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.

M. Beniušis „Kelto „Victoria Seaways“ šilumokaičio ir aušinimo vamzdyno virpesių tyrimas“. Laivų projektavimo ir statybos magistratūros studijų programos baigiamasis darbas. Darbo vadovas dr. P. Mažeika, Klaipėdos universitetas: Klaipėda, 2014. Raktažodžiai: virpesiai, laivas, keltas, virpesių tyrimai, šilumokaitis. Baigiamojo darbo teorinėje dalyje aprašoma virpesių klasifikacija, pagrindiniai virpesių žadintojai ir analizuojami įvairūs virpesių lygio mažinimo laive, virpesių skaičiavimo būdai. Eksperimentinėje dalyje pateikiama keltų „Victoria Seaways“ ir „Athena Seaways“ aušinimo sistemos dalies virpesių matavimo metodika. Nagrinėjami reiso Klaipėda-Kylis-Klaipėda metu atliktų matavimų rezultatai, bei nustatomos tiriamos aušinimo sistemos dalies padidintų virpesių lygio priežastys. Paskutinėje darbo dalyje pateikiamos išvados ir rekomendacijos. / M. Beniušis “Vibration research of heat exchanger and cooling piping in Victoria Seaways ferry”. Final work of the master studies of ship design and building program. Academic supervisor Dr. P. Mažeika, Klaipeda University: Klaipėda, 2014. Keywords: vibrations, ship, ferry, vibration research, heat exchanger. The theoretical part of the final work describes the classification of vibration, main excitations of vibration and analyses various methods for reduction of the vibration level on board and vibration calculation. The experimental part presents the vibration measurement methodology in the cooling systems of Victoria Seaways and Athena Seaways ferries. It examines the results of measurements carried out during Klaipėda-Kiel-Klaipėda trip and identifies the reasons for the recent level of vibration in the analysed cooling system. The final part of the work contains the conclusions and recommendations.

Žemės šilumos siurblių sistemos surenka žemės šilumą, dažniausiai vertikaliu U formos gręžinio šilumokaičiu. U formos gręžinio šilumokaičio našumas priklauso nuo šiluminių žemės savybių, taip pat nuo gręžinyje naudojamo skiedinio ar užpildo. Siekiant, kad Žemės šilumos siurblių sistemos pasiteisintų, projektuojant reikia atsižvelgti į geologinių struktūrų šiluminį laidumą ir gręžinio šilumokaičio šiluminę varžą. Šio darbo tikslas buvo nustatyti šilumos siurblio, naudojančio grunto šilumą, pritaikymo individualioje sodyboje siurblio techninis ir ekonominis įvertinimas. Nustatyta, kad investicijos projektui įgyvendinti, kai gyvenamajam pastatui šildyti ir buitiniam karštam vandeniui ruošti šildymo sezono metu šilumą gamina šilumos siurblys, naudojantis grunto šilumą, palyginti su tiesioginiu elektros naudojimu pastatui šildyti ir buitiniam karštam vandeniui ruošti, atsiperka per 6,3 metus. Šiluminės reakcijos testas padeda nustatyti šiluminį žemės laidumą (λ) gręžinio šilumokaičio įrengimo vietoje, bei efektyvią gręžinio šilumokaičio šiluminę varžą (Rb). Pagrindinis tikslas buvo suderinti gręžinio šilumokaitį su žemės sąlygomis, taip pat nustatyti gręžinio gylio poveikį (60 m: VB2; 90 m: VB3). / Ground source heat pump systems exchange heat with the ground, often through a vertical, U-tube, borehole heat exchanger. The performance of this U-tube borehole heat exchanger depends on the thermal properties of the ground formation, as well as grout or backfill in the borehole. The design and economic probability of ground source heat pump systems need the thermal conductivity of geological structure and thermal resistance of borehole heat exchanger. An economic and technical evaluation of the heat pump, which is using ground heat, in individual homestead. It was found that the investment for this project, when heat pump using ground heat is used to heat residential building and domestic hot water in heating season, compared with the use of direct electric heating of buildings and domestic hot water payback within 6.3 years. Thermal response test method allows the in-situ determination of the thermal conductivity (l) of the ground formation in the vicinity of a borehole heat exchanger, as well as the effective thermal resistance (Rb) of this latter. The main goal has been to determine same in-situ ground type of borehole heat exchanger, including the effect of borehole’s depths (60 m: VB2; 90 m: VB3).

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama tiesioginė šilumos atgavimo funkcija iš šilumos siurblio darbo ciklo ir jos pritaikomumas Lietuvos klimatinėmis sąlygomis. Apžvelgiami naudojamų šalčio mašinų tipai, technologiniai tiesioginio šilumos atgavimo inžineriniai sprendmiai. Taip pat detaliai paaiškinamas šilumos siurblio darbo ciklas ir tiesioginio šilumos atgavimo funkcijos veikimo principas. Taip pat šilumos atgavimo founkcija nagrinėjama konkrečiame jau egzistuojančiame administracinės paskirties pastate, kuriame sumontuota vandeninė šalčio mašina. Nustatomas šalčio mašinos darbo režimų grafikas skaičiuojamąjį Liepos mėnesį. Dviejomis nepriklausomomis kompiuterinėmis programomis sumodeliuojami šalčio mašinos freono konturų darbo ciklai. Pagal gautus rezultatus parenkami ir sumodeliuojami šilumos atgavimo šilumokaičiai ir randamos įmanomos atgauti šilumos galios ir šilumos kiekiai, kurie palyginami su pastato karšto vandens poreikiais ir atliekamas ekonominis šilumos atgavimo funkcijos vertinimas. Gauti rezultatai patvirtina, kad tokio tipo šilumos atgavimas didina pastato energijos vartojimo efektyvumą ir padeda taupyti pinigus. Taip pat nustatyta, kad Lietuvos klimatinėmis sąlygomis šilumos atgavimas įmanomas tik šiltuoju metų sezonu, kai pastate yra vėsos poreikis, tačiau nepaisant to, metiniai sutaupymai yra pakankamai dideli, todėl tiesioginis šilumos atgavimas yra efektyvi mikroklimato sistemų optimizavimo priemonė. / In this Master thesis a direct heat recovery option on the air cooled chiller and its availability in Lithuanian climate has been investigated. Also the review of chiller range, direct heat recovery technological issues and direct refrigerant vapor compression cycle has been explained in detail. Also the heat recovery option has been investigated in the specific administrative building with the chiller already installed. Chiller cooling chart has been calculated for the selected time period – a month of July. Chiller refrigerant circuits were modeled by using two independent computer applications. In accordance with the calcultated results, plate heat exchangers were designed. Possible amount of recovered heat was found and compared with building‘s heat demand for hot domectic water supply. The economical evaluation of heat recovery option was carried out. The results confirmed that the heat recovery option discussed in the thesis can increase energy consumption efficiency. Despite the fact that heat recovery in Lithuanina climate is only possible during the warm season, annual savings on energy consumption are sufficiently high to make the heat recovery measure an attractive option.

Sekliojo geoterminio šildymo sistemos vis plačiau naudojamos individualios ir visuomeninės paskirties pastatų šildymui. Tokių sistemų viena svarbiausių dalių yra kolektorius, tiekiantis žemės šilumą šilumos siurbliui. Nuo tinkamo kolektoriaus parametrų parinkimo labai priklauso geoterminio šildymo sistemos efektyvumas ir jos įrengimo kaštai. Inžineriniams kolektorių parametrų skaičiavimams plačiai naudojami artutiniai, gana apytiksliai metodai. Šiame darbe atliktas vertikalaus U-tipo kolektoriaus kompiuterinis modeliavimas, baigtinių elementų metodu, panaudojant COMSOL Multiphysics kompiuterinių programų paketą. Išspręstas 3D šilumos laidumo uždavinys, leidžiantis tiksliau įvertinti kolektoriaus parametrus. Ištirta kolektoriaus šilumos srauto priklausomybė nuo gręžinio gylio, kolektoriuje tekančio šilumnešio greičio bei temperatūros, užpildo, grunto ir šilumnešio parametrų. / Geothermal heating systems are becoming increasingly popular to generate heat for public and individual buildings. But they have some disadvantages, most notable of which is that such systems require major investments in geological research and the installation of the thermal heat exchanger. One of the most important components in this type of systems is a heat exchanger, supplying the geothermal heat to the heat pump. Selecting the proper parameters of a heat exchanger is critical for overall efficiency and installation costs of a geothermal heating system. Simulations of engineering parameters of heat exchangers are based on quite approximate methods. In this work, we carried out a Finite Element Method computer simulation of a vertical U-type heat exchanger using the COMSOL Multiphysics software package. We solved a 3D heat conduction problem, allowing more accurate assessment of vertical U-type heat exchanger parameters, such as the thermal resistance and heat flux, depending on geometry of the wells, ground and soil parameters.

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]

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]