Bitte benutzen Sie diese Kennung, um auf die Ressource zu verweisen:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/52612| Titel: | Система «вітрогенератор-тепловий насос» для теплопостачання в умовах холодної кліматичної зони |
| Sonstige Titel: | A "wind turbine–heat pump" system for heat supply in cold climate zone |
| Autor(en): | Балик, Павло Юрійович Balyk, Pavlo |
| Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Bibliographic reference (2015): | Балик П. Ю. Система «вітрогенератор-тепловий насос» для теплопостачання в умовах холодної кліматичної зони: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра: спец. 141 - електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / наук. кер. Н. А. Куземко. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2026. 65 с. |
| Erscheinungsdatum: | 2026 |
| Date of entry: | 23-Jun-2026 |
| Herausgeber: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопіль |
| Supervisor: | Куземко, Наталія Анатоліївна |
| UDC: | 621.3 |
| Stichwörter: | 141 електроенергетика електротехніка електромеханіка вітрогенератор wind turbine тепловий насос heat pump теплова енергія thermal energy вода water |
| Number of pages: | 65 |
| Zusammenfassung: | У роботі проведено аналітичний огляд методів опалення приміщень у холодних регіонах, технологій накопичення теплової енергії та конфігурацій теплових насосів з електричним і механічним приводом. Розроблено багатофункціональну систему енергопостачання на базі вітрогенератора, яка інтегрує тепловий насос з морською водою як джерелом низькопотенційного тепла, установку опріснення води та підсистему хімічного накопичення енергії для забезпечення електропостачання, опалення, гарячого водопостачання та водопідготовки житлового комплексу в холодному регіоні. Проведено термодинамічний аналіз запропонованої системи з визначенням точок стану робочих тіл, енергетичного та ексергетичного коефіцієнтів корисної дії всіх компонентів системи. Виконатно розрахунок теплового навантаження населеного пункту, визначити необхідну потужність вітрогенератора та провести порівняльний аналіз ефективності запропонованої системи з типовим повітряним тепловим насосом. This paper presents an analytical review of methods for heating buildings in cold regions, thermal energy storage technologies, and configurations of electrically and mechanically driven heat pumps. A multifunctional energy supply system based on a wind turbine has been developed, which integrates a heat pump using seawater as a low-grade heat source, a water desalination plant and a chemical energy storage subsystem to provide electricity, heating, hot water supply and water treatment for a residential complex in a cold region. A thermodynamic analysis of the proposed system was carried out, determining the state points of the working fluids and the energy and exergetic efficiency coefficients of all system components. A calculation of the thermal load of the settlement was performed, the required capacity of the wind turbine was determined, and a comparative analysis of the efficiency of the proposed system with a typical air-source heat pump was conducted. |
| Beschreibung: | Роботу виконано на кафедрі електричної інженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. Захист відбудеться 24 червня 2026 р. о 9.00 годині на засіданні екзаменаційної комісії №17 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя. |
| Content: | ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Опалення приміщень у холодних регіонах 9 1.2 Способи накопичення теплової енергії 12 1.2.1 Накопичення явного тепла 13 1.2.2 Накопичення прихованого тепла 15 1.2.3 Термохімічне накопичення 15 1.3 Отримання теплової енергії за допомогою вітру 16 1.3.1 Системи прямого перетворення енергії вітру на тепло 17 1.3.2 Конфігурація теплового насоса з електричним приводом 18 1.3.3 Конфігурація теплового насоса з механічним приводом 20 1.3.4 Ретардер 22 1.4 Висновки до розділу 23 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 25 2.1 Вітровий потенціал 25 2.2 Енергетичні показники споживачів 26 2.3 Опис запропонованої системи енергопостачання 27 2.4 Термодинамічний аналіз 30 2.4.1 Компресор 1 31 2.4.2 Теплообмінник гарячої води 32 2.4.3 Розширювальні клапани 32 2.4.4 Насос 1 33 2.4.5 Теплообмінник «повітря-вода» 33 2.4.6 Компресор 2 34 2.4.7 Насос 2 35 2.4.8 Установка для опріснення 35 2.4.9 Насоси 3 і 4 36 2.4.10 Електролізер PEM 37 2.4.11 Загальна ефективність 38 2.4.12 Витрати та викиди окремих видів енергії 38 2.5 Висновки до розділу 40 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 42 3.1 Аналіз результатів розрахунків 42 3.2 Теплове навантаження населеного пункту 44 3.3 Загальна енергетична та ексергетична ефективність системи 48 3.4 Вартість енергії 49 3.5 Висновки до розділу 53 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 52 4.1 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 55 4.2 Сигнально-попереджувальні пристрої і фарбування обладнання 56 4.3 Особливості проведення рятувальних та інших невідкладних робіт при ліквідації наслідків великих виробничих аварій і катастроф 57 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 59 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 61 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/52612 |
| Copyright owner: | © Балик Павло Юрійович, 2026 |
| References (Ukraine): | 1. Тарасенко М.Г., Коваль В.П., Буняк О.А., Мовчан Л.Т. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи бакалавра для здобувачів першого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ, 2024. – 50 с. 2. Zhang, Q., Zhang, X., Sun, D., & Wang, G. (2019). Municipal space heating using a ground source absorption heat pump driven by an urban heating system. Geothermics, 78, 224-232. 3. Hamada, Y., Saitoh, H., Nakamura, M., Kubota, H., & Ochifuji, K. (2007). Field performance of an energy pile system for space heating. Energy and buildings, 39(5), 517-524. 4. Pater, S. (2019). Field measurements and energy performance analysis of renewable energy source devices in a heating and cooling system in a residential building in southern Poland. Energy and Buildings, 199, 115-125. 5. Zhang, P., Wang, B., Wu, W., Shi, W., & Li, X. (2015). Heat recovery from Internet data centers for space heating based on an integrated air conditioner with thermosyphon. Renewable energy, 80, 396-406. 6. Ma, J., Fung, A. S., Brands, M., Juan, N., & Moyeed, O. M. A. (2020). Performance analysis of indirect-expansion solar assisted heat pump using CO2 as refrigerant for space heating in cold climate. Solar Energy, 208, 195-205. 7. Addo-Binney, B., Besada, W., & Agelin-Chaab, M. (2022). Analysis of an integrated thermal energy system for applications in cold regions. Journal of Energy Resources Technology, 144(1), 012104. 8. Білоус П.В. Енергоефективність генерування тепла та електроенергії на міні-тес //П.В. Білоус, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – 105-106 с. 9. Керея Ю.Б. Роль системи накопичення енергії у електроенергетичній системі //Ю.Б.Керея, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 68. 10. Abdin, Z., & Khalilpour, K. R. (2019). Single and polystorage technologies for renewable-based hybrid energy systems. In Polygeneration with polystorage for chemical and energy hubs (pp. 77-131). Academic Press. 11. Saeed, R. M. R. (2018). Advancement in thermal energy storage using phase change materials. Missouri University of Science and Technology. 12. Schmidt, M., & Linder, M. (2020). A novel thermochemical long term storage concept: balance of renewable electricity and heat demand in buildings. Frontiers in Energy Research, 8, 137. 13. Münster, M., Morthorst, P. E., Larsen, H. V., Bregnbæk, L., Werling, J., Lindboe, H. H., & Ravn, H. (2012). The role of district heating in the future Danish energy system. Energy, 48(1), 47-55. 14. Hedegaard, K., & Münster, M. (2013). Influence of individual heat pumps on wind power integration–Energy system investments and operation. Energy Conversion and Management, 75, 673-684. 15. Klueter, H. H., & Liljedahl, L. A. (1982). Feasibility of wind-powered mechanically-driven heat pump for a dairy. 16. Jwo, C. S., Chien, Z. J., Chen, Y. L., & Chien, C. C. (2013). Development of a wind directly forced heat pump and its efficiency analysis. International Journal of Photoenergy, 2013(1), 862547. 17. McQuiston, F. C., Parker, J. D., Spitler, J. D., & Taherian, H. (2023). Heating, ventilating, and air conditioning: analysis and design. John Wiley & Sons. 18. Вплив матеріалу трубчастого теплообмінника на ефективність теплообміну в умовах утворення накипу / І. Лучейко, Р. Коцюрко, В. Коваль // Матеріали V Міжнародної науково-технічної конференції «Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи», 23-27 лютого 2015 р., Тернопіль, Яремче (УКРАЇНА) – Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2015.– С. 120-121 19. Лучейко І. Накип як суттєвий фактор зниження ефективності функціонування конденсаторів: постановка задачі / І. Лучейко, Р. Коцюрко, В. Коваль // Матеріали ⅩⅧ наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя, 29-30 жовтня 2014 року — Т. : ТНТУ, 2014 — С. 7. 20. Лучейко І. Розрахунок допустимої товщини накипу за відносним збільшенням гідравлічного опору потоку рідини в трубчастому теплообміннику / І. Лучейко, Р. Коцюрко, В. Коваль // Збірник тез доповідей ⅩⅦ наукової конференції ТНТУ ім. Івана Пулюя, 20-21 листопада 2013 року. — Т. : ТНТУ, 2013. — Том Ⅰ : Природничі науки та інформаційні технології. — С. 13. 21. До розрахунку критерію енергоефективності трубчастого теплообмінника в умовах утворення накипу /Р.В.Коцюрко, І.Д.Лучейко, В.П.Коваль// Матеріали міжнар. наук.- техн. конф. молодих учених та студентів. «Актуальні задачі суч. технологій»: Тези доп. – Тернопіль, грудень 2013. – С. 240 22. Енергоощадна інтелектуальна система керування механічною системою / Богдан Оробчук, Іван Сисак, Ярослав Осадца, Вадим Коваль, Сергій Бабюк // МММТЕС, 22-23 листопада 2022 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2022. — С. 128–130. 23. Коваль В. П. Вітроенергетика України: проблеми та перспективи будівництва нових вітрових електростанцій / В. П. Коваль, О. І. Похилий // Матеріали ⅩⅣ МНТКМУС „Актуальні задачі сучасних технологій“, 11-12 грудня 2025. — Т. : ФОП Паляниця В.А., 2025. — С. 399–401. — (Електротехніка та енергозбереження). 24. Білевич В.Р. Вплив кількості лопатей на енергоефективність вітротурбіни // В.Р. Білевич; А.М.Яковчук; В.П.Коваль / Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції ''Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій'', присвячена 180-річчю з дня народження Івана Пулюя та 65-річчю з дня заснування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 28-29 травня 2025 року – Тернопіль. ТНТУ ім.І.Пулюя, 2025. – С. 11-12. 25. Рудик А.І. Енергоефективність двороторної вітроенергетичної установки // А.І.Рудик, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 70. 26. Коваль В. П., Зінь П. М. Підвищення енергоефективності низьконапірних мікрогес невеликої потужності з трубними осьовими гідротурбінами // Тези ⅩⅢ МНПК „Актуальні задачі сучасних технологій“, Тернопіль, 11-12 грудня 2024 року. 2024. С. 285–286. 27. Ensuring the energy efficiency of heat supply energy systems functioning by justifying the choice of glazing units for the external enclosing structures of buildings / Vadym Koval, Myroslav Zin, Liubov Kostyk, Oleh Buniak // Scientific Journal of TNTU. — Tern.: TNTU, 2023. — Vol 110. — No 2. — P. 57–67 28. Коваль В.П. Фотоелектрична станція для забезпечення власних потреб // В.П. Коваль, Д.Ф.Паловці, Abul Kalam Azad / Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи: матеріали VIІ Міжнародної науково-технічної конференції, (Тернопіль, 29-31 травня 2024) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2024. – С . 29. Робота фотоелектричної станції на основі гібридного інвертора з різною ємністю системи накопичення електроенергії. Коваль, В., Оробчук, Б., Буняк, О., Гетманюк, В. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: технічні науки. 343(6(1), (2024). С. 208-214. Галузь науки: технічні (17.03.2020) 30. Тарасенко, М., Козак, К., Коваль, В. (2026). Модернізація систем теплопостачання в житловому секторі україни: виклики, технічні рішення та енергоефективні заходи. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, 363(2), 365-370. 31. Гандзюк, М. П. Основи охорони праці [Текст] : підручник / М. П. Гандзюк, Є. П. Желібо, М. О. Халімовський ; за ред. М. П. Гандзюка ; МОН України. – 4-е видання. – К. : Каравела, 2008. – 384 с. |
| Content type: | Bachelor Thesis |
| Enthalten in den Sammlungen: | 141 — Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (бакалаври) |
Dateien zu dieser Ressource:
| Datei | Beschreibung | Größe | Format | |
|---|---|---|---|---|
| dyplom_Balyk_P_2026.pdf | Дипломна робота | 1,76 MB | Adobe PDF | Öffnen/Anzeigen |
Alle Ressourcen in diesem Repository sind urheberrechtlich geschützt, soweit nicht anderweitig angezeigt.
Administrationswerkzeuge