автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Повышение тепловой эффективности одноэтажных зданий с гелиоколлектором

На правах рукописи

БЕГДАЙ СТАНИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРОМ

Специальность 05 23 03 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование

воздуха, газоснабжение и освещение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2008

003172167

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Амерханов Роберт Александрович Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Грига Анатолий Данилович

Волжский филиал ГОУ ВПО Московский энергетический институт (технический университет)

кандидат технических наук, Чичиров Константин Олегович

ГОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Ведущая организация ГОУ ВПО Ростовский государственный

строительный университет

Защита состоится 27 июня 2008 г в 13 00 на заседании диссертационного совета Д 212 026 03 при ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете, 400074, г Волгоград, ул Академическая, 1 (ауд 710, корп В)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 26 мая 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Сергина Н М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с довольно бурным строительством жилых одноэтажных зданий и большим расходом тепловой энергии этими зданиями была проведена предварительная оценка, которая показала, что жилые помещения часто не отвечают современным требованиям по затратам тепловой энергии для поддержания требуемых температур воздуха в помещении, хотя возможная экономия теплоты для большинства жилых одноэтажных зданий может составлять до 50 % от уровня теплопотребления на данный момент В условиях, где суммарная солнечная радиация на горизонтальную поверхность составляет от 1200 до 1400 кВтч/м2, следует обратить внимание на дома, в которых используются солнечные коллекторы Несмотря на то, что сейчас в России общая площадь солнечных нагревательных установок составляет около 10 тысяч м2 и большая их часть работает в Краснодарском крае, до сих пор не уточнена рациональная толщина теплоизоляции нерабочей (тыльной) поверхности солнечного коллектора в условиях Краснодарского края

Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на повышение тепловой эффективности одноэтажных зданий с гелиоколлектором, конечной целью которых является обеспечение микроклимата в помещениях одноэтажных зданий и снижение энергозатрат на работу установок микроклимата, а также на обоснование рациональной толщины теплоизоляции нерабочей поверхности солнечного коллектора в условиях Краснодарского края

Работа выполнялась в соответствии с программами ГР № 01 2 001 13477 "Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания" на 2001-2005 гг, ГР № 01 2 006 06851 «Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологии и источников электроснабжения» на 2006-2010 гг, а также в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО Кубанского государственного аграрного университета

Цель работы - повышение теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий и нерабочих поверхностей гелиоколлекторов

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи анализ существующих методов расчета теплопередачи через ограждающие конструкции зданий,

совершенствование расчетной модели теплопередачи через ограждающие конструкции зданий,

аналитические и экспериментальные исследования по определению рациональной толщины и вида теплоизоляции ограждающих конструкций здания,

аналитические и экспериментальные исследования по определению рациональной толщины и вида теплоизоляции нерабочих поверхностей гелиоколлекторов в условиях Краснодарского края Основная идея работы состоит в применении рациональной толщины теплоизоляционного материала с внешней стороны ограждающей конструкции здания для снижения потерь теплоты из помещения и уточнении рациональной толщины теплоизоляционного материала нерабочих поверхностей гелиоколлекторов в условиях Краснодарского края

Методы исследования включали методы физического и математического моделирования процессов теплопередачи, экспериментальные исследования в лабораторных условиях

Научная новизна работы заключается в том, что

- уточнена модель процесса нестационарной теплопроводности многослойной стенки при граничных условиях Ш-го рода,

- получены экспериментальные данные, характеризующие значения сопротивления теплопередаче ограждения при установке теплоизоляционного слоя,

- по результатам численного эксперимента определены потери эксэргии для утепленного и неутепленного участков стен,

- получены результаты теоретического и экспериментального исследования повышения тепловой эффективности здания с гелиоколлектором

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделирования изучаемых процессов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, проведенных в условиях термобарокамеры, с результатами других авторов Практическое значение работы:

- усовершенствована методика расчета ограждающих конструкций зданий,

- по результатам численного и физического эксперимента определена рациональная толщина и вид теплоизоляции ограждающих конструкций зданий в условиях средней полосы России,

- по результатам численного эксперимента определена рациональная толщина теплоизоляции нерабочих поверхностей гелиоколлектора в условиях Краснодарского края

Реализация результатов работы:

- разработаны методические рекомендации по дисциплине «Проектирование систем теплоснабжения», для специальности 110302 65 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

- результаты работы переданы для использования при проектировании в ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой»

- материалы диссертационной работы использованы кафедрой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха Ростовского государственного строительного университета в курсах лекций по дисциплинам специализации для студентов специальности 2907 00 "Теплогазоснабжение и вентиляция" и кафедрой энергетики и возобновляемых источников энергии Кубанского государственного аграрного университета в курсах лекций, а также в дипломном проектировании при подготовке инженеров по специальности 110302 03 «Энергообеспечение сельского хозяйства»

На защиту выносятся:

- расчетная модель процесса нестационарной теплопроводности многослойной стенки,

- экспериментальные данные, характеризующие значения сопротивления теплопередаче ограждения при установке теплоизоляционного слоя,

- результаты теоретического исследования потерь эксэргии, основанного на экспериментальных исследованиях утепленного и неутепленного участков стен,

- результаты теоретического и экспериментального исследования повышения тепловой эффективности здания с гелиоколлектором

Апробация работы.

Основные положения диссертации изложены и обсуждены на Международных конференциях «Проблемы промышленной теплотехники» (2007 г , г Киев, Украина), «Строительство-2005» (2005 г , г Ростов-на-Дону), научно - практических конференциях «Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК» (2005 г, г Краснодар), «Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК» (2006 г, г Краснодар), «Труды Кубанского Государственного Аграрного Университета» (2007 г , г Краснодар)

Публикации.

Основные результаты диссертационных исследований изложены в 8 работах

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы Общий объем работы 131 страница, в том числе 27 рисунков на 22 страницах, 9 таблиц на 8 страницах, список литературы из 147 наименований на 15 страницах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна и

практическая значимость, а также приведены данные о реализации полученных результатов

Первая глава посвящена обзору применяемых в настоящее время способов обеспечения тепловой эффективности здания, сравнительной оценке сопротивления теплопередаче внешних ограждающих конструкций

Общеизвестно, что около 90% действующего жилого фонда не соответствует требованиям теплозащиты, применяемым в настоящее время по СНиП 23-02-2003 в нашей стране В России удельная потребность сооружений в тепловой энергии составляет 350-550 кВтч/(м2год) В Скандинавских странах дома потребляют 120-150 кВт ч/(м2 год) Одним из факторов, из-за которых в России такое большое потребление тепловой энергии, является применение недостаточно точных проектных решений

Исследовательской работе в этой области посвящены научные труды В Н Богословского, М М Бродач, А А Долинского, Б X Драганова, Ю А Табунщикова и других ученых

Действенный путь в экономии топливно-энергетических ресурсов и достижении нормируемых параметров микроклимата при теплообеспечении одноэтажного здания заключается в применении экономически обоснованной теплоизоляции наружных ограждающих конструкций и в использовании нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

В работе выполнен анализ теплоизоляционных материалов, а также приведены характеристики возобновляемых источников энергии, которые целесообразно использовать в здании

На основе аналитического обобщения известных научных и технических решений был обоснован выбор направления исследований

Вторая глава посвящена выбору структуры здания, приведены результаты разработки энергоэффективной структурной схемы (рис 1) здания с использованием альтернативных источников энергии, которая включает следующие энергосберегающие мероприятия

- устройство ограждающих конструкций, с повышенной теплозащитой,

- применение солнечных коллекторов в системе теплоснабжения здания,

- долгосрочное аккумулирование теплоты,

- использование тепловых насосов,

- решение указанных задач энергосбережения осуществляется на основе математического и физического моделирования

изучаемых явлений

1 — гелиопрофиль, 2 — водопровод, 3 — теплоаккумулятор, 4 — первичный подогреватель, 5, 6 — насос, 7 — тепловой пункт, 8 — солнечное излучение, 9 — тепловой насос, 10 — наружный воздух, 11 — вытяжной воздух из помещений, 12 — выбросной воздух, 13 —трехходовая арматура

В качестве определяющих факторов достижения рационального уровня энергоэффективности в работе рассматриваются первые два пункта При этом в качестве солнечных коллекторов предлагаются разработанные автором

гелиопрофили, прототипом которых стал гелиопрофиль «ТЕПС», в которых теплоносителем может служить как жидкость, так и воздух

Третья глава посвящена теоретическим исследованиям изучаемых явлений процесса теплопроводности через ограждающие конструкции зданий

Известно, что в реальных условиях эксплуатации здания внешние ограждающие конструкции заметно изменяют свои теплофизические характеристики На основе экспериментальных данных без особой погрешности можно утверждать, что теплопроводность и удельная теплоемкость являются линейной функцией температуры В этом случае, процесс теплопроводности через ограждающую конструкцию следует решать с помощью нелинейных дифференциальных уравнений

'а СО

Чя.к г СО

Рис 2 Расчетная схема процесса теплопроводности через трехслойную стенку при граничных условиях Ш-го рода Расчетная схема процесса теплопроводности через внешние трехслойные стены и данные для физико-матемаческой постановки задачи приведены на рис 2

Система уравнений для трехслойных стен имеет вид

д!к(х,х) д21к(х,х)

дх

дх1

, т>0, 1к^<х<1к!к= 1,2,3

(1)

Начальные условия принимают в виде линейной зависимости температуры от координаты в каждом пласте трехслойной стены

Граничные условия на внешних поверхностях трехслойных стен записываются следующим образом д1,

дх

+ кнф,х ) = \ 1не(х)

(2)

По условиям сопряжения равенство тепловых потоков через смежные контактирующие поверхности х - 1ц,

л,/,---- Лт/,---

(3)

дх дх

Условия сопряжения второго и третьего слоев на контактных поверхностях

X = кн

А.,

(I 2/¡* ^ _ л //

дх

дх

(4)

Решение задачи для однослойного ограждения

(т(х, т) = У01{х,т) + £

с,

Ц>)РЛху.

: р(х)Ру1 (х)с1х + ^ Ру1 (/, )р(11)\Ч 01И х с""' (Г_Ы)£/й; + 4>1

+

айХНйХРуХ{1й)р(1й)х ^Ие

о 151

Для и - слойного ограждения

м

С„

(5)

+

г -л^г-®)

+ а„„|е (ЩяР(1я)р{}п)<ря(а>)-

т 0

-РЛК-дрЦ-х)

Л«

12 3 4 5_В ? 8 I Ю П 12 13 Н в В 17 II 13 20 21 22 Г, Г

' ........ ....

-37

-43

•2ФШ:

Т^Х"

чл Я" I

ц,Вт/м' ¡1

О 1 2 3 4 5 е 7 I } Ю II 12 а И /5 15 17 № 19 20 21 22 Г, г

Рис 3 Графики зависимости температур (а)и удельных тепловых потоков (б), проходящих через трехслойную ограждающую конструкцию, от времени -----------линейный расчет,_нелинейный расчет

Результаты расчетов температурных полей и тепловых потоков, представленные на рис 3, показывают, что учет нелинейности вносит значительные поправки в расчетах - до 26,3 % при влажности 2,3% в сравнении с линейными Например, если расчетная толщина стены, необходимая для обеспечения нормируемых параметров микроклимата, рассчитанная линейным методом, составляет 100 мм, то при использовании предлагаемых нелинейных методов расчета она составит 73,7 мм При этом разница между теоретическим расчетом теплового потока и данными экспериментов, выполненных в

КиевЗНИИЭП (рис 3), составляет 3 %, что говорит о достаточно высокой точности расчета теплового потока Поэтому проектные решения на основе нелинейных методов расчета позволяют уменьшить затраты на обеспечение нормируемых параметров микроклимата здания, что, как следствие, сказывается на понижении стоимости 1 м2 здания

Задача рационализации теплозащиты зданий является многофакторной В работе проводится расчетное выражение для определения рациональной толщины и вида теплоизоляции ограждающих конструкций с помощью метода дисконтированного дохода Выражение для определения рациональной толщины изоляции сроком эксплуатации Т лет имеет вид

5™=я\ Я1 к°я (7)

Из множества теплоизоляционных материалов для примера были выбраны минеральная вата и 81угоГоат Результаты исследований, отраженные в табл 1, показали, что рациональная толщина теплоизоляции ограждающих конструкций здания для средней полосы России составляет 80 мм, но так как цены на энергоносители растут быстрее, чем прогнозы, то следует отдать предпочтение 100 миллиметровой толщине Проанализировав данные из табл 1, можно заключить что при выборе между минеральной ватой и

Таблица 1 - Показатели эффективности инвестиций

Термореновационные мероприятия Срок окупаемости, год Показатели эффективности инвестиций

ЧДД, руб ВНД, %

Утепление стен 51угойэат толщина 8 см толщина 10 см 5,58 5,56 1,17 1,10 18,4 18,3

Утепление стен минеральной ватой толщина 8 см толщина 10 см 6,09 6,16 0,96 1,0 16,4 16,2

Утепление крыши 81угой)аш толщина 8 см толщина 10 см 6,43 6,39 2,28 2,56 15,2 15,2

Утепление крыши минеральной ватой толщина 8 см толщина 10 см 8,07 8,46 1,17 1,0 11,2 10,0

81уго{оат, предпочтение следует отдавать последнему, так как он имеет более высокие экономические показатели. Необходимо также отметить, что в результате довольно длительных опытно - промышленных исследований, направленных на уточнение вида теплоизоляции и расчета по предлагаемым выше методикам, уточнена толщина теплоизоляции ^угоЛшп) в условиях Краснодарского края для нерабочей части гелиоколлектора, которая составляет 46,2 мм.

В четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований. Опыты по определению термического сопротивления теплоизоляционной панели проводились на базе термобарокамеры КТВУ-8000/2, обеспечивающей расчетные значения температур наружного воздуха в больших пределах (до - 30 °С). Управление процессом измерения тепловых потоков и температур осуществлялось с помощью блока связи БС-2, имеющей 300 каналов ввода. На рис. 4 изображена схема монтажа в

...........

Тепломеры

Термопары

I____/__J

Ф с«

Ч^Образец стеновой панели

Рабочий спаи !. термодатчз

х1

: Уплотнитель

I

Коммутатор

Сосуд / Л<,а"а Блок

реестрации

данных

Рабочая зона

Рис. 4. Схема монтажа в термобарокамере испытуемого образца стеновой панели и размещение на ней датчиков температуры и теплового потока

термобарокамере испытуемого образца стеновой панели и размещение на ней датчиков температуры и теплового потока. Температура и тепловые потоки определялись контактной теплометрической аппаратурой. Все экспериментальные данные обрабатывались программой Excel с помощью коммутатора и АЦП.

Для эксперимента варианта № 1 использовалась панель с типовым сопротивлением теплопроводности, а для эксперимента варианта № 2 - панель с теплоизоляционным слоем из 81угой)ат с уточненной рациональной толщиной 8 = 100 мм Условия проведения экспериментов варианта № 1 и № 2 одинаковые температура холодного отсека камеры - 24 °С, теплого отсека +16 °С

На рис 5 приведены результаты экспериментов № 1 и № 2 Из этих графиков

Ч, Вт'н

0 4 8 12 16

Рис 5 Изменения тепловых потоков через стеновую панель № 1 типовая стена и № 2 улучшенная стена

•датчик 201 — датчик 202 - датчик 203

датчик 205 датчик 206 - датчик 204

следует, что тепловые потоки для случая рационально теплоизолированной панели в 1,8 раза меньше, чем для неизолированной панели с стандартными показателями термического сопротивления Данные расчета сопротивления теплопередаче стеновой панели представлены в табл 2 Сопротивление теплопередаче при использовании ограждающих конструкций с нормой по СНиП 23-02-2003 2,1 м2 К /Вт и предлагаемого рационального в условиях Краснодарского края соответственно - 3,82 м2 К/Вт

В работе приведены результаты экспериментальных исследований гелиоколлектора Зависимость КПД солнечного коллектора г| от мощности солнечного излучения Е показана на рис 6 при различных сочетаниях входной и выходной температуры теплоносителя (1„х / 1„ых)

Таблица 2 - Расчет сопротивления теплопередаче стеновой панели

Номер эксперимента Нормированные Площади Данные

Средние значения знамения участков расчета

т., Т т„„ 0 С q, Вт/м2 а», Вт/Гм2 Ю а„„ Вт/Гм2 Ю К м2 R,„ м2 К/Вт

1 16,26 -24.53 22,51 0.220 1.94

2 16,28 -24,43 20,52 0,220 2.14

И н 16,18 -23.97 22,02 0.220 2.01

О ГЗ 4 15,58 -24.61 20,12 0.154 2.15

№ 1 & 5 15,73 -24.50 19,98 0,154 2.17

о. <D 6 15,87 -24,29 20,21 0.154 2.16

О 7 15,00 -24.43 20,14 0,220 2.09

8 14,88 -23.12 20,31 0.220 2.16

9 14,92 -23,89 20,89 87 23 0.220 2.05

1 16,38 -24,76 10,66 0.220 3.99

2 16,50 -24,93 11,56 0,220 3.74

X н 16.44 -24.45 10,95 0.220 3.91

о л 3" 4 1581 -24,59 10,99 0.154 3.86

№2 5 16,07 -24.50 11,56 0,154 3.67

о. и 6 16,14 -24,59 11,29 0,154 3.83

О 7 15,27 -24,74 11,18 0,220 3.64

Ж 8 15,22 -24,31 11,30 0,220 3.74

9 15,18 -23,75 10,48 0,220 3.97

По результатам экспериментальных исследований видно, что в зависимости от времени года значение коэффициента использования солнечной энергии лежит в пределах от 200 Вт/м2 до 1000 Вт/м2 (рис 5)

0,70 0,60

Коэффициент о 50 использования ^ солнечной энергии п.% 0 ^

0 20 0 10 0 00

—о— —0—

У

*

200

400

600

1000

35/55 зима 15/55 зима 35/55 весна-осень 15/35 зима 15/55 весна-осень 35/55 лето 15/35 весна-осень 15/55 лето 15/35 лето

Мощность солнечного излучения Е, (Вт/м"2)

Рис 6 Зависимость коэффициента использования солнечной энергии от мощности солнечного излучения Е (Вт/м2) Таким образом, обрабатывая полученные данные и используя изложенные

ранее методы расчета, получаем, что для условий Краснодарского края

толщина теплоизоляции (81угой>ат) тыльной части гелиоколлектора которая

составляет 46,2 мм

Пятая глава посвящена рационализации теплозащиты наружных ограждающих конструкций здания Метод рационализации основан на теоретике- графовых построениях и эксергетическом анализе, и его результаты нужно использовать как первый шаг на пути рационализации и только потом прибегать к методам, изложенным в третьей главе

Для реализации данного метода необходимо построить структурный граф процесса теплопроводности и уравнения теплообмена в матричной форме Затем оценивают потери эксергии, которые при теплообмене определяются соотношением

Епот= <2 А г, (8)

Для не теплоизолированной панели потери эксергии составили Е„от\ - 3,23 Дж/м2, а для теплоизолированной Е„от2 = 1,68 Дж/м2

Таким образом мы получили систему последовательных действий, которые необходимо реализовывать для эффективного использования тепловой энергии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие основные выводы:

1 Уточнена математическая модель процесса и приведен метод расчета нестационарной теплопроводности через ограждающую конструкцию здания при соответствующих граничных и начальных условиях Для достижения нормируемых параметров микроклимата проведен сравнительный анализ результатов решений линейных и нелинейных моделей нестационарной теплопроводности при граничных условях третьего рода через ограждающие конструкции здания, который показал, что при расчете ограждающих конструкций с помощью нелинейных моделей степень точности результатов может быть выше на 26% при влажности материала 2,3% Результаты экспериментальных исследований

показали, что погрешность для прелагаемых методов расчета процесса теплопередачи составляет 3% Поэтому для достижения желаемых параметров микроклимата в помещении здания рекомендуется обращаться к нелинейным моделям процесса теплопроводности через ограждающие конструкции зданий

По результатам теоретических исследований проведен эксперимент, с помощью которого определено реальное сопротивление теплопередаче рационально утепленной стены, равное 3,82 м2 К/Вт Результаты решения задачи рационализации толщины ограждающих конструкций здания показали, что удельные расходы эксергии для неизолированного ограждения составляют 3,23 Дж/м2, а для теплоизолированного ограждения — 1,68 Дж/м2 Метод, основанный на теоретико-графовых концепциях и эксергетическом анализе, позволяет определить рациональный вариант как в энергетическом, так и экономическом отношении

В результате уточнения методик расчета рациональной толщины теплоизоляции зданий было получено значение толщины теплоизоляции 81угоГоаш для условий средней полосы России, составляющее 80 мм Но так как цены на энергоносители растут быстрее, чем прогнозы, то следует отдать предпочтение 100 миллиметровой толщине

В результате расчета нелинейной теплопроводности через ограждающие конструкции по уточненной методике и уточенной методике расчета рациональной толщины ограждающих конструкций, а также по результатам длительных опытно промышленных исследований уточнена толщина 31уго1оат теплоизоляции нерабочей части солнечного коллектора, составляющая 46,2 мм в условиях Краснодарского края, Экономический эффект от внедрения методик расчета в ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой» на примере дома, построенного в городе Урюпинск по улице Большая Мушкетовская, дом 26, составил 18362,37 рублей

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а - коэффициент теплообмена, Вт/(м2К), X - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК), с] - удельный тепловой поток, Вт/м2, Р - площадь поверхности, м2, Я - термическое сопротивление, (м2К)/Вт, р - плотность, кг/м3, / - длинна участка, м, И - относительный коэффициент теплообмена, а - коэффициент температуропроводности, м2/с, тс — эксергетический температурный коэффициент,

Индексы в - внутренней, вн - внешний, н - наружный, о - ограждение

СОКРАЩЕНИЯ ЧДД— чистый дисконтированный доход, ВИД— внутренняя норма доходности

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Публикации в ведущихрег/ензируемых научно-технических журналах

1 Бегдай, С.Н. Экспериментальные исследования сопротивления теплопередаче внешней ограждающей конструкции [Текст] / С Н Бегдай // Энергосбережение и водоподготовка 2007 № 4 (48) - С 69-70

2 Бегдай, С.Н. Анализ эффективности микроклимата помещений [Текст] / К А Гарькавый, С Н Бегдай // Энергосбережение и водоподготовка 2006 № 6 (44) - С 76-78

3 Бегдай, С.Н. Метод расчета теплового режима трехслойных ограждающих конструкций [Текст] / Р А Амерханов, К А Гарькавый, С Н Бегдай // Изв вузов Сев -Кавк регион Технические науки 2005 № 4 - С 50-52

4 Бегдай, С.Н. К проблеме энергоэффективных зданий [Текст] / РА Амерханов, С Н Бегдай // Изв вузов Сев -Кавк регион Технические науки 2005 №2 - С 91-94

5 Бегдай, С.Н Методы численного расчета теплового режима помещений [Текст] /РА Амерханов, С Н Бегдай // Изв вузов Сев -Кавк регион Технические науки 2005 Специальный выпуск - С 75-76

Отраслевые издания и материалы конференций

6 Бегдай, С.Н. Математическая модель нестационарной одномерной теплопроводности через наружную однослойную стенку помещения [Текст] / С H Бегдай // Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК [посвящ 150-летию H Тесла труды] / Кубанский гос агр ун-т -Вып 421(151) — Краснодар КубГАУ, 2006 ISBN 5-94672198-4 -С 73-77

7 Бегдай, С.Н. Методы оптимизации энергосберегающих мероприятий для зданий [Текст] / С H Бегдай, Р А Амерханов // Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК Сб науч тр/КубГАУ -Краснодар Изд-во КубГАУ, 2005 - С 141-147

8 Бегдай, С.Н. Концепция построения норм для зданий с эффективным использованием энергии [Текст] / РА Амерханов, С H Бегдай // Строительство-2005 Материалы Междн научно-практической конф -Ростов-на-Дону Рост гос строит ун-т, 2005 -С 283-285

БЕГДАЙ СТАНИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРОМ

Специальность 05 23 03 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Сдано в набор 22 05 2008г Подписано в печать 23 05 2008г Формат 60x84 1/16 Печатный лист 1,0 Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman Тираж 100 экз Заказ 850

Сверстано и отпечатано ВРО № 100589, п-л Купреев В В 350240, Краснодарский край, ст Северская, ул Народная, 41

Перечень обозначений, индексов и сокращений

Введение

Глава 1. Обзор современного состояния и перспективы развития 11 строительства энергоэффективных зданий

1.1. Общие сведения

1.2. Сравнительная оценка сопротивления теплопередаче внешних 13 ограждающих конструкций

1.3. Использование возобновляемых источников энергии

1.4. Разработка возможного варианта энергоэффективного здания

1.5. Выводы по главе

Глава 2 Анализ методов решения задачи теплопроводности при различных граничных условиях и возможной структуры энергоэффективного здания с использованием альтернативных источников энергии

2.1. Анализ методов решения задачи теплопроводности

2.2. Анализ структуры энергоэффективного здания

2.3. Анализ конденсационной техники

2.4. Выводы по главе 2 49 3. Теоретические исследования

3.1. Математическая модель теплопередачи через ограждающую конструкцию здания 50 <

3.1.1. Нестационарные нелинейные процессы теплопроводности

3.1.2. Результаты расчетов нестационарных нелинейных и линейных процессов теплопроводности

3.2. Оценка экономической эффективности мероприятий по энергосбережению в коммунально-бытовых и сельскохозяйственных сооружениях

3.3. Технико-экономическая рационализация теплоизоляции внешних, ограждающих конструкций

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальные исследования

4.1. Экспериментальные исследования изолированной наружной ограждающей конструкции

4.1.1. Методика определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

4.1.2. Оборудование и приборы эксперимента

4.1.3. Объект испытаний

4.1.4. Метод проведения исследований

4.1.5. Обработка полученных результатов

4.1.6. Определение сопротивления теплопередаче испытываемой стеновой панели

4.2. Исследования предлагаемого гелиопрофиля '

4.2.1. Объект испытаний и экспериментальная установка

4.2.2. Результаты испытаний

4.3. Выводы по главе

Глава 5. Рационализация теплозащитных средств ограждений здания методами теоретико-графовых построений и эксергетического анализа

5.1. Общие сведения

5.2. Основы теории графов и теоретико-графовых построений

5.3. Основы эксергетического анализа энергетических систем

5.4. Рационализация теплопередачи через ограждающую конструкцию 108 здания

5.5. Выводы по главе 5 110 Общие выводы 111 Библиографический список 113 Приложение а 128 Приложение б 129 Приложение в

Перечень обозначений, индексов и сокращений

Обозначения

А — площадь поверхности; амплитуда колебания температуры воздуха; а — коэффициент температуропроводности; С — стоимость; концентрация данного компонента; с — удельная теплоемкость; Е — поток эксергии; эксергия; е — эксергия; АЕ — экономия средств; F — площадь;

Go — тариф на тепловую энергию в отопительном сезоне;

Н— высота; относительный коэффициент теплообмена; h — высота; энтальпия; относительный коэффициент теплообмена; цена одного м тепловой изоляции;

А1п — доход;

J— плотность; j — удельная плотность диффузионного потока;

Z—стоимость показателей; затраты; критерий эффективности; х, у, z — компоненты декартовых координат;

Ц— цена продукции;

П— потери эксергии; а — коэффициент теплоотдачи;

Р — коэффициент линейной зависимости удельной теплоемкости от температуры;

5 — толщина материала; в — показатель эффективности; коэффициент линейной зависимости теплопроводности от температуры; у — коэффициент восприятия солнечной радиации; г| — коэффициент полезного действия;

Ф — функция времени; коэффициент технико-экономического совершенства;

X — теплопроводность; р — плотность;

А — доверительный интервал;

Ч' — целевая функция; у — функция времени; т — время; хе — эксергетический температурный коэффициент; К — коэффициент теплопотерь; к — коэффициент теплопередачи; показатель адиабаты; L — максимальный номер итераций; длина; М—расход теплоносителя;

Мт — удельная мощность внутренних источников влаговыделения; * т — массовый расход вещества; N— мощность; количество элементов системы;

Р — давление; условия однозначности; коэффициент положения солнечного коллектора; р — давление; доверительная вероятность; Q -— тепловой поток; q — удельный тепловой поток;

R — газовая постоянная; термическое сопротивление; г — норма дисконта;

S — площадь сечения; постоянная часть инвестиционных средств; энтропия; s —■ удельная энтропия;

Т— температура; принятый срок эксплуатации; Т0 — критерий реальных инвестиций; Тэ — экспериментальные данные; t — температура;

U — гидравлические характеристики коллектора; и — компонент скорости;

V—■ объем; v — удельный объем; скорость; конструктивный коэффициент; местный коэффициент гидравлического сопротивления;

Индексы нижние а — аккумулятор; в — внутренний; на входе; вн — внешний; вых — выходной; тк — гелиоколлектор; е — эксергия; ж — жидкость; i — номер стены; к — конвективный; номер слоя ограждения; Карно; л — лучистый; н — наружный; о — значение параметра при 0°С; начальное значение; ок — окупаемость; опт — оптимальный; п — пара; погл — поглощенный; под — подведенный; р — радиационный; cm — стекло; т — теплота; тн — теплового насоса; тр — трубопровод;

гр — грунт; ср — средний; min — минимальный; max — максимальный.

Сокращения

ДЦ — дисконтированный доход; ПТР — полупроводниковый терморегулятор; ОЗТ— обратная задача тепломассообмена; ТЕПС — тепловая преобразующая система; ТСЭ — тепловоспринимающий элемент; ЧДД— чистый дисконтированный доход;

Введение

Актуальности темы. Исследования показывают, что удельный расход тепловой энергии зданиями в России в 2.2,5 раза больше, чем в европейских странах, расположенных, примерно, в аналогичных климатических условиях. Общеизвестно, что для снижения расхода тепловой энергии необходимо применять более точные методы расчета теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий, использовать теплоизоляционные материалы для тепловой защиты ограждающих конструкций зданий, толщина которых должна быть экономически обоснована.

В связи с довольно бурным строительством жилых одноэтажных зданий в Краснодарском крае и большим расходом тепловой энергии этими зданиями была проведена предварительная оценка, которая показала, что жилые помещения часто не отвечают современным требованиям как по обеспечению нормируемых параметров микроклимата, так и по затратам тепловой энергии для поддержания требуемых температур воздуха в помещении. При этом возможная экономия теплоты для большинства жилых одноэтажных зданий может составлять до 50 % от состояния теплопотребления на данный момент. В условиях Краснодарского края, где суммарная солнечная радиация на горизонтальную поверхность составляет от 1200 до 1400 кВтч/м2, следует обратить внимание на дома, в которых используются для различных нужд солнечные коллекторы. Как показали длительные опытно промышленные исследования на примере гелиоустановок Краснодарского края, не каждый солнечный коллектор произведенный заводами СССР и России соответствует ГОСТ Р 51595-2000 в части срока их службы, следовательно необходимо уточнение конструкции существующих решений, а так же уточнение рациональной толщины для них.

Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на повышение тепловой эффективности одноэтажных зданий с гелиоколлектором конечной целью которых является обеспечение микроклимата в помещениях одноэтажных зданий и снижение энергозатрат на работу установок микроклимата, а также на уточнение конструкции солнечного коллектора и его теплоизоляции.

Объектом исследования является одноэтажное энергоэффективное здание, использующее солнечный коллектор . '

Предмет исследования — взаимосвязи и закономерности тепломассообменных и конструктивных параметров, которые могут обеспечить эффективность энергосберегающих мероприятий.

Цель работы — повышение теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий и нерабочих поверхностей гелиоколлекторов.

Задачи исследования. Для достижения поставленной' цели были определены следующие задачи исследований: анализ существующих методов расчета теплопередачи через ограждающие конструкции зданий; совершенствование расчетной модели теплопередачи через ограждающие конструкции зданий; аналитические и экспериментальные исследования по определению рациональной толщины и вида теплоизоляции ограждающих конструкций здания; аналитические и экспериментальные исследования по определению рациональной толщины и вида теплоизоляции нерабочих поверхностей гелиоколлекторов в условиях Краснодарского края.

Методы исследований включали: методы физического и математического моделирования процессов теплопередачи; экспериментальные исследования в лабораторных условиях.

Научная новизна работы заключается в следующем: уточнена модель процесса нестационарной теплопроводности многослойной стенки при граничных условиях Ш-го рода; получены экспериментальные данные, характеризующие значения сопротивления теплопередаче ограждения при установке теплоизоляционного слоя; по результатам численного эксперимента определены потери эксэргии для утепленного и неутепленного участков стен; получены результаты теоретического и экспериментального исследования повышения тепловой эффективности здания с гелиоколлектором.

Достоверность полученных результатов научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделирования изучаемых процессов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, проведенных в условиях термобарокамеры с результатами других авторов.

Практическая значимость работы:

- усовершенствована методика расчета ограждающих конструкций зданий;

- по результатам численного и физического эксперимента определена рациональная толщина и вид теплоизоляции ограждающих конструкций зданий в условиях средней полосы России;

- по результатам численного эксперимента определена рациональная толщина теплоизоляции нерабочих поверхностей гелиоколлектора в условиях Краснодарского края.

Личный вклад соискателя. Выполнены исследования термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в условиях климатической камеры с использованием контактной теплометрической аппаратуры. Изложен метод и выполнен расчет рационализации теплоизоляции внешних ограждающих конструкций. Разработана структура энергосбережения здания с возможным использованием солнечной энергии. Приведены математические и выполнены соответствующие расчеты. Разработан гелиоколлектор.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертации изложены и обсуждены на Международных конференциях «Проблемы промышленной теплотехники» (22-26 мая 2007 г., Киев, Украина), «Строительство-2005» (2005 г. Ростов-на-Дону); научно — практических конференциях: «Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК» (2005 г. Краснодар), «Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК» (2006 г. Краснодар), «Труды Кубанского Государственного Аграрного Университета» (2007 г. Краснодар).

Публикации. По результатам выполненных исследований диссертантом опубликовано 9 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы. Общий объем работы 131 страница, в том числе: 27 рисунков; 9 таблиц; список литературы из 147 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена математическая модель процесса и приведен метод расчета нестационарной теплопроводности через ограждающую конструкцию здания при соответствующих граничных и начальных условиях. Для достижения нормируемых параметров микроклимата проведен сравнительный анализ результатов решений линейных и нелинейных моделей нестационарной теплопроводности при граничных условях третьего рода через ограждающие конструкции здания, который показал, что при расчете ограждающих конструкций с помощью нелинейных моделей степень точности результатов может быть выше на 26% при влажности материала 2,3%. Результаты экспериментальных исследований показали, что погрешность для прелагаемых методов расчета процесса теплопередачи составляет 3%. Поэтому для достижения желаемых параметров микроклимата в помещении здания рекомендуется обращаться к нелинейным моделям процесса теплопроводности через ограждающие конструкции зданий.

2. По результатам теоретических исследований проведен эксперимент, с помощью которого определено реальное сопротивление теплопередаче рационально утепленной стены, равное 3,82 м -К/Вт.

3. Результаты решения задачи рационализации толщины ограждающих конструкций здания показали, что удельные расходы эксергии для неизолированного ограждения составляют 3,23 Дж/м2, а для теплоизолированного ограждения — 1,68 Дж/м . Метод, основанный на теоретико-графовых концепциях и эксергетическом анализе, позволяет определить рациональный вариант как в энергетическом, так и экономическом отношении.

4. В результате уточнения методик расчета рациональной толщины теплоизоляции зданий было получено значение толщины теплоизоляции Styrofoam для условий средней полосы России, составляющее 80 мм. Но так как цены на энергоносители растут быстрее, чем прогнозы, то следует отдать предпочтение 100 миллиметровой толщине.

5. В результате расчета нелинейной теплопроводности через ограждающие конструкции по уточненной методике и уточенной методике расчета рациональной толщины ограждающих конструкций, а также по результатам длительных опытно промышленных исследований уточнена толщина Styrofoam теплоизоляции нерабочей части солнечного коллектора, составляющая 46,2 мм в условиях Краснодарского края;

6. Экономический эффект от внедрения методик расчета в ООО «ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой» на примере дома, построенного в городе Урюпинск по улице Большая Мушкетовская, дом 26, составил 18362,37 рублей.

1. Мхитарян Н. М. Гелиоэнергетика. Системы, технологии, применение Текст. / Мхитарян Н. М. К.: Наукова думка, 2002. - 317 с.

2. Скрыпников В.Б., Экономия тепловой энергии в зданиях и сооружениях — актуальная задача Текст./ Скрыпников В.Б., Шевлев Г.А. // Геотехническая механика. Межвед. сборник научных трудов. 2000. № 22. С. 3 1-34.

3. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений Текст. /Пер. с венг. В.М. Беляева. Под ред. В.И. Прохорова и А.Л. Наумова. М.: Стройиздат, 1981.-248 с.

4. Декуша Л.В. О реальных физических свойствах и возможностях «теплоизолирующих» красок Текст./ Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Воръев // Промышленная теплотехника. 2006. № 5. С. 56-58.

5. Дитер Зайфрид. Энергия: вязкие аргументы Текст./ Дитер Зайфрид Информационное агентство «Эхо востока». — К., 1994.

6. Энергетика сегодня и завтра Текст. М.: Энергоатомиздат, 1990. -344 с.

7. Кудря С.А. Використання вщновлюваних джерел енергЙ в Укра'пп i свт Текст. / Кудря С.А., Мхитарян Н.М. // Техшчна термодинамша. — 2000.-4.2. С 60-63.

8. Стребков Д.С. Роль возобновляемой энергии в энергетике будущего Текст. / Стребков Д.С. // Промышленная теплотехника. 2006. Том 29. №2.-С. 4-10.

9. Ковалко М.П. Енергозбереження — прюритетний напрямок державно!' полггики Украши Текст. / Ковалко М.П., Денисюк С.П.: Вщпов. ред. Шидловский А.К. Кшв: УЕЗ, 1998. - 506 с

10. Драганов Б.Х. Использование возобновляемых и вторичных энергоресурсов в сельском хозяйстве Текст./ Драганов Б.Х. К.: Вища шк., 1988.-56 с.

11. Зоколей С. Солнечная энергия в строительстве Текст. Пер. с анг. / Подред. Ю.Н. Млевского. М.: Стройиздат, 1979. 209 с.

12. Рабинович М.Д. Сравнение различных методов представления климатической информации при расчетной производительности гелиосистем Текст. / Рабинович М.Д.// Теплотехника. 1986. № 3.

13. Емеличев В.А. Лекции по теории графов Текст. / Емеличев В.А. Мельников О .И., Сарванов В .И., Тышкевич Р.И.// М.: Наука 1990-384с

14. Авезов З.Р. Система солнечного тепло- и хладоснабжения Текст./ З.Р. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича. М.: Стройиздат. 1990. 328 с.

15. Odelman Н. New method for estimating solar radiation from bright sunshine data Текст. / Odelman H., Ecevit A., Tasdemiroglu. A // Solar Energy. 1984.33.619.

16. Akinoglu B.G. Construction of a quadratic model using modified Angstrom coefficients to estimate global solar radiation Текст. / Akinoglu B.G., Ecevit A. // Solar Energy. 1990. Vol. 45. № 85.

17. Гамвург П.Ю. Расчет солнечной радиации в строительстве Текст. / Гамвург П.Ю. М.: Стройиздат. 1961. — 168 с.

18. Look D.C. Short method for the analytical determination of atmospheric model parameters Текст./ Look D.C. // Solar Energy. 1975. V. 17. P. 265.

19. Morrison C.A. Development and use of solar insolation data in northern tatitube for South facing surfaces Текст. /Morrison C.A., Feber E.A. // Solar Energy. 1976. V. 17. P. 116-120.

20. Hirachman I.R. The Cousin Function as a mathemical expression for Solar Energy processes Текст. / Hirachman I.R.// Solar Energy. 1974. V. 16. P. 24.

21. Ежов A.B., Гольдштейн Г.К. Методика расчета отраженной солнечной радиации в застройке Текст. /Ежов А.В., Гольдштейн Г.К.// Гелиотехника. 1970. № 6. С. 48-49.

22. Даффи Дж.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии Текст./ Даффи Дж.А., Бекман У.А. М.: Мир, 1977. - 420 с.

23. Драганов Б.Х. Теплометрия в сельском хозяйстве Текст. / Б.Х. Драганов, С.А. Сажина, Ю.М. Сергиенко, В.Г. Федоров Киев: Изд-во УСХА. 1993.-280 с.

24. Klein S.A. Calculation of flat-plate collector less coefficients Текст. / Klein S.A. // Solar Energy. 1975. V. 17. P. 79-80.

25. Бекман У., Расчет систем солнечного теплоснабжения Текст. / Бекман У., Клейн С., Даффи Дж. М.: Энергоиздат. 1982. 80 с.

26. Поз М.Я. Инженерный метод теплотехнического расчета гелиоприемников Текст. / Поз М.Я., Коган Д.Я. // Гелиотехника, 1986. №2. С. 47-51.

27. Валов М.И. Системы солнечного теплоснабжения Текст. / Валов М.И., Казанджан Б.И. М.: Изд-во МЭИ. 1991. - 140 с.

28. Валов М.И. О точности определения интенсивности солнечнойрадиации при расчетах гелиоустановок Текст. / Валов М.И., Горшков Б.Н., Некрасова Э.И. // Гелиотехника. 1982. № 6. С. 47-50.

29. Якубов Ю.Н. Аккумулирование энергии солнечного излучения Текст./ Якубов Ю.Н. Ташкент. Изд-во «Фан». 1981. 105 с.

30. Авезов P.P. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения Текст. / Авезов P.P., Орлов А.Ю. Ташкент: Фан, 1988. 288 с.

31. Карабаев М.К. Численные методы исследования теплоотдачи и трения в профилированных каналах теплоприемников солнечных воздухонагревателей Текст. / Карабаев М.К., Аббасов Е.С. // Гелиотехника. 1994. № 3. С. 29-31.

32. Стребков Д.С. Новые экономически эффективные технологии солнечной энергетики Текст. / Стребков Д.С.// Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России: Тр. Междунар. конгресса. М. 1999. Ч. 2. С. 187-208.

33. Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии Текст./ Мак-Вейг Д. М.:

34. Энергоатомиздат. 1981. 216 с.

35. Draganov В. A complet use of Renewable Sourses of Energy for Healing-Cooling systems Текст. / Draganov В., Mischenko A., Fava L.// Solar Energy for Development. Vol. 4. № 1-2, 1995. P. 38-41.

36. Shpilrain E.E. Combined solar heating systems with heat pumps and heat storage Текст. / Shpilrain E.E., Amadziev A.M., Vainshtein S.I., Mozgovoy A.G.// Гелиотехника. 2001. № 2, с. 39-45.

37. Draganov В. Helio Electric Heating System with the Glass Tube Collector Текст. / Draganov В., Moiseikina I., Gerasimovich L.// 7th International Conference on Solar Energy at High Latitudes. Horth Sun'97. Espoo-Otaniemi, Finland. P. 605-609.

38. Авезов P.P. Динамика накопления тепла и эффективность преобразования солнечной энергии в плоских солнечных коллекторов с емкими теплоприемниками. 1. Методы расчета Текст. / Авезов P.P., Авезова Н.Р. // Гелиотехника. 1997. № 3. С. 69-77.

39. Аббасов Е.С. Методика инженерного расчета солнечных воздухоподогревателей Текст. /Аббасов Е.С., Умурзакова М.А.// Гелиотехника. 1999. № 4. С. 9-11.

40. Аббасов Е.С. Вопросы математического моделирования процесса теплообмена в солнечных коллекторах Текст. / Аббасов Е.С., Умурзакова М.А. // Гелиотехника. 1998. № 6. С. 87-91.

41. Авезов P.P. Расчет эксергии теплоносителя в плоских солнечных коллекторах Текст. / Авезов P.P. // Гелиотехника. 1999. № 1, с. 17-24.

42. Авезов P.P. К определению эффективности солнечных энергетических установок Текст. / Авезов P.P.// Гелиотехника. 1999. № 3, с. 14-16.

43. Авезов P.P. Эксергетическая эффективность плоских солнечных тепловых коллекторов Текст. / Авезов P.P. // Гелиотехника. 1999. № 5. С. 66-72.

44. Чумак И.Г. Энергосбережение при совместном производстве теплоты, холода и электричества Текст. / И.Г. Чумак, Б.А. Минкус, В.П.

45. Кочетов и др. // Судовая энергетика. 1993. № 1. С. 58-61.

46. Draganov В. Enhancement of heliothermal systems efficiency Текст. / Draganov В., Fara L.// Solar Energy for Sustainable Development. 1994. -Vol.3.-№1-2, p. 63-66.

47. Драганов Б. Повышение эффективности систем солнечного тепло- и хладоснабжения Текст. / Драганов Б., Фара В., Гулько Т. // Международный сельскохозяйственный журнал. — 1994. — № 5. — С. 47-49.

48. Уделл С. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии: Пер. со шведского. Текст. / Уделл С. М.: Знание, 2000. - 88 с.

49. Денисова А.Е. Оценка доли замещения тепловой энергии потребителя альтернативной системой теплоснабжения Текст. / Денисова А.Е., Мазуренко А.С. // Холодильная техника и технология. 2000. - № 67. -С. 48-51.

50. Бутузов В. А. Гелиоустановки горячего водоснабжения: расчеты, конструкции солнечных коллекторов, экономическая и энергетическая целесообразность Текст. / Бутузов В. А., Лычагин А. А. // http://www.vstmag.ru/st 3.html.

51. Абуев И.М. Выбор материалов для солнечных коллекторов Текст. / Абуев И.М., Тарнижевский В.В.// Гелиотехника. 1990, № 5. - С. 3235.

52. Баерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами Текст. / Баерс Т. М.: Мир. 1988.- 197 с.

53. Амерханов Р.А. Тепловые насосы Текст. / Амерханов Р.А. М.: Энергоатомиздат. 2005. - 160 с.

54. Морозюк Т.В. Модель выбора теплового насоса в составе энергетической установки Текст. / Морозюк Т.В. // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1999. - № 3. - С. 30-32.

55. Долинский А.А. К вопросу о тепловых насосах Текст. / Долинский

56. А.А., Драганов Б.Х., Мищенко А.В. // Промышленная теплотехника. 2006. Том 28. № 2. С. 28-32.

57. Хайнрих Г. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения Текст. / Хайнрих Г., Найорк X., Нестлер В. — М.: Стройиздат, 1985. 351 с.

58. Communaute Economique Europeenne. Pre'santion du programme d'action concerte'e sur les pompe'e a chaleur // Brouchuue CEE. Paris. 1991.

59. Морозюк T.B. Анализ теплонасосных систем теплохладоснабжения на основе эксерготопологического представления математической модели Текст. / Морозюк Т.В., Никулыиин Р.К., Драганов Б.Х. // Сборник докладов IV съезда АВОК. Москва. - 1995. - С. 213-218.

60. Морозюк Т.В. Схемные методы повышения эффективности энергетических установок путем включения в их состав абсорбционных термотрансформаторов. Автореф. дисс. канд. техн. наук, ОГАХ, Одесса, 1994,18 с.

61. Морозюк Т.В. Методы эксергоэкономики в оптимизации абсорбционных термотрансформаторов Текст. / Морозюк Т.В. // Промышленная теплотехника. 2000. - № 4. - Том 22. - С. 15-19.

62. Везиришвили О.Ш. О степени термодинамического совершенства комплексных теплонасосных установок Текст. /Везиришвили О.Ш.// Сб. науч. тр. Груз НИИЭГС. М: Энергия, 1977.

63. Драганов Б.Х. Анализ теплонасосных систем теплохладоснабжения на основе эксергетического представления математической модели Текст. / Драганов Б.Х., Морозюк Т.В., Никулыпин Р.К. // Сб. докл. IV съезда АВОК.-М., 1995. С. 213-218.

64. Долинский А.А. К вопросу оптимизации тепловых насосов Текст. / Долинский А.А., Драганов Б.Х., Морозюк Т.В. // Електрифжащя та автоматизащя сшьського господарства. 2004. -№ 4(9). - С. 86-94.

65. Морозюк Т.В. Термодинамический анализ традиционных и теплонасосных систем теплоснабжения Текст. / Морозюк Т.В.,

66. Харковенко С.А. // Проблемы создания машин и технологий: Науч. тр. Кременчуцкого гос. политех, ин-та. — Кременчуг. — Вып. 1/2000 (8). — С. 206-210.

67. Амерханов Р.А. Тепловые насосы и их роль в решении проблемы энергосбережения и защиты окружающей среды Текст. / Амерханов Р.А. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2006. Вып. 2.-С. 207-219.

68. Gulko Т. Individual Solar Energy Accumulators Текст. / Gulko Т., Draganov В., Kudrya S., Rakitin O. // 7th International Conference on Solar Energy at High Latitudas. Horth Sun'97. June 9-11, 1997. Espoo-Otaniemi, Finland. P. 610-616.

69. Draganov B. Solar sorbtion transformers Текст. /. Draganov В., Gorokhov M., Mischenko A., Gulko T.// 7-th International Conference on Solar Energy at High Latitudes. North Sun'97. June 9-11. 1997. Espoo-Olamiemi, Finlaud, p. 214-218.

70. Lund P. Numeric model for seasonal storage of solar heat in the ground by vertical pumps Текст. / Lund P., Ostman M. A // Solar energy. 1985. -vol. 34. No 4/5.

71. Mei V. Vertical concentric tube ground compled heat exchangerMei V., Fisher S.// ASPAE Transactions, DC-83-08. 1983. No. 2.

72. Hellstrom G. Ground heat storage. Thermal analysis of duct storage systems Текст. / Hellstrom G. // University of Lung. Dep. of Math. Phys. 1991. -P. 113-119.

73. El-Dessouky H.T. Transfer in Vertically Aligned Phase Change Energy Storage Systems Текст. / El-Dessouky H.T., Bouhamra W.S., Ettouney H.M., Akbar M. Heat // Transact, of the ASME. Journal of Solar Energy Engineering. 1993. Vol. 121, № 2. PP. 98-109.

74. Prasad R. Feasibility Studies on the Enhancement of Energy Storage in the Ground Beneath Solar Ponds Текст. / Prasad R., Rao D.P.// Solar Energy. 1993. Vol. 50, PP. 135-144.

75. Левенберг В.Д. Аккумулирование теплоты Текст. / Левенберг В .Д., Ткач М.Р., Гольстрем В.А. К.: Техника. - 1991. 112 с.

76. Broussean P. Study of the Thermal Performance of a Multi-Layer PCM Storage Unit Текст. / Broussean P., Lacroix M.// Energy Convers. Mgmt., 1996. Vol. 37, № 5, pp. 599-609.

77. Cao Y. A Study of Thermal Energy Storage Systems with Conjugate Turbulent Forced Convection Текст. / Cao Y., Faghri A.// Journal of Heat Transfer. 1992. Vol. 114, 11, pp. 1019-1027.

78. Babar M.A. On Thermoeconomic of a Sensible Heat Thermal Energy-Storage System Текст. / Babar M.A., Zubair S.M. // ASME. Journal of Solar Energy Engineering. 1995. Vol. 117. PP. 255-259.

79. Bejan A. Two Thermodynamic Optima in the Design of Sensible Heat Units For Energy Storage Текст. / Bejan A.// ASME. Journal of Heat' Transfer. 1978. Vol. 100. PP! 708-712.

80. Денисова A.E. Использование энергии грунта в теплонасосных гелиосистемах энергоснабжения Текст. / Денисова А.Е., Мазуренко А.С, Тодорцев Ю.К., Дубковский В.А. // Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. - № 1, С. 27-31.

81. Денисова А.Е. Анализ тепловых явлений в грунте при работе теплонасосной грунтовой системы теплоснабжения Текст. / Денисова А.Е.// Холодильная техника и технология . 2000. - № 69. С. 75-78.

82. Драганов Б.Х. Теплонасосные установки с подземным аккумулированием теплоты Текст. / Драганов Б.Х., Морозюк Т.В., Никулыпин Р.К., Гулько Т.В. // Пром. теплотехника. — 2000. Т. 22. № 56. С. 46-49.

83. Долинский А.А К вопросу об энергоэффективности' зданий Текст. / Долинский А.А., Драганов Б.Х. // Промышленная теплотехника, 2004, т. 26. № 4, с. 71-75.

84. Табунщиков Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений Текст. / Табунщиков Ю.А., Хромец Д.Ю., Матросов Ю.А. М.: Стройиздат. 1986. - 372 с.

85. Табунщиков Ю. А Энергоэффективные здания: мировой и отечественный опыт Текст. / Табунщиков Ю. А // Энергия: экономика, техника, экология. 2004. №10. - С. 20-28.

86. Мхитарян Н.М. Энергосберегающие технологии в жилищном и гражданском строительстве Текст. / Мхитарян Н.М. — К.: Наукова думка. 2000. 420 с.

87. Матросов С.Н. Здание с эффективным использованием энергии Текст. / Матросов С.Н., Бутовский И.Н., Бродач М.М.// АВОК. 1996. - № 3/4. - С. 39-40.

88. Бродач М. М. Энергетический паспорт зданий Текст. / БродачМ. М. // АВОК.- 1993.- № 1/2.-С. 22-23.

89. Богословский В.Н. Аспекты здания с эффективным использованием энергии Текст. / Богословский В.Н.// АВОК. 2000. - № 5. - С. 34-39.

90. Богословский В.Н. Задачи создания здания с эффективнымиспользованием энергии Текст. / Богословский В.Н.// Водоснабжение и санитарная техника. 1985. № 5. С. 3-4.

91. Табунщиков Ю.А. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий Текст. / Табунщиков Ю.А., Бродач М.М.// АВОК. 1998. - № 1. - С. 5-13.

92. Табунщиков Ю.А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий Текст. / Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 250 с.

93. Табунщиков Ю. А. Энергоэффективные здания Текст. / Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. 200 с.

94. Табунщиков Ю.А. Основные принципы оценки экономической эффективности зданий Текст. / Табунщиков Ю.А., Ковалев И.Н, Гегуева Е.О.// Энергосбережение. 2004. № 5. - С. 1-9.

95. Накорчевский А.И. Проблемы грунтового аккумулирования теплоты и методы их решения Текст. / Накорчевский А.И., Басок Б.И., Беляева Т.Г. // Промышленная теплотехника. 2003. Т. 25. - № 3. — С. 42-50.

96. Денисова А.Е. Модель комплексной альтернативной системы теплоснабжения Текст. / Денисова А.Е., Мазуренко А.С., Тодорцев Ю.К.// Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. - № 5. - С. 8-12.

97. Басок Б.И. Экспериментальный модуль гелиотермальной установки для теплоснабжения Текст. / Басок Б.И., Накорчевский А.И., Беляева Т.Г. и др.// Промышленная теплотехника. 2006. Т. 28. - № 1. - С. 69-78.

98. Плешка М. Солнечный дом-здание с эффективным использованием энергии Текст. / Плешка М.// Eficienta energetica a cladirilor. Seminar cu participare internationala. 16-17 noiembrie 2006. - Chisinau. - PP. 61-70.

99. De Vore J.B. A Solar grying process and apparatus Текст. / De Vore J.B., Snow J.E., Cambliano R.L.// Научно-практическая конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии». Т. 4. -Москва, 2002. С. 136-138.

100. Драганов Б.Х. Методика расчета теплового режима наружных ограждающих конструкций сельскохозяйственных зданий Текст. / Драганов Б.Х., Черных Л.Ф., Ферт А.Р. К.: УСХА, 1991. - 126 с.

101. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий Текст. / Фокин К.Ф. М.: Стройиздат. 1973. - 287 с.

102. Лыков А.В. Теория теплопроводности Текст. / Лыков А.В. М.: Высш. школа, 1967. 599 с.

103. Бегдай С.Н. Математическая модель нестационарной теплопередачи через наружную однослойную стенку помещения Текст. / Бегдай С.Н.// Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК. Вып. 421 (151). 2005. С. 73-77.

104. Айзен A.M. О решении задач нелинейной теплопроводности двухслойных сред с неидеальным тепловым контактом Текст. / Айзен A.M., Черных Л.В., Лисовенко А.Т.// Теплофизика высоких температур, 1975. Т. 13. № 2. С. 397-402.

105. Амерханов Р.А. Метод численного расчета теплового режима помещений Текст. / Амерханов Р.А., Бегдай С.Н. // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Математическое моделирование и компьютерные технологии. 2005. С. 75-76.

106. Коздоба Л.А. Методы решения обратных задач теплопереноса Текст. / Коздоба Л.А., Круковский П.Г. К.: Наукова думка, 1982. - 360 с.

107. Круковский П.Г. Обратные задачи тепломассопереноса (общий инженерный подход) Текст. / Круковский П.Г. -Киев: Ин-т. техн. теплофизики НАН Украины, 1998. 224 с.

108. Мацевитый Ю.М. Идентификация теплофизических свойств твердых тел Текст. / Мацевитый Ю.М., Лушпенко С.Ф. Киев: Наукова думка, 1990.-216 с.

109. Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена Текст. / Алифанов О.М. М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

110. Гилл Ф. Практическая оптимизация Текст. / Гилл Ф., Мюррей У., Райт1. М.-М.: Мир, 1985.-510 с.

111. Никитенко Н.И. Сопряженные и обратные задачи тепломассопереноса Текст. / Никитенко Н.И. Киев. Наукова думка, 1988. — 240 с.

112. Георгиевский В.Б. Аппарат интегральных преобразований для идентификации Текст. / Георгиевский В.Б.// Институт механики АН УССР. Труды семинара «Самоорганизующиеся системы» -Киев, 1970.

113. Круковский П.Г. Расчетно-экспериментальный подход к анализу теплового состояния и теплопотерь помещений Текст. / Круковский П.Г., Судак О.Ю. // Пром. теплотехника. 2001, № 6, - с. 1-7.

114. Рымкевич А.А. Системный анализ оптимизации общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха Текст. / Рымкевич А.А. — М.: Стройиздат. 1990. 300 с.

115. Голиков В.А. Нелинейная математическая модель воздушного потока в помещении Текст. / Голиков В.А., Кривой А.Ф.// Судовые энергетические установки. 1999. Вып. 4. С. 17-27.

116. Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых источников энергии Текст. / Амерханов Р.А. М.: Колос, 2003. - 532 с.

117. Мхитарян Н. М. Энергетика нетрадиционных и возобновляемых источников. Опыт и перспективы Текст. / Мхитарян Н. М. К.: Наукова думка, 2002. - 350 с.

118. Андре Анго Математика для электро- и радиоинженеров Текст. / Андре Анго. М.: Наука 1965 - 780с.

119. Morosuk Т. Analysis of underground heat accumulators in heat pump systems Текст. / Morosuk Т., Nikulshm R., Draganov В., Gulko T.// Proceedings of 1-sr International Conference on Energy and the Environment. Limassol (Cyprus). - 1997. - P. 630-636.

120. Bejan A. Thermal Design and Optimization Текст. / Bejan A., Tsatsaronis G., Moran M. // J. Wiley. New York, 1996.

121. Тсатсаронис Д. Взаимодействие термодинамики и экономики дляминимизации стоимости энергосберегающей системы Текст. / Тсатсаронис Д. — Одесса: Студия «Негоциант», 2002. — С. 152.

122. Харари Ф. Теория графов Текст. / Харари Ф. М.: Мир, 1973. - 300 с.

123. Nikulshin Y. Thermodynamic analysis of energy intensive systems on exergy topological models Текст. / Nikulshin V., Wu C. // Proceedings of 12-Th. International Symposium on transport phenomena, ISTP-Istanbul, Turkey, pp. 341-349,2000.

124. Wu C. Method of thermoeconomical optimization of energy intensive systems with linear structure on graphs Текст. / Wu C., Nikulshin V. //International Journal of Energy Research, 24, pp. 615-623,2000.

125. СНиП «Строительная теплотехника» с изменениями и дополнениями.

126. Маршалл Джон Ф. Финансовая инженерия: Полное руководство по финансовым нововведениям Текст. / Маршалл Джон Ф., Бансал Витгул К. М.: ИНФРА-М, 1998. С. 45.

127. Мелкумов Я.С. Организация и финансирование инвестиций Текст. / Мелкумов Я.С. М.: ИНФРА-М, 2002. С. 58.

128. Министерство экономики РФ. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов Текст. / Министерство экономики РФ, Министерство финансов РФ, ГК по строительству, архитектуре и жилищной политике. — М.: Экономика, 2000. — 124 с.

129. Лыков А.В. Теория теплопроводности. Текст. / Лыков А.В. М.: Высшая школа, 1967. 599 с.

130. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. 2-е. изд., доп. Текст. / Карташов Э.М. М.: Высшая школа, 1985.480 с.

131. Карташов Э.М. Методы интегральных преобразований в аналитической теории теплопроводности Текст. / Карташов Э.М. // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1976. № 4. С. 85-105.

132. Карташов Э.М. Методы расчета температурных полей Текст. /

133. Карташов Э.М., Белоусов В.П. // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1983. № 5. С. 112-121.

134. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел. Текст. / Карслоу Г., Егер Д. М.: Наука, 1964.487 с.

135. Диткин В.А. Операционное исчисление. Текст. / Диткин В.А., Прудников А.П. М.: Физматгиз, 1975.

136. Карташов Э.М. Аналитические методы решения краевых задач теплопроводности с разнородными граничными условиями на линиях Текст. / Карташов Э.М. // Энергетика и транспорт. 1986. № 5.

137. Карташов Э.М. Аналитические методы решения смешанных граничных задач теории теплопроводностиТекст. / Карташов Э.М. // Энергетика и транспорт. 1986. № 6. С. 116-129.

138. Снеддон И. Преобразование Фурье. Текст. / Снеддон И. М.: Издатинлит, 1955. 668 с.

139. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. Текст. / Гринберг Г.А. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1948. -254 с.

140. Кошляков Н.С. Уравнения в частных производных математической физики. Текст. / Кошляков Н.С, Глинер Э. Б., Смирнова М.М. М.: Высш. шк„ 1970.-710 с.

141. Лыков А.В. Конечные интегральные преобразования и их применение к решению задач и теплопроводности Текст. / Лыков А.В., Иванов А.В. // Тепло- и массообмен в процессах испарения. М., 1958. - С. 105-145.

142. Лыков А.В. Некоторые аналитические методы решения задач нестационарной теплопроводности Текст. / Лыков А.В. // Изв. АН СССР. 1969. - № 2. - С. 3-27.

143. Лыков А.В. Методы решений нелинейных уравнений нестационарной теплопроводностиТекст. / Лыков А.В. // Изв. АН СССР. 1970. - № 5. -С. 109-150.

144. Лыков А.В. Теплообмен Текст. / Лыков А.В. Справ. М.: Энергия, 1972.-309 с.

145. Мучник Г.Ф. Методы теории теплообмена. Текст. / Мучник Г.Ф., Рубашов И.Б. М.: Высш. шк., 1970. -Ч. 1.-288 с.

146. Черных Л.Ф. Расчет нелинейной нестационарной теплопроводности через двухслойную плоскую стенку учетом контактного сопротивления. Текст. / Черных Л.Ф., Айзен A.M. Киев: Республиканский фонд алгоритмов и программ АН УССР, 1977. 56 с.

147. Ozisik M.N. Boundary Value Problems of Heat Conductin Текст. / Ozisik M.N. // Inter Textbook Company. Scranton, Pensylvania, USA, 1966. - P. 450-494.

148. Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. Текст. / Коздоба Л.А. М.: Наука. 1975. 227 с.ч

149. Начальник УО КубГАУ, профессор

150. Зав. кафедрой энергетики и ВИЭ КубГ. профессор,

151. Мы, нижеподписавшиеся, от ООО «ПТБ ПСО

152. Методический материал сопровождается результатами расчетов и графических зависимостей.