Analytical study of operational efficiency of industrial boiler plants considering building thermophysics and prospects for integrating heat pumps

Abstract

У статті представлено аналітичне дослідження ефективності експлуатації котелень промислових під- приємств з урахуванням будівельної теплофізики та перспектив інтеграції теплових насосів у систему тепло- постачання. Важливість такого підходу полягає в можливості зниження енергоспоживання та покращення енергетичної ефективності промислових котелень завдяки оптимізації використання теплових ресурсів, зокрема, через впровадження сучасних технологій, таких як теплові насоси, які забезпечують використання відновлювальних джерел енергії. Будівельна теплофізика є ключовим елементом у процесі проєктування та аналізу роботи котелень, оскільки вона дає змогу врахувати теплопередавальні характеристики матеріалів та будівельних конструкцій, що суттєво впливають на загальну ефективність системи теплопостачання. Зокрема, правильний підбір матеріалів для утеплення будівель, а також врахування теплових втрат та нагрівальних характеристик дають можливість значно підвищити ефективність роботи котелень і зменшити витрати на енергоресурси. Отже, інтеграція теплових насосів у котельні промислових підприємств із урахуванням будівельної теплофізики є важливим кроком на шляху до сталого розвитку та зниження енергетичних витрат, що сприяє підвищенню енергоефективності й екологічної безпеки промислових об’єктів.

This study presents an in-depth analytical investigation into the operational efficiency of boiler plants in industrial enterprises, incorporating the principles of building thermophysics as a fundamental component influencing energy performance. The research focuses on the interaction between the thermophysical properties of building enclosures, architectural design parameters, and the thermal regimes of boiler equipment. It highlights how building structures significantly impact heat losses and overall energy demand within the industrial environment, emphasizing the importance of considering these aspects in the operational analysis of heating systems. The study further explores the potential of modernizing existing boiler plants through the integration of heat pump technologies. Given the increasing demand for energy-efficient and environmentally sustainable solutions, heat pumps are examined as viable alternatives or supplementary components to conventional boiler systems.