Внаслідок значних теплових втрат з підземних теплових мереж різко зростає енергоспоживання системи опалення, а також фінансові витрати на її утримання і додаткове придбання енергоресурсів. Розглянуто існуючі методи та прилади для виявлення теплових втрат і пошуку місць пошкодження підземних теплових мереж. Запропоновано структуру пристрою, за допомогою якого можна здійснити оцінку теплових втрат, швидко знаходити місця їх виникнення і проводити ідентифікацію пошкоджень трубопроводів. Розглянуто модель поширення теплового потоку від трубопроводів та розроблено методику оцінки теплових втрат.

Розглянуто характерні дефекти теплової ізоляції і металу трубопроводів підземних теплових мереж та описано особливості існуючих методів контролю їх технічного стану. Запропоновано створення діагностичної моделі підземної теплової мережі, технічних засобів та відповідного нормативного забезпечення для підвищення інформативності контролю стану підземних теплових мереж.

Розглянуто проблеми, які виникають під час проведення контролю технічного стану підземних теплових мереж з трубопроводами в пінополіуретанові тепловій ізоляції, прокладених безканальним способом. Проведено класифікацію видів дефектів, які найчастіше виникають в трубопроводах з пінополіуретановою ізоляцією. Вказано, що за зміною трьох інформативних параметрів (струм у стінках трубопроводу, звуковий тиск на поверхні грунту, температура приповерхневого шару грунту над тепломережею), виміряних вздовж ділянки контролю, можна встановити наявність дефектів в трубопроводах з пінополіуретановою ізоляцією. Наведено вирази для розрахунку інформативних параметрів. Розроблено метод ідентифікації видів дефектів у підземних теплових мережах на основі порівняльної бальної оцінки, виміряних вздовж ділянки контролю та розрахованих за аналітичними моделями значень інформативних параметрів індукційного, мікрофонного та теплового контактного методів контролю. Невизначеність, зумовлена алгоритмом ідентифікації видів дефектів за трьома інформативними параметрами, розрахована за схемою Бернуллі і складає 17,9 %. Описано установку для проведення експериментальних досліджень зміни рівня інформативних параметрів за наявності всіх розглянутих видів дефектів трубопроводів підземних теплових мереж. Цля практичної перевірки розробленого методу ідентифікації видів дефектів трубопроводів підземних теплових мереж створено інформаційно-вимірювальну систему, яка пройшла успішну апробацію на об'єктах комунального господарства.

Проаналізовано нормативно-методичне забезпечення заходів щодо підвищення енергоефективності та енергозбереження будівель об'єктів нафтогазового комплексу. Наведено класифікацію будівель за ступенем впливу на них навколишнього середовища та принципи проектування приміщень з підвищеною енергоефективністю. Розглянуто різні форми приміщень та визначено найбільш енергоефективні з них. Проаналізовано різноманітні системи опалення приміщень, можливості теплоізоляції огороджувальних конструкцій будівлі та структуру ринку теплоізоляційних матеріалів. Розглянуто конструкції і теплові характеристики сучасних вікон та систем вентиляції. На основі проведеного аналізу запропоновано застосувати систему опалення приміщень з використанням теплових трубок, як найбільш енергоефективну. Для зменшення розмірів системи опалення запропоновано використати малогабаритні напівпровідникові нагрівальні елементи. З метою зниження рівня електробезпеки та додаткової економії електроенергії доведено доцільність застосування низької імпульсної напруги для живлення нагрівальних елементів. Наведено конструкцію теплоізоляції енергоефективного приміщення будівлі з довготривалим перебуванням людей. Запропоновано багатошарову конструкцію теплоізоляції приміщення для підвищення його енергоефективності та описано спосіб її розрахунку. Як додаткове джерело енергії для освітлення приміщення запропоновано використати сонячні батареї. Запропоновано організувати правильний повітрообмін у приміщенні шляхом застосування автоматичних віконних провітрювачів з можливістю зменшення зовнішнього шуму під час провітрювання.

Вирішено питання контролю технічного стану підземних теплових мереж безканальної прокладки з пінополіуретановою ізоляцією. Проведено класифікацію видів основних дефектів підземних теплових мереж з трубопроводами в пінополіуретановій ізоляції. Теоретично досліджено залежність струму у стінках трубопроводу від зміни значень діагностичних ознак, що зумовлені наявністю дефекту. Розроблено аналітичну модель поширення збуджених акустичних коливань від трубопроводу до поверхні грунту. Одержано вираз залежності акустичного тиску на поверхні грунту від інтенсивності акустичного збудження трубопроводу, яка враховує акустичні характеристики середовищ на шляху поширення акустичної хвилі. Досліджено залежності теплових втрат тепломережі від теплових характеристик ізоляційного покриття трубопроводу та фунтових засипок. Виготовлено установку для експериментальних досліджень двотрубної підземної теплової мережі з трубопроводами в пінополіуретановій ізоляції з різними видами дефектів. Запропоновано метод ідентифікації видів дефектів підземних теплових мереж з трубопроводами в пінополіуретановій ізоляції за трьома інформативними параметрами (струмом у стінках трубопроводу, акустичним тиском на поверхні фунту, температурою приповерхневого шару грунту над тепломережею). Розроблено експериментальний взірець інформаційно-вимірювальної системи для виявлення дефектів у безканальних підземних теплових мережах. Розроблено проект нормативного документу (СОУ) на методику проведення контролю технічного стану підземних теплових мереж з трубопроводами в пінополіуретановій ізоляції.

Проведено метрологічний аналіз інформаційно-вимірювальної системи для контролю технічного стану підземних теплових мереж безканальної прокладки на основі теорії невизначеностей. Невизначеність інформаційно-вимірювальної системи обчислено на основі аналізу складових блоків системи та основних факторів впливу на їх функціонування з урахуванням рівномірного закону розподілу ймовірностей появи будь-якого значення параметру зі встановленого діапазону меж його зміни.

Актуальність роботи зумовлена необхідністю створення енергоефективних систем опалення в умовахстрімкого підвищення цін на енергоносії. Проведено аналіз систем опалення будинків і видів палива для них та встановлено, що найбільш енергоефективною є комбінована система опалення з кількома джерелами теплової енергії, одним з яких є турбокамін. Розглянуто процеси, що протікають у камінах із водяним контуром. Удосконалено конструкцію турбокаміну шляхом застосування в ньому термоелектричної батареї. Вибрано елементи термоелектричної батареї та розраховано її потужність. Розраховано потужність системи інтегрованого опалення будинку. Розглянуто структурну схему системи інтегрованого опалення. Підібрано інтегратор для системи опалення. Розроблено алгоритм роботи мікроконтролера управління удосконаленим турбокаміном з термоелектричною батареєю та підібрано мікроконтролер управління. На основі алгоритму роботи системи інтегрованого опалення розроблено алгоритм роботи її мікроконтролера.

Актуальність роботи зумовлена доцільністю створення систем вентиляції будинків, приміщень та об'єктів нафтогазового комплексу з високонадійними енергоефективними рекуператорами. Проаналізовано системи вентиляції будинків і конструкції рекуператорів повітря та встановлено, що оптимальним варіантом для системи вентиляції є рекуператор на теплових трубках. Вказано на недоліки гнітових теплових трубок. Розглянуто будову та принцип дії пульсаційних теплових трубок. Наведено принцип дії рекуператора на пульсаційних теплових трубках. Підібрано теплоносій для капіляру рекуператора. Здійснено розрахунок характеристик теплообмінника на пульсаційних теплових трубках. Спроектовано систему вентиляції будинку з рекуператором на пульсаційних теплових трубках.

Актуальність роботи зумовлена доцільністю підвищення енергетичної ефективності сонячних електростанцій шляхом застосування концентраторів сонячної енергії. Досліджено шляхи підвищення енергоефективності сонячних панелей за допомогою системи спрямовуючих дзеркал, плоских лінз Френеля, сферичних концентраторів та трекерів. Встановлено, що найбільш оптимальним способом підвищення енергоефективності сонячних панелей є застосування недорогих трекерів простої конструкції. Здійснено аналіз відомих типів сонячних панелей, які відрізняються за матеріалами, з яких виготовлено їх елементи, та коефіцієнтами корисної дії - залежністю енергії, виробленої фотоелементом, до інтенсивності сонячного випромінювання на одиницю його поверхні, та підібрано тип сонячних панелей за критерієм "ціна-якість". Розроблено конструкцію трекера для відстежування кута нахилу сонячних панелей з метою підвищення їх енергоефективності. Розраховано генерацію електричної енергії запропонованою сонячною електростанцією за допомогою онлайн-калькулятора. Спрогнозовано зменшення втрат при генеруванні електроенергії даної електростанції за рахунок використання трекера порівняно з фіксованою енергосистемою при однаковій кількості сонячних панелей. З метою здешевлення трекера пропонується під час встановлення відразу орієнтувати його на південь, а кути нахилу змінювати двічі на рік (на початку квітня та наприкінці серпня). Енергоефективність електричної станції розраховано в два етапи: на першому етапі - кількість електроенергії від сонячних панелей на рік при регулюванні лише кута нахилу панелей на південь; на другому етапі - із врахуванням підвищення енергоефективності сонячної електростанції при застосуванні трекерної системи. Розрахована генерація електроенергії запропонованої сонячної електростанції з трекером підтвердила ефективність та доцільність використання спроєктованої трекерної системи. Застосування спроєктованої трекерної системи дає змогу підвищити енергоефективність сонячних панелей у середньому на 25 %.

Висвітлено напрацьований вітчизняними та закордонними фахівцями досвід у неруйнівному контролі та технічній діагностиці складних технічних систем, енергетичного обладнання та будівельних конструкцій. Викладено основні види та причини відмов обладнання і конструкцій. Розглянуто базові принципи, теоретичні основи, сучасні технології та технічні засоби діагностування технічного стану об'єктів нафтогазового комплексу, енергетичного обладнання та будівельних конструкцій.