Pastato inžinerinių sistemų procesų integravimo vertinimas taikant eksergijos kriterijų

Abstract

Ženklią dalį pasauliniame galutinės energijos vartojimo balanse, apie 40 %, užima energijos dalis, suvartojama pastatuose. Komfortinių sąlygų palaikymas ir gerinimas gyvenamojoje, darbo ar poilsio aplinkoje yra natūralus kiekvieno žmogaus poreikis. Pastaruoju metu stebimas ryškus mokslinių tyrimų suaktyvėjimas didininat energijos vartojimo pastatuose efektyvumą. Nepaisant aktualios problematikos, nuoseklios, darnia energetikos plėtra grindžiamos pastatų energetinio efektyvumo vertinimo metodikos iki šiol nėra. Daugelio tyrėjų naudojami metodai neįvertina skirtingų analizuojamų energijos srautų kokybinių potencialų, nekreipiamas dėmesys į skirtingus sistemų veikimo režimus jų eksploatavimo metu. Darbo tikslas – įvertinti galimybes taikyti procesų ir sistemų integracijos metodą viešųjų pastatų mikroklimato sistemų projektavime, naudojime bei normavime, sukuriant individualius procesus ir visą įrenginių sistemą aprėpiantį priemonių kompleksą, kurio dėka būtų padidintas energijos vartojimo pastate termodinaminis naudingumas. Disertaciją sudaro įvadas, 3 skyriai, pagrindinės išvados, naudotos literatūros sąrašas. Disertaciniame darbe pastato inžinerinių sistemų tyrimui panaudoti trys metodai: sisteminė analizė, gyvavimo ciklo analizė ir termodinaminė (ekserginė) analizė. Sisteminės analizės naudojimas leidžia apibrėžti pastato inžinerinių sistemų elementus bei jų tarpusavio ryšius. Pasitelkus gyvavimo ciklo analizę nustatomi eksergijos poreikiai per visą sistemos gyvavimo laikotarpį. Ekserginės analizės naudojimas leidžia atlikti termodinamiškai teisingą skirtingų energijos rūšių palyginimą. Įvade nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta darbe naudojamų metodų apžvalga. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados. Antrajame skyriuje pateiktas darbe taikomos tyrimo metodikos aprašymas, pristatomas sukurtas pastato inžinerinių sistemų termodinaminis modelis. Trečiajame skyriuje pateikiami gauti tyrimų rezultatai bei pristatoma jų analizė. Disertacijos tema paskelbtos 2 mokslinės publikacijos recenzuojamuose periodiniuose mokslo leidiniuose. Disertacijos tema perskaityti 5 pranešimai Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.

A significant part of world energy consumption balance, approx. 40 %, is utilized in buildings. Maintenance of comfortable conditions and improvement in the living, working or recreational environment is a desire for every human. Therefore it is no surprise that there has been a sudden increase in scientific research in the field of building’ energy efficiency. Despite the relevance of the problem there is no sustaining methodology for evaluating building’ energy efficiency by applying sustainable energy development approach. The majority of the researchers don’t assess different potential of the analyzed energy flows nor systems operational regimes. The aim of the work is to evaluate the possibilities for applying exergetical process and system integration method in the design, operation and normalization of the office building service systems: to prepare design solutions that increase buildings’ service systems’ thermodynamical efficiency and covers individual processes and elements’ chain systems. The thesis is divided into the introduction and three main chapters, conclusions, a list of literature and a list of publications. In this work the building service systems’ analysis incorporates three interconnected methods: system analysis, life cycle and thermodynamical analysis. Application of system analyses enables an estimation of service system’s elements (subsystems) and their interconnections. Life cycle analysis allows estimation of total exergy demand through the whole system’s life cycle. Thermodynamical analysis provides tools for the proper calculation and comparison of different quality energy. The introduction is dedicated for a presentation to the problem and its topicality. There are also formulated purposes and tasks of the work; the used methods and novelty of solutions are described; author‘s publications and structure of the thesis are presented. The first chapter covers an analysis of existing publications related with problems of the thesis. At the end of the chapter the conclusions are formulated. The second chapter introduces research methodology and describes created thermodinamical model of building service systems’. The third chapter covers research results and their analysis. The results of thesis were announced in 5 conferences in Lithuania and abroad. The main statements of the dissertation were published in 2 scientific journals.