Search

Nowadays, one of the main concerns that we have in our lives is the quality of life, which has resulted in an increasing of the energy consumption over the history. Therefore, the real challenge that we face against is to be able to cover the energy needs and comfort of all over the world, that is what we need to take efficiently advantage of all the energy sources we have. In this case we are going to study and designing the heating and cooling system of an office building and we will make an energetic comparison of this building between Vilnius (Lithuania) and Madrid (Spain). We will see how different are the climatic conditions and how these conditions make different the normative parameters used in the calculations for the heating and cooling systems. The main objective of this work is the study and comparison of the energy needed to achieve a comfort temperature inside of an office building in Madrid and Vilnius, and to observe which are the differences between them and what would happen if we build the office building in Vilnius with the normative parameters of Madrid. For it, we will mainly take into consideration the thermal transmittance of the envelope elements which the building is built with, the heat losses due to ventilation, the heat gains due to internal sources like persons, light, equipment and of course the climatic conditions of each country. Everything will be done with the normative values found in CTE (‘’Código Técnico de la Edificación’’) and in the RITE (‘’Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios’’), in the case of Madrid. In the case of Vilnius we will take the normative parameters usually accepted and used for the designing of heating and cooling systems. Hoy en día, una de las principales preocupaciones que tenemos es la calidad de vida, lo que se traduce en un aumento del consumo de energía en la historia. Por lo tanto, el verdadero desafío al que nos enfrentamos es ser capaces de cubrir las necesidades de energía y de confort en todo el mundo, por lo que debemos utilizar eficaz y eficientemente las fuentes de energía que tenemos. En este caso vamos a estudiar y diseñar el sistema de calefacción y refrigeración de un edificio de oficinas, y haremos una comparación energética de este edificio entre Vilna (Lituania) y Madrid (España). Vamos a ver las diferentes condiciones climáticas en cada una de las ciudades y cómo estas condiciones hacen diferentes los parámetros normativos utilizados en los cálculos de los sistemas de calefacción y refrigeración. El objetivo principal de este trabajo es el estudio y comparación de la cantidad de energía necesaria para alcanzar una temperatura de confort dentro de un edificio de oficinas en Madrid y Vilna, a fin de observar cuáles son las diferencias entre ellos y lo que podría suceder si construimos el edificio de oficinas en Vilna con los parámetros normativos de Madrid. Para ello, vamos a tener en cuenta principalmente la transmitancia térmica de los elementos utilizados en la construcción del edificio, las pérdidas de calor debido a la ventilación, las ganancias de calor debidas a fuentes internas como las personas, la luz, los equipos y, por supuesto las condiciones climáticas de cada país. Todo se hará con los valores normativos obtenidos del CTE ( "Código Técnico de la Edificación") y del RITE ( "Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios" ), en el caso de Madrid. En el caso de Vilna tomaremos los parámetros normativos generalmente aceptados y utilizados para el diseño de sistemas de calefacción y refrigeración. Ingeniería Industrial

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.

One way to reduce CO2 emissions, help to the global sustainable development and reduce the global warming is the use of clean and renewable energies. One of them is the solar energy, in fact this is one of the natural sources with more energetic potential. Due to this several prestigious entities and governments are promoting and improving the development and use of this kind of energy. For example, the Spanish government approved a law in March of 2006, named “Código Técnico de la Edificación”. This regulation is mandatory, and set the minimum quality requirements that residential buildings must have. One of them forces that new and renovated buildings have to produce part the energy demand for heating water by means of a solar thermal system. The project is going to be carried out in an old building which is being renovated. The aim of this thesis is to design and calculate the installation of a solar system for covering part of the sanitary hot water in a residential building placed in Ávila, Spain. The calculation includes dimension the system, to select the components and to obtain the solar annual coverage. After this, check that the obtained solar annual coverage is greater than the minimum one set by the law. The obtained results are the energy, fuel and money saves, as well as the initial investment and the payback of the installation. Ingeniería Industrial

Magistro darbe nagrinėjamas mokomasis aerodinaminis vamzdis, su kuriuo bus galima atlikti laboratorinius darbus ir nesudėtingus mokslinius tyrimus. Aptariama aerodinaminio vamzdžio reikšmė studentams, Lietuvos ūkiui ir aplinkosaugai. Taip pat pateikiama, kokius bandymus su aerodinaminiu vamzdžiu bus galima atlikti Pastatų energetikos katedroje. Apžvelgti laboratorijos įrangos gamintojų – Aerolab, G.u.n.t, Armfield, Stirolab, GDJ Inc mokomieji aerodinaminiai vamzdžiai, projektavimo rekomendacijos. Pastatų energetikos katedrai suprojektuotas aerodinaminis vamzdis, papildomai pridėti triukšmo slopintuvai prieš ir už ventiliatoriaus. Taip pat atlikta kompiuterinių programų, kuriomis naudojantis galima atlikti oro srautų moduliaciją, analizė, ir pasirinkus tinkamiausią programą atlikta Pastatų energetikos katedros aerodinaminio vamzdžio darbinės kameros moduliacija. Šio baigiamojo darbo rezultatas – pagamintas ir surinktas mokomasis aerodinaminis vamzdis, kuris bus naudojamas laboratoriniams darbams ir tyrimams atlikti. Darbą sudaro 11 dalys: įvadas, 11 skyrių dėstomoji dalis, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 65 p. teksto be priedų, 39 iliustr., 9 lent., 30 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo grafikai ir priedai. Masters‘ thesis deals with an educational wind tunnel which is to be used to carry out laboratory works and simple research. It disscuses the importance of wind tunnel for students, Lithuanian economy and environment protection. It also presented tests those can be made with wind tunnel in the department of buildings’ energetics. The educational wind tunnels, design recommendations of the laboratory equipment manufacturer – Aerolab, G.u.n.t, Armfield, Stirolab, GDJ Inc were overviewed. Wind tunnel for department of buildings’ energetics was designed, in addition silencers before and behind the fan were added. There are also made an analysis of computer programs, which enable air flow modulation, and selecting the best program the wind tunnel working chamber modulation of the department of buildings’ energetics was performed. The result of the thesis – produced and assembled educational wind tunnel, which will be used for laboratory work and research. The work consists of eleven parts: introduction, describtion, conclusions, references. Work size – 65 pages without appendixes, 39 figures, 9 tables, 30 references. Appendixes.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas mažaenergis administracinis pastatas ir AEI panaudojimo jame galimybės Lietuvos meteorologinėmis sąlygomis. Naudojant modeliavimo priemonę TRNSYS sukuriami mažaenerginio administracinio pastato bei AEI sistemų skaičiavimo – valdymo modeliai: saulės kolektoriai, foto elementai, vėjo jėgainės, šilumos siurbliai, imantys šilumą iš grunto bei oro. Atlikus modeliavimą gauti pastato energijos suvartojimai šildymui (54 kWh/m2), vėsinimui (20 kWh/m2) bei elektros (48 kWh/m2). Metiniame pastato energijos balanse, energija pagaminta iš AEI gali padengti 56,6% reikalingos šiluminės energijos, 102,9 % energijos reikalingos vėsinimui ir 4,5 % reikalingo elektros kiekio. Pastato energijos poreikių jautrumo analizė atliekiama 3 pastato variantams. Pastebėta, kad esant didesniam stiklinių atitvarų plotui pietinėje pastato pusėje pagamintas šilumos kiekis iš AEI gali padengti net 85 % pastatui reikalingo šilumos kiekio. Tačiau beveik du kartus išaugo energijos poreikis pastato vėsinimui. Mažiausias vėsinimo kiekis reikalingas stačiakampio ploto pastatui. Apibendrinus rezultatus, pateiktos išvados ir rekomendacijos. Darbą sudaro 5 dalys: įvadas, 5 skyriai, išvados ir rekomendacijos, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 63 p. teksto be priedų, 31 iliustr., 16 lent., 27 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai. Thesis examined low energy office building and possibilities of renewable energy use in it by Lithuanian meteorology conditions. Using TRNSYS simulation tool the computing-control models for low energy office building and renewable energy systems (RES) (solar collectors, photovoltaic, wind turbines and heat pumps taking the heat from the soil and air) are created. After the simulation buildings’ energy consumption for heating (54kWh/m2), cooling (20 kWh/m2) and electricity (48 kWh/m2) were obtained. The annual building energy balance: an energy produced from RES can cover 56.6 % of the necessary thermal energy, 102.9 % of the energy required for cooling and 4.5 % required for electricity generation. The buildings’ energy demand sensitivity analysis is performed for three buildings’ variants. It is observed that of a larger area of the glass envelope of the building in southern direction the amount of heat produced from RES can cover up to 85% of the building required heat. However, almost twice rises electricity demand in cooling of the building. The minimum amount of cooling is required for a rectangular area building. Summarizing the results, conclusions and recommendations are presented. The work consists of 5 parts: introduction, 5 chapters, conclusions and recommendations, references. Work size – 63 pages without appendices, 31 figures, 16 tables, 27 references. Appendices.

Darbe projektuojama geoterminė jėgainė, kuri tiekia šiluminę energiją pastatų grupei. Darbą sudaro įvadas, keturi skyriai, išvados ir rekomendacijos bei literatūros sąrašas. Įvade pateikta nagrinėjamos temos problema, aktualumas, darbo tikslai ir uždaviniai bei praktinė darbo vertė. Pirmajame skyriuje pateikiami projektiniai duomenys pastatų grupei Tauragės miesto pavyzdžiu, aprašomi geoterminės energijos tipai bei jos panaudojimas pasaulyje ir Lietuvoje. Antrajame skyriuje analizuojamas Lietuvos geoterminis laukas bei parenkama projektuojamos geoterminės stoties vieta. Analizuojamos UAB „Geoterma“ iškilusios problemos ir nustatomos jų priežastys. Trečiajame skyriuje atliekamas metinio šilumos poreikio modeliavimas bei trijų energijos šaltinių techninis vertinimas kompiuterine programa EnergyPRO. Ketvirtajame skyriuje energijos šaltiniai vertinami ekonominiu ir aplinkosauginiu požiūriu, taip pat atliekama jautrumo analizė bei aprašomos prielaidos, naudotos darbe. Išanalizavus pastatų grupės energijos poreikius, atlikus techninius energijos šaltinių vertinimus ir reikalingus skaičiavimus šilumos gamybos galimybėms įvertinti, teikiamos išvados ir rekomendacijos. Pridedama: trijų energijos šaltinių schemos. Darbo apimtis – 65 p. be priedų, 35 pav., 15 lent., 19 literatūros šaltinių. There is designed geothermal power plant that supplies thermal energy group of buildings in this paper. The work consists of four chapters, conclusions, recommendations and references. The introduction is about the problem of the topic, the relevance, the work goals, objectives and the practical value of the work. The first chapter provides design details of buildings group using Taurage's city example, describes the types of geothermal energy and its use in the world and in Lithuania. The second chapter analyzes the Lithuanian geothermal area, also the place for designed geothermal station is selected. Analyze the problems encountered in Geoterma company and identify their causes. There is modeling an annual heat demand and performed the three technical evaluation of energy sources with a computer program EnergyPRO. There is assessed the economic sources from energy and environmental point of view in the fourth chapter. As well sensitivity analysis is produced and description of the assumptions used in the workplace. After the analysis of the building group's energy needs and performed technical evaluations and calculations of energy sources necessary to evaluate the heat generation ability, findings and recommendations are provided. Enclosure: energy sources schemes. Working volume - 65 pages without additives, 35 pic., 15 tables, 19 references.

Darbe apžvelgtos užsienio valstybių centralizuoto šilumos tiekimo (CŠT) sistemų darbo režimai ir pagrindiniai parametrai. Išskirtinai atsižvelgta į CŠT sitemas, kuriose yra kogeneracinės jėgainės su šilumos akumuliavimo talpomis. Darbe pateikiami pavyzdžiai, kokios gali būti ir kaip pritaikomos šilumos akumuliavimo talpos. Tokių sistemų pagrindiniai privalumai yra tai, jog naudojantis ŠAT sistema galima subalansuoti CŠT sistemose esančių įrenginių darbo režimus, taip pat esant kogeneracinėms jėgainėms galima pereinant nuo šilumos vartojimo grafiko jų darbą adaptuoti prie elektros vartojimo grafiko. Darbe analizuojamas Mažeikių miesto šilumos tiekimo sistemos darbas esant kogeneracinėms jėgainėms su šilumos akumuliacijos talpomis. Modeliuoti galimi įrenginių darbo režimai dviem prioritetais: pastoviosios galios ir maksimaliosios pikinės elektros energijos gamybos. Gauta, kad efektyvus šilumos akumuliacijos kiekis turėtų būti 200 MWh tai – atitiktų 4 tūkst. m3 talpą dirbant Mažeikių ŠT darbo parametrais. Nustatyta, kad valandinis ŠAT sistemos prijungimo vamzdžių pralaidumas turi būti 17 MW. Ekonominėje dalyje vertinamas ŠAT sistemos pelningumas. ŠAT sistemos pelningumas dirbant pastovios galios režimu yra neigiamas, taigi projektas būtų ekonomiškai nenaudingas, tačiau ŠAT sistemą naudojant pikinės elektros gamybai pelningumas svyruotų nuo -0,5 mln. Lt iki 0,9 mln. Lt, priklausomai nuo to, kaip susiformuos pikinės elektros rinka. The thesis surveys working regimes and main parameters of centrally supplied heat (CSH) systems of foreign states. The exclusive attention is paid to CHS systems, having combined heat and power plans with heat accumulation tanks. Examples are provided in the thesis of the types of heat accumulation tanks and their application. The main advantages of such systems are that working regimes of devices in the CHS systems may be balanced with the help of HAT system, as well as that their work may be adapted from heat usage schedule to electricity usage schedule, if combined heat and power plants are used. The thesis analyzes the work of Mažeikiai town heat supply system, having combined heat and power plants with heat accumulation tanks. Possible working regimes of devices in two priorities have been modelled: fixed power and maximum peak electric power production. It has been received that the efficient quantity of heat accumulation should be 200 MWh; this would conform to 4 thousand m3 tank under Mažeikiai HS working parameters. It has been determined that the hourly capacity of pipeline of HAT system connection must be 17 MW. Economical part evaluates profitability of HAT system. HAT system’s profitability, using the fixed power for maintenance is negative; the project would be economically unprofitable; however using HAT system for production of peak electric power, profitability would fluctuate from -0.5 million LTL to 0.9 million LTL, depending on formation of peak... [to full text]

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama problema – dideli energijos poreikiai vėsinimui biurų pastatuose, dėl vis didėjančių mikroklimato kokybės reikalavimų, didesnių šilumos pritekėjimų į patalpas ir šilumos išsiskyrimų dėl naudojamos įrangos. Problemos sprendimui darbe suprojektuotos keturios oro kondicionavimo sistemos su skirtingais šilumnešiais: oru, vandeniu ir freonu. Atsižvelgiant į šilumnešio tipą suprojektuotos ventiliatorinių konvektorių, aktyviųjų šalčio sijų, freoninė ir orinė vėsinimo sistemos. Oro kondicionavimo sistemos analizuojamos remiantis realaus tipinio administracinio pastato pavyzdžiu. Lyginamoms sistemoms buvo atlikti hidrauliniai ir aerodinaminiai skaičiavimai, įvertintos sistemų pradinės investicijos, apskaičiuotos energijos sąnaudos ir eksploatacijos išlaidos. Ekonominio skaičiavimo metu buvo įvertintas sistemų atsipirkimo laikas ir atlikta elektros kainų jautrumo analizė. Šio tyrimo rezultatai parodo, kokia sistema iš visų darbe nagrinėtųjų sistemų yra tinkamiausia biurų pastatams, pagal efektyvų elektros energijos naudojimą ir pradines investicijas. The final master's work deals with the problem of high energy needs for cooling in office buildings, due to the growing of higher quality requirements for microclimate, higher heat gains in premises and equipment heat emissions used in. To solve the problem four different types of cooling systems with different coolants: air, water and refrigerant are designed at work. Depending on the type of coolant were designed fan coil units, active chilled beams, variable refrigerant volume system and air cooling systems. Air conditioning systems are analyzed on the basis of an example of the real typical office building. The hydraulic and aerodynamic calculations were made, initial investments, energy expenditures and operating costs were estimated for the compared systems. The pay-back time of the systems was assessed and the sensitivity analysis of electricity prices was carried out by economic calculations. The results of this investigation show, which system of all analysed systems at work is the most appropriate for office buildings, according to the efficient use of electricity and the initial investments.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama Lietuvos pastatų energinio naudingumo sertifikavimo metodika pagal STR 2.01.09:2005 „Pastatų energinis naudingumas. Energinio naudingumo sertifikavimas“. Ši metodika lyginama su STR 2.09.04:2002 „Pastato šildymo sistemos galia. Energijos sąnaudos šildymui“ šilumos nuostolių skaičiavimo metodika ir su faktiniu šilumos suvartojimu. Nagrinėjamos suminės energijos sąnaudos ir energinio naudingumo kvalifikacinis rodiklis esant skirtingo aukštingumo pastatams ir jo pokytis diegiant renovacijos priemones. Taip pat atliekama renovacijos priemonių ekonominio efektyvumo analizė. Sudaromas A klasės pastato modelis. Analizuojama energinio naudingumo klasės suteikimo sistema ir pateikiamos rekomendacijos energinio naudingumo sertifikavimui Lietuvoje. In the master thesis the methodology of building energy performance by The national building regulation STR 2.01.09:2005 „Building Energy performance. Certificate of energy performance” is analysed . The methodology is compared with heat gains calculation methodology in regulation STR 2.09.04:2002 „Capacity of building heating system. Energy input for heating“ and actual heat consumption. The total energy consumption and the energy performance qualifying index is analyzed in the buildings of different height and the difference of index after renovation. The economical efficiency analysis of recommended renovation is analysed. The model of energy performance class is analised and the recomendations for energy performance certification in Lithuania are presented.

Nowadays the majority of the companies stocking services of central heats face to the necessity to modernize the sources of the heat generation. In this Master’s Work there are analysing “Radviliškio šiluma” companies feeding the heat, boiler – houses in Radviliškis, the opportunities of the investments in order to reduce the prime cost of feeding the heat in their heat system. There are analyzing these alternatives: the basic variant, the peat burning, the cogeneration installing, and the optimization of the individual parts of the pipeline in the heat system. All alternatives are compared using the method of the proximity to the ideal point. In order to appraise the results there was used the computer tool energyPRO. This computer tool summed up the constant and permanent inputs, the inputs of the system’s service, the inputs of the waste, and the costs of the environmental pollution and the prime cost of the heat energy. There was estimated the way of the optimal heat feeding – the cogeneration installing - comparing the significance of the criteria of the evaluation. The method of the proximity to the ideal point could be used in comparison of other alternatives and criteria of the evaluation.