енергії для теплових насосів дозволяє досягти високих значень COP навіть при низьких температурах зовнішнього середовища. Визначено критичні параметри розподілу температур на поверхнях теплообміну, що дозволяє мінімізувати ризики обмерзання та корозії обладнання. Доведено, що інтеграція активних систем утилізації тепла є необхідною умовою для досягнення показників будівель із близьким до нульового споживанням енергії (NZEB). Наукова новизна. Авторами обґрунтовано концепцію синергетичного поєднання пасивних методів рекуперації з активними теплонасосними технологіями для глибокої утилізації теплового потенціалу вентиляційних викидів. Удосконалено методичний підхід до оцінки енергетичного потенціалу вторинних ресурсів у специфічних спорудах (підземні та транспортні об'єкти), де стабільність температурного градієнта викидного повітря дозволяє оптимізувати роботу холодильних циклів. Практична значимість. Сформовано практичні рекомендації щодо вибору систем утилізації тепла залежно від призначення об’єкта та вимог до герметичності потоків. Отримані результати можуть бути використані інженерно-технічними фахівцями при проектуванні енергоефективних систем кліматизації, а також для модернізації існуючих вентиляційних мереж з метою зниження експлуатаційних витрат та підвищення класу енергоефективності будівель.