saulės energiją naudojančios mikroklimato sistemos termodinaminio ir funkcinio efektyvumo tyrimas

Abstract

disertacijoje taikant sisteminės, termodinaminės, šilumos ir masės mainų bei parametrinės analizės metodus tiriamas saulės energiją naudojančios mikroklimato sistemos termodinaminis efektyvumas, apribojamas funkciniu efektyvumu. tiriama šios sistemos įtaka galutiniam pastato vartotojui – žmogui. šalia savo pagrindinės funkcijos – pakankamos šiluminės aplinkos užtikrinimo – sistema privalo būti termodinamiškai efektyvi. pagrindinis disertacijos tikslas – nustatyti termodinaminį efektyvumą ir funkcionalumą integruojančias sąsajas mažai energijos vartojančiam pastatui kaip saulės energiją naudojančiai mikroklimato sistemai. darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: pirmasis – atliekama sienų šiluminio talpumo įtakos pastato energijos poreikiams analizė; antrasis – termodinaminiu požiūriu atliekama saulės energiją naudojančios mikroklimato sistemos analizė; trečiasis – algoritmo, skirto eksergijos sąnaudoms pastato inžinerinėse sistemose mažinti, sudarymas derinant termodinaminės ir funkcinės analizės metodus. disertaciją sudaro įvadas, 3 skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai bei šeši priedai. įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, mokslinis darbo naujumas, ginamieji teiginiai, pristatomos disertacijos tema paskelbtos autoriaus publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. pirmajame skyriuje pateikiami keliami saulės energiją naudojančių mikroklimato sistemų reikalavimai. taip pat apžvelgtos mikroklimato sistemos, naudojančios saulės energiją, bei analizei taikomi vertinimo metodai. atlikta tyrimų apžvalga leidžia nustatyti tyrimų kryptį ir suformuluoti uždavinius, leidžiančius pasiekti tyrimo tikslą. antrajame skyriuje pristatomas sudaryto saulės energiją vartojančios sistemos termodinaminio vertinimo algoritmas, kai atsižvelgiama į pasyvias ir aktyvias mikroklimato sistemas bei į šiluminio komforto lygį patalpoje. aprašomi veiksmų algoritmai ir sudaryti matematiniai modeliai. trečiajame skyriuje pateikti saulės energiją naudojančios mikroklimato sistemos termodinaminio ir funkcinio efektyvumo vertinimo tyrimų rezultatai. rezultatai gauti taikant šių sistemų sukurtą vertinimo modelį.

this doctoral thesis analyses the thermodynamic efficiency bound by functional efficiency of a solar microclimate system in a building by applying systematic, thermodynamic, heat and mass exchange and parametric analysis methods. the effect of such a system on the end user of the building is analysed. along with its main function – ensuring an adequate thermal environment, the system must be thermodynamically efficient. the purpose of this thesis is to determine the thermodynamic efficiency and the correlation that integrates functionality for a lowenergy building as a solar microclimate system. the thesis focuses on several main objectives: first, the influence of the thermal capacity of walls on the building energy demand is analysed; second, a solar microclimate system is analysed from the thermodynamic point of view; third, an algorithm to reduce exergy expenditure of building services is compiled by combining the methods of thermodynamic and functional analysis. the thesis consists of an introduction, three chapters, general conclusions, a reference list and a list of publications on the topic of the thesis by the author as well as six appendices. in the introductory chapter the research question and the relevance of the thesis are discussed, the subject of the analysis is described, the purpose and the tasks of the thesis are formulated, the methodology of the analysis, the scientific novelty of the thesis, the thesis statements are described, and the publications on the topic of the thesis published by the author, presentations in conference and the structure of the thesis are presented. the first chapter presents the requirements for solar microclimate systems. solar microclimate systems as well as assessment methods applied to the analysis are reviewed. the literature review allows to establish the research direction and to formulate the goals that allow fulfilling the purpose of the analysis. the second chapter presents the compiled thermodynamic assessment algorithm for a system that uses solar energy when passive and active microclimate systems and the level of the indoor thermal comfort are taken into consideration. action algorithms and the compiled mathematical models are described. in the third chapter, the results of the assessment of the thermodynamic and functional efficiency of the solar microclimate system are provided. the results are obtained by applying the assessment model compiled by these systems.