Науковий вісник НГУ

Оптимізація ефективності опалення наземних споруд вугільних шахт інфрачервоними обігрівачами

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2022

Останнє оновлення: 11 липня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2439

Authors:

Н.Сподинюк, orcid.org/0000-0002-2865-9320, Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.Возняк, orcid.org/0000-0002-6431-088X, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.Савченко, orcid.org/0000-0003-3767-380X, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.Сухолова, orcid.org/0000-0002-3319-2278, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.Касинець, orcid.org/0000-0002-7686-7482, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (3): 100 - 106

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-3/100

Abstract:

Мета. Оптимізація енергетичної та економічної ефективності системи опалення наземних споруд вугільних шахт інфрачервоними обігрівачами завдяки раціональному вибору технічних параметрів опалювальних пристроїв і умов їх експлуатації, а саме інтенсивності опромінення підлоги q, теплової потужності нагрівача Q, ступеня чорноти поверхні підлоги ε і висоти розташування Н інфрачервоних обігрівачів. Для досягнення мети було поставлено завдання провести теоретичні та експериментальні дослідження інфрачервоних обігрівачів NL-12R системи опалення надшахтної будівлі під час її термомодернізації.

Методика. При застосуванні систем променистого опалення інфрачервоними обігрівачами забезпечується локальне опалення робочої зони надшахтної будівлі. Унаслідок цього у наземних спорудах вугільних шахт підтримуються необхідні температурні умови та існує ймовірність створення локального мікроклімату. Було реалізовано багатофакторний експеримент з урахуванням взаємодії факторів. Результати дослідження представлені у графічному та аналітичному вигляді. Крім цього, було застосовано аналітичний метод оптимізації параметрів і умов експлуатації системи променистого опалення інфрачервоними обігрівачами NL-12R, а також оптимізована їх кількість у системі комбінованого опалення наземних споруд вугільних шахт.

Результати. За результатами експерименту визначена залежність відносної температури підлоги від інтенсивності опромінення підлоги q, теплової потужності нагрівача Q, ступеня чорноти поверхні підлоги ε_підл і висоти розташування Н інфрачервоних обігрівачів. Результати представлені у вигляді графіків і номограми, а також апроксимовані аналітичними рівняннями. Річний економічний ефект за оптимального варіанту комбінованої системи опалення за рахунок застосування максимальної кількості інфрачервоних обігрівачів NL-12R складає 39,4 Euro/рік за умови встановлення інфрачервоних обігрівачів NL-12R потужністю Q = 1200 Вт у кількості 5 шт.

Наукова новизна. Оптимізація енергетичної та економічної ефективності системи опалення наземних споруд вугільних шахт інфрачервоними обігрівачами NL-12R, завдяки раціональному вибору технічних параметрів опалювальних пристроїв і умов їх експлуатації, проведена аналітичним методом.

Практична значимість. Результати оптимізації теплових і економічних параметрів роботи комбінованої системи опалення надшахтних будівель зі встановленням інфрачервоних обігрівачів NL-12R потужністю Q = 1200 Вт засвідчили ефективність комбінованого опалення наземних споруд вугільних шахт і досягнення річного економічного ефекту 39,4 Euro/рік.

Ключові слова: система опалення, надшахтні будівлі, енергоощадність, термомодернізація, інфрачервоні обігрівачі

References.

1. Ulewicz, M., Zhelykh, V., Furdas, Y., & Kozak, K. (2021). Assessment of the Economic Feasibility of Using Alternative Energy Sources in Ukraine. Lecture Notes in Civil Engineering, 100, 482-489. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57340-9_59.

2. Savchenko, O., Voznyak, O., Myroniuk, K., & Dovbush, O. (2020). Thermal Renewal of Industrial Buildings Gas Supply System. Lecture Notes in Civil Engineering, 100, 385-392. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57340-9_47.

3. Zhang, H., Li, K., Zhao, L., Jia, L., Kaita, M., & Wan, S. (2021). Modeling of a Wellhead Heating Methodology with Heat Pipes in Coal Mines. Journal of Energy Resources Technology, 143(1). https://doi.org/10.1115/1.4049003.

4. Antypov, I., Gorobets, V., & Trokhaniak, V. (2021). Experimental and Numerical Investigation of Heat and Mass Transfer Processes for Determining the Optimal Design of an Accumulator with Phase Transformations. Journal of Applied and Computational Mechanics, 7(2), 611-620. https://doi.org/10.22055/JACM.2020.34893.2524.

5. Spodyniuk, N., Voznyak, O., Sukholova, I., Dovbush, O., Kasynets, M., & Datsko, O. (2021). Diagnosis of damage to the ventilation system. Diagnostyka, 22(3), 91-99. https://doi.org/10.29354/diag/141913.

6. Kapalo, P., & Spodyniuk, N. (2018). Effect of the variable air volume on energy consumption – Case study. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 415, 1.012027. https://doi.org/10.1088/1757-899Х/415/1/012027.

7. Kapalo, P., Vilčeková, S., Mečiarová, L., Domnita, F., & Adamski, M. (2020). Influence of indoor climate on employees in office buildings – A case study. Sustainability, 12(14), 5569. https://doi.org/10.3390/su12145569.

8. Anderson, R., & Souza, De E. (2017). Heat stress management in underground mines. International Journal of Mining Science and Technology, 27(4), 1-5. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2017.05.020.

9. Spodyniuk, N., Zhelykh, V., & Dzeryn, O. (2018). Combined Heating Systems of Premises for Breeding of Young Pigs and Poultry. FME Transactions, 46, 651-657. https://doi.org/10.5937/fmet1804651S.

10. Yadav, G., Gupta, N., Sood, M., Anjum, N., & Chib, A. (2020). Infrared heating and its application in food processing. The Pharma Innovation Journal, 9(2), 142-151. ISSN (E): 2277-7695.

11. Wojtacha-Rychter, K., & Smoli´nski, A. (2018). Study of the Hazard of Endogenous Fires in Coal Mines – A Chemometric Approach. Energies, 11(11), 3047. https://doi.org/10.3390/en11113047.

12. Kumar, S., Mishra, P. K., & Mandal, P. K. (2018). Study of detection techniques for heating of coal in underground coal mines. The Indian Mining & Engineering Journal, 57(10), 29-34. ISSN 0019-5944.

13. Gaonwe, T., Kusakana, K., & Hohne, P. (2019). Walk-through Energy Audit and Savings Opportunities: A Case of Water Heaters at CUT Residencial Buildings. Conference: IEEE open innovations conference 2019, Cape Town, South Africa. https://doi.org/10.1109/OI.2019.8908172.

14. Cao, Y., Yang, J., & Li, J. (2020). Energy-Saving Research on Residential Gas Heating System in Cold Area Based on System Dynamics. International Journal of Heat and Technology, 38(2), 457-462. https://doi.org/10.18280/ijht.380222.

15. Kebede, T., & Esakki, B. (2019). Effect of Various Infrared Heaters on Sintering Behavior of UHMWPE in Selective Inhibition Sintering Process. International Journal of Engineering and Advanced Technology, 8(6), 725-731. https://doi.org/10.35940/ijeat.F8316.088619.

16. Maznoy, A., Kirdyashkin, A., Pichugin, N., Zambalov, S., & Petrov, D. (2020). Development of a new infrared heater based on an annular cylindrical radiant burner for direct heating applications. Energy, 204, 117965. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117965.

17. Vidyarthi, S., El-Mashad, H., Khir, R., Zhang, R., Tiwari, R., & Pan, Z. (2019). Evaluation of selected electric infrared emitters for tomato peeling. Biosystems Engineering, 184, 90-100. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2019.06.006.

18. Haq, H., Valisuo, P., Kumpulainen, L., & Tuomi, V. (2020). An economic study of combined heat and power plants in district heat production. Cleaner Engineering and Technology, 1, 100018. https://doi.org/10.1016/j.clet.2020.100018.

19. Paraschiv, S., Barbuta-Misu, N., & Simona Paraschiv, L. (2020). Technical and economic analysis of a solar air heating system integration in a residential building wall to increase energy efficiency by solar heat gain and thermal insulation. Energy Reports, 6(6), 459-474. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.09.024.

20. Aedah, M. J. Mahdi (2018). Energy Audit a step to effective Energy Management. International Journal of Trend in Research and Development, 5(2), 521525. ISSN: 23949333.

• < Попередня
• Наступна >