Search

Renewable energy technologies are increasingly integrated into the modernization of multi-apartment buildings, however their benefits are rarely assessed from a complex environmental, energy and economic point of view. The article presents the results of the modernization of a particular apartment building in terms of the production and consumption of energy in a building, from the viewpoint of the life cycle. The benefits of the building’s energy modernization were assessed by introducing active (heat pumps and solar collectors for hot domestic water production) and passive modernization measures. The results show that the integration of heat pumps when electricity is produced from non-renewable energy sources according to the analyzed categories of life cycle analysis is not eco-friendly. Article in Lithuanian. Atsinaujinančios energijos šaltinių diegimo modernizuojamuose pastatuose įvertinimas gyvavimo ciklo požiūriu: atvejo analizė Santrauka.Modernizuojant daugiabučius pastatus, vis dažniau integruojamos atsinaujinančios energijos technologijos, tačiau jų nauda retai vertinama kompleksiniu: aplinkosauginiu, energiniu ir ekonominiu– požiūriais. Straipsnyje pateikiami konkretaus daugiabučio modernizavimo rezultatai, vertinant gaminamą ir suvartotą energiją pastate gyvavimo ciklo požiūriu. Įvertinta pastato energinio modernizavimo nauda diegiant aktyvias (šilumos siurbliai ir saulės kolektoriai karštam vandeniui ruošti) ir pasyvias modernizavimo priemones. Rezultatai rodo, kad šilumos siurblių integravimas, kai elektra nėra gaminama iš atsinaujinančių energijos šaltinių, pagal nagrinėtas gyvavimo ciklo analizės įtakos kategorijas ekologiniu požiūriu nepasiteisina. Reikšminiai žodžiai:atsinaujinantys energijos ištekliai (šaltiniai), centralizuotas šilumos tiekimas, gyvavimo ciklo analizė, pastatų modernizavimas, saulės kolektoriai, šilumos siurbliai.

The purpose of the study was to determine which ventilation system centralized or decentralized in viewpoint of economic, energy and comfort is more advantageous in an individual residential house. The relevance of the work is related to the increasing energy efficiency requirements for newly built buildings and the resulting problems of the sick building syndrome due to insufficient ventilation of the rooms. The installation and operation costs of systems were identified. The Life Cycle Analysis (LCA) method was applied to estimate the amount of pollutants and primary energy consumed throughout the lifetime of ventilation systems. Measurements of indoor climate parameters were made; the results compared with the hygiene norms valid in Lithuania. The results of the analysis showed that the decentralized ventilation system is the most advantageous for economic and environmental impacts, but centralized ventilation system ensuring a better indoor climate. Article in Lithuanian. Alternatyvių vėdinimo sistemų ir mikroklimato tyrimai gyvenamajame name Santrauka.Tyrimo tikslas buvo nustatyti, kokia vėdinimo sistema– centralizuota ar decentralizuota– ekonominiu, energiniu bei komforto požiūriu yra pranašesnė individualiame gyvenamajame name. Darbo aktualumas susijęs su didėjančiais energinio efektyvumo reikalavimais naujai statomiems pastatams ir iš to kylančiomis ligoto pastato sindromo problemomis dėl nepakankamo patalpų vėdinimo. Darbe buvo nustatyti sistemų įrengimo bei eksploatavimo kaštai, pritaikytas gyvavimo ciklo analizės (GCA) metodas, kuriuo įvertinti susidarančių teršalų bei suvartotos pirminės energijos kiekiai per visą vėdinimo sistemų gyvavimo laiką, atlikti patalpų mikroklimato rodiklių matavimai, o gauti rezultatai palyginti su Lietuvoje galiojančiomis higienos normomis. Išanalizavus rezultatus nustatyta, kad ekonominiu ir poveikio aplinkai požiūriais pranašesnė yra decentralizuota vėdinimo sistema, tačiau geresnį patalpų mikroklimatą užtikrina centralizuota vėdinimo sistema. Reikšminiai žodžiai:centralizuota vėdinimo sistema, decentralizuota vėdinimo sistema, ekonominis vertinimas, gyvavimo ciklo analizė (GCA), regeneracija, šilumogrąža, mikroklimatas.

The article deals with the air handling unit seasonal exergy efficiency. TRNSYS simulation tool is used to evaluate it. The object of research is air treatment device used to treat an air for the ventilation of laboratory. The mathematical model of air handling unit using TRNSYS simulation tool was developed when the technical parameters of air handling unit and energy exchange in it were analysed. The developed model according to the made observations during the warm and cold periods was tested and validation of elements was performed. The simulation of air handling unit operation after the verification of reliability and permitted tolerances was performed. The control mechanisim which allows simulating the operation of air handling unit during cold and warm periods of the year was made. The mathematical algorithm for calculation of air handling unit exergy efficiency coefficient applying the principles of exergy analysis was developed. The seasonal exergy efficiency of air handling unit equal to 3.94 percent during the simulation was obtained. Article in Lithuanian. Vėdinimo įrenginio sezoninio ekserginio naudingumo vertinimas Santrauka Straipsnyje nagrinėjamas vėdinimo įrenginio sezoninis ekserginis naudingumas, kuriam vertinti taikoma TRNSYS modeliavimo priemonė. Tyrimo objektas – oro paruošimo įrenginys, skirtas apdoroti orui, kuriuo vėdinama laboratorija. Išnagrinėjus vėdinimo įrenginio bei elementų technines charakteristikas, jame vykstančius energijos mainus, taikant TRNSYS modeliavimo priemonę sukurtas įrenginio matematinis modelis. Sukūrus modelį jis testuojamas. Pagal šiltojo ir šaltojo metų laikotarpiais atliktus stebėjimus atliekama elementų validacija, patikrinus, ar viskas veikia patikimai ir ar nuokrypiai yra leistini, modeliuojamas įrenginio veikimas. Sudarytas vėdinimo įrenginio valdymo mechanizmas, kuris leidžia modeliuoti jo veikimą šaltuoju ir šiltuoju metų laikotarpiais. Naudojantis ekserginės analizės principais sukurtas matematinis algoritmas, pagal kurį skaičiuojamas oro paruošimo įrenginio ekserginio naudingumo koeficientas. Atlikus modeliavimą gautas vėdinimo įrenginio sezoninis ekserginis naudingumas –3,94 procentai. Reikšminiai žodžiai:ekserginė analizė, ekserginis naudingumas, modeliavimas, rekuperatorius, TRNSYS, vėdinimo įrenginys.

The paper analyses the impact of the supplied airflow rate of the solar wall used for heating air in an air handling unit on the effectiveness of the solar wall. The article reviews experimental and theoretical papers and presents the expressions determining the efficiency indicators of the solar wall. Experimental research into the solar wall at a constant airflow rate was carried out on 5–6 April 2014. Temperatures, overall efficiencies and an increase in temperature were established on the vertical solar wall counting the area of 100 m2 and fixed on the south façade of Vilnius Gediminas Technical University. An increase in the average temperature, in the course of the conducted experiment, reached 7.5 °C. Under constant airflow rate, temperature efficiency increases along with solar irradiation. The average estimated temperature efficiency reaches 72 percent. The overall effectiveness of the solar wall decreases when solar irradiation increases. Article in Lithuanian. Tiekiamo oro debito įtaka saulės sienos efektyvumui Santrauka Straipsnyje nagrinėjama saulės sienos, skirtos orui, patenkančiam į vėdinimo įrenginį, pašildyti, tiekiamo oro debito įtaka saulės sienos efektyvumui. Apžvelgti eksperimentiniai ir teoriniai darbai. Pateiktos išraiškos saulės sienos efektyvumo rodikliams nustatyti. Atliktas saulės sienos eksperimentinis tyrimas (nuo 2014 m. balandžio 5 d. 00:00 val. iki 2014 m. balandžio 6 d. 00:00 val.), kai oro debitas pastovus. Nustatyti 100 m2 ploto vertikalios saulės sienos, kuri sumontuota ant Vilniaus Gedimino technikos universiteto pietinio fasado, temperatūrinis ir bendrasis efektyvumai bei temperatūrinis prieaugis. Vidutinis temperatūrinis prieaugis tyrimo metu siekė 7,5 °C. Esant pastoviam debitui, bet didėjant saulės spinduliuotei, didėja ir temperatūrinis efektyvumas. Apskaičiuotas vidutinis temperatūrinis efektyvumas yra 72 %. Didėjant saulės spinduliuotei, bendrasis saulės sienos efektyvumas mažėja. Reikšminiai žodžiai:bendrasis (šiluminis) efektyvumas, saulės energija, saulės siena, temperatūrinis prieaugis, vėdinimas.

Disertacijoje nagrinėjamos procesų integracijos metodo taikymo galimybės sprendžiant efektyvaus energijos vartojimo pastatų inžinerinėse sistemose problemas. Tarp pastato inžinerinių sistemų darbe išskiriamos ženkliau energiją naudojančios, mikroklimatą pastatuose formuojančios sistemos. Klasikiniai tyrimo metodai, skirti šilumos mainams šilumokaičiuose, kurie atlieka šilumos perdavimo funkciją, nagrinėti pateikia gana ribotus sprendinius, kaip efektyviai naudoti energiją juose. Pagrindinis disertacijos tikslas – įvertinti procesų integravimo metodo taikymo galimybes viešųjų pastatų inžinerinių sistemų termodinaminiam efektyvumui nustatyti ir gerinti. Disertacijoje taip pat siekiama derinti procesų integracijos galimybes inžinerinėse sistemose siekiant minimizuoti eksergijos srautus jose. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: probleminių, energinio efektyvumo požiūriu, pastato inžinerinių sistemų, įrenginių ir procesų jose nustatymas, vėdinimo sistemų projektinių sprendimų ypatybių nustatymas, algoritmo, skirto procesų eksergijos sąnaudoms mažinti pastato inžinerinėse sistemose sudarymas derinant termodinaminės ir Pinch analizės metodus. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autorės publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas... [toliau žr. visą tekstą] The dissertation investigates the issues of efficient energy use in building engineering systems possibilities by applying processes integration. Indoor climate formation systems are indicated as signally energy use building engineering systems. Traditional methods for evaluation of heat transfer in heat exchangers tender limited solutions for efficiency use of energy in them. The main object of dissertation is to evaluate processes integration method application possibilities for determination and improving of public buildings engineering systems. The dissertation also focuses on combine the possibilities of processes integration in building engineering systems with minimizing exergy streams in the systems. The paper approaches a few major tasks: determination of problematic building engineering systems, equipment and processes by viewpoint of energy efficiency, analysis of ventilation design solutions, creation of algorithm for exergy input minimizing in building engineering systems processes by combination of thermodynamical and Pinch analysis methods. The dissertation consists of four parts including Introduction, 4 chapters, Conclusions and References. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the paper, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results examined in the paper and defended statements. The introduction ends in presenting the... [to full text]

The paper analyzes the influence of integrating the processes taking place in the ventilation equipment of a public building on the thermal transmittance of heat exchangers. Pinch analysis helped with determining changes in the thermal transmittance of heat exchangers per year. The article examines the dependency of the thermal transmittance of heat exchangers on the disposed quantity of streams. The total thermal transmittance of heat exchangers is higher if several streams of lower parameters are used. Without additional economical calculations, the thermal transmittance of heat exchangers can assess their size, price and be used for the purposes of comparing the obtained results showing that designing such systems is useful for evaluating the possibilities of integrating the processes taking place in ventilation equipment. Article in Lithuanian. Vėdinimo įrenginio šiluminio pralaidumo procesų integravimo atvejai Santrauka.Analizuojama viešosios paskirties pastato vėdinimo įrenginyje vykstančių procesų integracijos įtaka šilumokaičių šiluminiam pralaidumui. TaikantPinchanalizės metodą, nustatyta, kaip kinta šilumokaičių šiluminis pralaidumas per metus. Išnagrinėta, kaip nuo disponuojamų srautų kiekio priklauso šilumokaičių šiluminis pralaidumas. Suminis šilumokaičių šiluminis pralaidumas didesnis tada, kai naudojami keli žemesnių parametrų srautai. Pagal šilumokaičių šiluminį pralaidumą neatliekant papildomų ekonominių skaičiavimų galima įvertinti jų dydį, kainą ir palyginti skaičiavimų rezultatus. Gauti rezultatai parodė, kad projektuojant šias sistemas naudinga vertinti vėdinimo įrenginiuose vykstančių procesų integravimo galimybes. Raktiniai žodžiai: vėdinimo sistema, šilumogrąža, šilumos pralaidumas, procesų integracija, Pinch analizė.

Ventilation systems are known as intensive energy used building engineering system. Heat exchangers are the main equipments used for energy transformation in building engineering systems as well as in ventilation systems. The conventional heat exchangers design methods do not belie the ways for efficiency energy use in building engineering system’s heat exchangers. The method of Pinch technology mostly used for industrial process integration that could be applied to analyze possibilities of process integration is first time adopted to evaluate processes integration of building engineering systems. The paper deals with analyze of integration possibilities of ventilation system. The approach covers several possible cases of integration. Analysis is based on heat exchangers used for heat recovery and heat transfer in ventilation systems modification cases during the heating season. As results for ventilation system integration possibilities there are represented heat exchangers modification solutions those are expressed as technical evaluation indicators of heat exchangers.

The dissertation investigates the issues of efficient energy use in building engineering systems possibilities by applying processes integration. Indoor climate formation systems are indicated as signally energy use building engineering systems. Traditional methods for evaluation of heat transfer in heat exchangers tender limited solutions for efficiency use of energy in them. The main object of dissertation is to evaluate processes integration method application possibilities for determination and improving of public buildings engineering systems. The dissertation also focuses on combine the possibilities of processes integration in building engineering systems with minimizing exergy streams in the systems. The paper approaches a few major tasks: determination of problematic building engineering systems, equipment and processes by viewpoint of energy efficiency, analysis of ventilation design solutions, creation of algorithm for exergy input minimizing in building engineering systems processes by combination of thermodynamical and Pinch analysis methods. The dissertation consists of four parts including Introduction, 4 chapters, Conclusions and References. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the paper, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results examined in the paper and defended statements. The introduction ends in presenting the... [to full text] Disertacijoje nagrinėjamos procesų integracijos metodo taikymo galimybės sprendžiant efektyvaus energijos vartojimo pastatų inžinerinėse sistemose problemas. Tarp pastato inžinerinių sistemų darbe išskiriamos ženkliau energiją naudojančios, mikroklimatą pastatuose formuojančios sistemos. Klasikiniai tyrimo metodai, skirti šilumos mainams šilumokaičiuose, kurie atlieka šilumos perdavimo funkciją, nagrinėti pateikia gana ribotus sprendinius, kaip efektyviai naudoti energiją juose. Pagrindinis disertacijos tikslas – įvertinti procesų integravimo metodo taikymo galimybes viešųjų pastatų inžinerinių sistemų termodinaminiam efektyvumui nustatyti ir gerinti. Disertacijoje taip pat siekiama derinti procesų integracijos galimybes inžinerinėse sistemose siekiant minimizuoti eksergijos srautus jose. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: probleminių, energinio efektyvumo požiūriu, pastato inžinerinių sistemų, įrenginių ir procesų jose nustatymas, vėdinimo sistemų projektinių sprendimų ypatybių nustatymas, algoritmo, skirto procesų eksergijos sąnaudoms mažinti pastato inžinerinėse sistemose sudarymas derinant termodinaminės ir Pinch analizės metodus. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autorės publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas... [toliau žr. visą tekstą]

Magistro baigiamajame darbe aptariamas Lietuvos ir Europos Sąjungos šalių energetikos sektorius. Apžvelgiamos direktyvos, strategijos, plėtros planai bei teisės aktai skirti energetikos plėtojimui šalyje. Tiriamuoju objektu pasirenkama Trakų Vokės katilinė, kuri aprūpina šiluma kvartalą degindama gamtines dujas vandens šildymo katiluose. Šiame darbe yra nagrinėjamos penkios alternatyvos: kogeneratorius ir dujiniai katilai, kogeneratorius su akumuliacine talpa ir dujiniais katilais, kogeneratorius su akumuliacine talpa ir biokuro katilais, kogeneratorius su akumuliacine talpa ir šilumos siurbliu, medienos dujofikavimo reaktorius su kogeneratoriumi ir vandens šildymo katilais. Alternatyvos yra nagrinėjamos dviem skirtingais scenarijais, kai kogeneratoriaus pagaminta elektra parduodama pagal VIAP tarifus ir pagal „Nord pool spot“ Lietuva biržos kainas. Tiriamasis darbas atliekamas naudojantis „energyPRO“ modeliavimo programa. Atlikus modeliavimą, sistemų veikimas įvertinamas pirminės energijos suvartojimu, ekologiniu ir ekonominiu požiūriais. Atliekama jautrumo analizė keičiant ekonominius rodiklius bei vertinant šilumos gamybą be kogeneracijos. Pagal gautus rezultatus suformuluojamos išvados. Darbą sudaro 10 skyrių. Apimtis – 79 psl. teksto be priedų, 47 iliustracijų, 10 lentelių, 74 bibliografiniai šaltiniai. In this master thesis, Lithuanian and European Union’s countries energy sector was discussed. An overview was made on EU directives, Lithuanian strategies, development plans and legalizations. Investigation object was Trakų Vokė boiler house with its district heating system. In the boiler house heat produced by combusting natural gas. During the research five alternatives were analysed: cogeneration and heat only boilers, cogeneration with thermal storage and heat only boilers, cogeneration with thermal storage and biomass heat only boilers, cogeneration with thermal storage and high temperature heat pump, biomass gasification reactor with cogeneration and heat only boilers. Alternatives are analysed based on two scenarios, first on when cogeneration is working by fixed electricity tariffs and second when cogeneration is working by liberalized electricity market conditions. Thesis carried out using “energyPRO” modelling software. All modelled systems are assessed by techno-economic and ecological approach. A sensitivity analysis was made by changing economical values and assessing systems without cogeneration. Based on the results conclusion was formed. Thesis includes 10 chapters. Size of work – 79 pages excluding appendixes, 47 pictures, 10 tables, 74 reference sources.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos grunto ir atliekinės pastato šilumos panaudojimo galimybės mažaenergiame pastate, Vilniaus mieste, Lietuvoje. Suskaičiuoti keturi pastato energijos balansų variantai, naudojant ”CASAnova” kompiuterinę skaičiavimo programą, su skirtingais atitvarų šilumos perdavimo koeficientais. Pastate taikomos dvi energijos taupymo priemonės. Pirmoji yra gruntinis šilumokaitis naudojamas šviežio oro pirminiam pašildymui mechaninio vėdinimo sistemoje, kurio skaičiavimai atliekami ”GAEA” programa. Antroji yra nuotekų šilumos atgavimo šilumokaitis, naudojamas į pastatą tiekiamo šalto vandens pirminiam pašildymui, atgaunant dalį šilumos iš duše susidariusių nuotekų. Pastatui reikiamas metinis šilumos ir vėsos energijos kiekis gaminamas šilumos siurbliu su vertikaliu gręžiniu grunte, kurio skaičiavimams naudojama ”EED” programa. Gręžinių gyliai yra suskaičiuoti kiekvienam pastato energijos balansų variantui. Atlikti ekonominiai skaičiavimai rodo gruntinio ir nuotekų šilumos atgavimo šilumokaičių įdiegimo pastate ekonominę naudą. Pateikti rezultatai rodo kiekvieno varianto energijos poreikius ir gręžinio grunte gylį priklausomai nuo pastato varianto atitvarų šiluminių savybių bei taikomų energijos taupymo sprendimų. Darbą sudaro 9 dalys: įvadas, 6 skyriai, išvados ir pasiūlymai, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 64 psl. teksto, 41 paveikslai, 14 lentelės, 31 bibliografinis šaltinis. The final master thesis presents technical analysis of low-energy residential building in Vilnius, Lithuania. Building has low temperature floor heating, mechanical ventilation with heat recovery unit and hot water preparation with buffer tank systems. Using “CASAnova” software is calculated fourth energy balances of building according fourth different heat transfer coefficients of the walls. All heating and cooling energy demand of a building is generated from the ground. It is made by using a heat pump with single borehole. A calculation of borehole sizing is made with “EED” software. Two energy saving technologies are analysed for a building. The first idea is to reduce heat energy consumption of hot water preparation. There is calculated benefit of waste water heat recovery heat exchanger which function is to pre-heat hot water using waste water from the shower. Second idea is to reduce heat energy consumption for fresh air heating in air handling unit. There is calculated benefit of earth-to-air heat exchanger using “GAEA” software. Final result of all calculations shows influence of heat transfer coefficient and energy saving technologies to building annual energy balance and depth of borehole. Economic benefit of using energy saving technologies is calculated. Structure: introduction, 6 chapters, conclusions and suggestions, references. Thesis consists of 64 p. of text, 41 figures, 14 tables and 31 bibliographical entries.

Magistro baigiamajame darbe nagrinėjami vėdinimo įrenginiai su integruotais šilumos siurbliais. Darbe atliekama tokios rūšies įrenginių literatūros apžvalga. Apžvelgiami šilumos siurblio komponentai, darantys didžiausią įtaką jo darbui. Darbo metu atlikti įrenginių projektavimo ir konstravimo darbai. Pateikiamos projektavimo rekomendacijos. Lyginami skirtingi kompresorių galios moduliacijos principai. Nagrinėjami įrenginių darbo režimai, kylančios problemos eksploatacijos metu, ieškomi problemų sprendimų būdai. Pateikiamos kintamo sukimosi greičio kompresorių galių moduliacijos ribos. Atliekamos energinė ir ekserginė analizės pagal eksperimentinio bandymo duomenis. Nustatomi realūs termodinaminio efektyvumo ir naudingumo koeficientai. Jautrumo analizės metu atliekami elektrinio šildytuvo efektyvumo ir naudingumo skaičiavimai. Pateikiami rezultatai, išvados ir rekomendacijos tokios rūšies įrenginių tobulinimui ir tolimesniam vystymui. Darbo apimtis – 94 psl. teksto be priedų, 66 iliustr., 7 lent., 43 bibliografiniai šaltiniai. Master's thesis examines air handling units with integrated air source heat pumps. Literature review about this type of units was carried out. An overview of mostly important heat pump‘s components are given. Thesis was an opportunity to design, construct and analyze these units. Different heat pump‘s operation modes examined and main issues turned out. Based on experimental data variable speed compressor's capacity modulation results defined. Moist air thermodynamic calculations have been made and air handling unit with integrated air source heat pump experimental energy and exergy efficiency was defined. Sensitivity evaluation changing heat pump with electric heater carried out. The main recommendation provided for units designing and further development. Thesis consist of 94 p. text without appendixes, 66 pictures, 7 tables, 43 bibliographical entries.