Розробка комплексу науково-технічних рішень для створення системи енергоменеджменту закладів освіти МОН України

Розглянуто системи енергоменеджменту у різних ВНЗ України. Розроблено методики проведення енергетичних обстежень для об’єктів соціальної сфери та визначення базового рівня енергоспоживання будівель для оцінки впровадження енергозберігаючих заходів. Розроблені математичні моделі теплового стану приміщень з урахуванням впливу сонячної радіації, власного теплового випромінювання та різного ступеню теплового захисту, на базі європейських стандартів (спрощена погодинна модель 5R1C), програмного продукту EnergyPlus, досліджено переривчасті режими роботи опалення. Запропонована методика розрахунку надходжень та проаналізовані втрати енергії / ексергії в системі «будівля – джерело опалення» для різних джерел тепла та будівель з різним рівнем теплового захисту. Досліджено застосовування методів ексергоекономічного аналізу при оптимізації системи «будівля-джерело тепла». Проведений аналіз життєвого циклу проектів з енергоефективності. Розглянуті методи визначення теплового комфорту людини для подальшого використання у аналізі енергоефективності будівель. Розроблені математичні та числові моделі та розглянуто характер руху повітря всередині приміщень, розподіл температур по висоті і об’єму в процесі прогрівання приміщень з радіаторними приладами обігріву, системою «тепла підлога» та «теплова завіса». Створено автоматизований програмний комплекс моніторингу, контролю та короткострокового прогнозування споживання теплової енергії. Розроблені вимоги до системи підтримки прийняття рішень та вимірювальних пристроїв для управління системою енергоменеджменту МОН України, перелік показників ефективності споживання енергетичних ресурсів ВНЗ. Створена база даних та набір керуючих правил бази знань для генерування експертних рішень для системи підтримки прийняття рішень.

Energy management systems in different universities of Ukraine were considered. Procedures for conducting energy audits for social facilities and estimation of baseline buildings energy consumption for evaluating the implementation of energy saving measures were developed. Mathematical models of building thermal condition were created, taking into account the influence of solar and thermal radiation, thermal protection, based on European standards (simplified hourly method 5R1C) and EnergyPlus software product. Intermittent operation of heating was investigated. The method of calculating energy / exergy gains and losses in the system "building - heat source" was proposed for a variety of heat sources and buildings with different levels of thermal protection. The use of exergy and economic analysis methods for optimizing the "building-heat source" system was investigated. The life cycle analysis of energy efficiency projects was conducted. Different methods of determining human thermal comfort were considered for further use in buildings energy efficiency analysis. The mathematical and numerical models were created and air movement inside the premise, the height and volume temperature distribution were considered during the warm-up of premises with radiator heating devices, "warm floor" and "thermal curtain" systems. Automated software system for monitoring, control and short-term prediction of heat consumption was created. The requirements to the decision-making support system and measuring devices for the energy management system of Ministry of Education and Science of Ukraine were considered, efficiency indicators of energy resources use for educational facilities were proposed. Database and set of expertise base governing rules for the generation of expert solutions for decision support system were created.

Рассмотрены системы энергоменеджмента в разных ВУЗах Украины. Разработаны методики проведения энергетических обследований для объектов социальной сферы и определения базового уровня энергопотребления зданий для оценки внедрения энергосберегающих мероприятий. Разработаны математические модели теплового состояния помещений с учетом влияния солнечной радиации, собственного теплового излучения и разной степени тепловой защиты, на базе европейских стандартов (упрощенный почасовой метод 5R1C), программного продукта EnergyPlus, исследованы прерывистые режимы работы отопления. Предложена методика расчета поступлений и проанализированы потери энергии / эксергии в системе «здание - источник тепла» для различных источников тепла и зданий с различным уровнем тепловой защиты. Исследовано применение методов эксергоэкономичного анализа при оптимизации системы «здание-источник тепла». Проведенный анализ жизненного цикла проектов по энергоэффективности. Рассмотрены методы определения теплового комфорта человека для дальнейшего использования в анализе энергоэффективности зданий. Разработаны математические и численные модели и рассмотрены характер движения воздуха внутри помещений, распределение температур по высоте и объему в процессе прогрева помещений с радиаторными приборами отопления, системой «теплый пол» и «тепловая завеса». Создан автоматизированный программный комплекс мониторинга, контроля и краткосрочного прогнозирования потребления тепловой энергии. Разработаны требования к системе поддержки принятия решений и измерительных устройств для управления системой энергоменеджмента МОН Украины, перечень показателей эффективности потребления энергетических ресурсов ВУЗов. Созданная база данных и набор управляющих правил базы знаний для генерации экспертных решений для системы поддержки принятия решений.