Методы, используемые для определения ТФС объектов делят на три основных вида: нестационарные, стационарные и комплексные [32-40]. Методы нестационарного определения ТФС являются наиболее перспективными, за счёт простоты, небольшого времени проведения эксперимента и т.п. При установлении ТФС в отличие от стационарных используют меньшее время и меньше тепловой энергии. ТМНК (температурные методы неразрушающего контроля) из вышеперечисленных занимают ведущее место при изучение ТФС. МНК имеют широкий функционал возможностей, высокую результативность, достоверность. Комплексные методы позволяют определять одновременно из одного эксперимента, при использование одной установки несколько теплофизических свойств в широком интервале температур. При сохранении времени на проведение эксперимента комплексные методы позволяют получить более полную информацию о ТФС объекта подвергаемого исследованию. Большинство используемых методов имеют ограничения, к которым можно отнести:

сложные уравнения для расчёта ТФС; сложность определения реальных граничных условий при исследование с теоретическими условиями; большая длительность процедуры исследования (не менее двух суток); применимы лишь для стационарного режима, который наступает лишь через несколько суток после начала нагрева конструкции; не применимость способов для определения ТФС свето-прозрачных конструкций; низкая функциональная возможность контроля ТФС исследуемой конструкции ( наличие ограничения вызвано тем, что размеры известного устройства определяют применение только для локального участка ограждающей конструкции, что бы определить данные коэффициенты всего объекта в целом потребуется большое количество времени, так же для проведения одного измерения требуется время от одних суток, такая длительность исследования существенным образом влияет на стоимость проводимых работ); неудобство эксплуатации установок (большие габариты, множество различных функциональных взаимосвязанных узлов); не применимость для исследования ТФС в нестационарных условиях, имеющих место в реальных условиях эксплуатации зданий и сооружений; сложная обработка результатов измерений, для чего требуется сложная аппаратура (это приводит к значительному удорожанию проведения измерений); необходимость наличия информации о конструкции (составе) исследуемого ограждения и неточность расчета погрешности определения ТФС.

Основная часть. Существующие методы определения сопротивления теплопередаче и коэффициента теплопередачи устанавливают данные коэффициенты, только определённого участка исследуемой поверхности, чтобы определить данные ТФС всего объекта в целом потребуется большое количество времени, так для проведения одного измерения требуется время от одних суток. Такая длительность исследования существенным образом влияет на стоимость проводимых работ. В ходе проведения исследования так же необходимо обеспечивать создание специальных условий (стабильную температуру на внутренней и наружной поверхности исследуемого объекта) в течение всего времени исследования, что как следствие, определяет высокую энергоёмкость проводимого  исследования.

Анализ существующих методов определения ТФС исследуемого объекта показал, что возможна разработка установки, которая будет определять ТФС объекта МНК с использованием современных средств управления и обработки информации за более короткий промежуток времени – нестационарным способом. В литературе [17-21, 24-40] отмечается, что нестационарные способы определения ТФС являются наиболее перспективными, за счёт простоты и небольшого времени проведения исследования. Основываясь на проведѐнном анализе был разработан алгоритм для энергоэффективного исследования ТФС объекта МНК представленный на рис.1.

Рис.1 – Блок-схема алгоритма определения ТФС объекта.

Блок схема состоит из 16 блоков. В 1 определяются значения необходимые для дальнейшего проведения исследования, а именно, мощность источника теплоснабжения, общая площадь исследуемого объекта по внешнему обмеру, объём исследуемого объекта по внешнему обмеру, температура поддержания внутри исследуемого объекта во время проведения исследования, диапазон температуры поддержания внутри исследуемого объекта, время проведения исследования, время задержки до момента включения установки. В 2 происходит запуск таймера отсчёта времени проведения исследования. В 3 проверяется условие «время проведения исследования больше или равно текущему времени проведения исследования», при выполнении условия управление передаётся блоку 4 в котором производится включение подачи теплоснабжения на разогрев температуры внутри исследуемого объекта, затем в 5 происходит запись показания окружающей температуры вне исследуемого объекта в память устройства. Затем в 6 происходит запуск подсчёта времени работы установки в активном режиме. В 7 происходит проверка условия «время проведения исследования больше или равно текущему времени проведения исследования» при выполнении условия в 8 проверяется условие «текущая температура внутри объекта больше или равна сумме заданной температуре с заданным диапазоном поддержания температуры» при невыполнении условия происходит возврат в 6, при выполнении условия в 9 производится остановка подачи теплоснабжения, в 10 производится запись показания окружающей температуры вне исследуемого объекта в память устройства, далее в 11 производится остановка на паузу времени подсчёта работы установки в активном режиме в течение заданного времени поддержания. В 12 производится проверка условия «время проведения исследования больше или равно заданному времени проведения исследования» при выполнении условия в 13 проверяется условие «текущая температура внутри объекта меньше или равно заданной температуре за вычетом из неё заданного диапазона поддержания температуры» при выполнении возврат в 4, при не выполнении в 14, где производится остановка подсчёта времени работы установки в активном режиме. В 15 производится запись показания окружающей температуры вне исследуемого объекта в память устройства, в 16 производится расчёт значений (коэффициента теплопередачи, сопротивления теплопередачи и удельной тепловой характеристики) всего исследуемого объекта в целом.

По выше приведенному алгоритму в среде программирования OWEN LOGIK была разработана программа представленная на рис.2

Рис.2 -Блок-схема программы для управления установкой по определению ТФС объектов.

Заключение. Достоинствами разработанного алгоритма управления автоматизированной установкой по определению теплофизических свойств объектов являются – возможность определения параметров объекта исследования без нарушения его конструкции, методом неразрушающего контроля, а так же низкая энергоёмкость эксперимента по сравнению с существующими аналогами.

В низкотемпературных системах отопления используется охлаждающая жидкость с температурой 40-60 0-на входе теплоэлектростанции и на выходе. Кроме того, в системах воздушного, электрического и лучевого отопления используются температуры, сравнимые с температурами человеческого тела. Поэтому понятие низкой температуры довольно распространено, но использование хладагента или других источников тепла при температурах до 45⁰С и имеет ряд преимуществ и благодаря своим свойствам позволяет использовать энергию в качестве источника тепла.

Все эти системы предъявляют определенные требования к их эффективной, удобной и безопасной работе. Эти требования позволяют свести к минимуму негативное воздействие при одновременном повышении положительного влияния системы отопления на организм человека. Эффективность любой системы отопления заключается в тщательном учете потерь тепла, а для низкотемпературных систем это самое главное. В этом случае эти системы были бы неэффективными и имели бы избыток энергии и, следовательно, были бы финансово дорогими.

Низкотемпературная система отопления построено на базе мощных тепловых генераторов, а также с использованием современных моделей электронных систем автоматизации отопления, интегрированных в интеллектуальные системы управления (рис.1).

Рисунок 1 – Общий вид системы отопления

По способу теплопродукции его можно условно разделить на одновальный, двухвалентный и комбинированный.

В одновалентных системах тепло подается через термогенератор, двухвалентные термогенераторы используют два тепловых генератора разного действия, один из которых может быть подключен в качестве дополнительного источника тепла при очень низких внешних температурах. Обычно в таких системах работа нескольких тепловых генераторов или трансформаторов объединяется для получения возобновляемой тепловой энергии [1, стр.23].

В соответствии с обновленными документами с регулировкой температуры температурный режим определяется тремя параметрами: температурой хладагента, выходящего из теплового генератора, температурой воздуха, поступающего в него, и температурой помещения. Режим, при котором температура охлаждающей жидкости на выходе теплового генератора не превышает 55 раз, а на входе – до 45 раз, считается типичным для низкотемпературных систем. Температура воздуха в помещении обычно 20 раз. наиболее распространенная температура в низкотемпературных системах отопления – 55/45/20 раз, 45/40/20 раз и даже 35/30/20 раз. наиболее распространенная температура в низкотемпературных системах отопления-55/45/20, 45/40/20 и даже 35/30/20.

В моно и многофункциональных системах (таких как верхний генератор тепла) подходит конденсационный котел. Способ работы аналогичен описанному выше. Чем будет ниже температура хладагента в цепи возврата котла, тем полнее конденсация пара. Чем больше выделяется тепла, тем выше эффективность конденсационного котла. Максимальная температура конденсации для газовых котлов составляет 57 пр.при средней температуре зимой она не должна превышать 45 пр. с учетом максимальной эффективности конденсатора. Эти параметры относятся не только к оборудованию конденсационного котла. В такой системе генератором тепла, в том числе и самого высокого, работающего на любом топливе, а именно на электричестве. Котел включается только при максимальной нагрузке, другие тепловые генераторы (трансформаторы возобновляемой энергии – тепловые насосы, солнечные коллекторы) не в состоянии обеспечить тепловой комфорт и потребность в горячей воде в отапливаемых помещениях.

Именуемые системы также известны как многозначные или гибридные системы. Несколько параллельных тепловых блоков образуют одну систему отопления.

В тепловых батареях с жидкими и твердыми инертными материалами (вода, слегка замороженные жидкости (раствор этиленгликоля)) тепло накапливается в зависимости от теплоемкости инертного материала. В фазовых тепловых батареях тепло накапливается при растворении или изменении кристаллической структуры устройства.

Наиболее важными и очевидными преимуществами низкотемпературных обогревателей являются экономия энергии за счет поглощения ископаемых углеводородов с уменьшением вреда для окружающей среды.

Сфера их применения ограничена климатическими особенностями регионов, но и стандартами. В частности, этот коэффициент используется в массовом строительстве, в зданиях, таких как многоквартирные дома, которые имеют положения о других режимах отопления зданий. Они используются в социальных учреждениях, таких как медицинские клиники и дневные центры, и обычно предназначены для отопления и акклиматизации энергоэффективных домов.

Реальные затраты на строительство, необходимые для выполнения всего комплекса работ, увеличатся.

Но помимо недостатков есть и преимущества-строительство здания в узких условиях: главным преимуществом является экономия затрат на аренду земли под застройку, так как ее площадь примерно больше площади нефтеперерабатывающего завода, что снижает затраты на содержание строительной площадки. Положительные факторы, влияющие на строительство, требуют дополнительного изучения [2, стр.13].

Проведен сравнительный анализ факторов, повышающих затраты на строительство.

В этом исследовании был проведен анализ конкретного объекта строительства с целью определения факторов, влияющих на влияние условий строительства на стоимость строительных работ. Также выявлены негативные факторы, повышающие затраты на строительство, и положительные факторы, снижающие затраты на строительство.

Усилители теплообмена (турбулизаторы) улучшают теплообмен, а также создают эффект “самоочистки” от сыпучих отложений золы на поверхности теплообмена в ряде установок. Кроме того, экономия топлива за счет полного сгорания топлива снижает вредное воздействие уходящих газов на окружающую среду.
Такова была методология обработки экспериментальных данных, полученных в этом эксперименте.
Тепловой баланс установки обозначается следующей формулой:

когда тепловая энергия
Q_отд -это количество тепла, поступающего от горячего воздуха;
Q_восп -количество тепла, получаемого холодным воздухом;
-коэффициент, учитывающий потери тепла от внешней поверхности отопления к окружающей среде.

Q_отд = 3600 •M₁•C_p1 (t₁-t₂); ккал/час (2)

Массовый расход:
 (4)
 (5)

Итак,
ккал/час (6)
ккал/час (7)
Для расчета теплообмена берутся локальные показатели теплопередачи 9 точек трубчатого пучка [1]. На рисунке 1 приведена схема расчета для определения локальной теплопередачи.
Локальная теплоотдача из любой точки луча определяется следующим соотношением.

 (8)

где:
 - удельная тепловая нагрузка равномерно распределяется по всей длине трубы.
Для каждой точки пучка, на котором установлены термопары, локальный теплопередатчик определяется следующими формулами:

; ; , . . . . . , ; (9)

Все изменения локальной теплопередачи характерных точек обусловлены изменениями двух важных параметров -количества числа Re и значений степени закрытия газопровода, что дало возможность построить пространственный график, четко описывающий все эти изменения, т. е. в зависимости от значений Re. можно построить аксонометрические проекции локальных теплопередач точек 1-9, рассчитанные по формулам 9.
На рисунке 2, используя компьютерную программу Microsoft Exel, построен график изменений локальной теплопередачи в точках 1-9 в виде аксонометрии (проекционные оси: локальная теплопередача в точках 1-9, количество числа Рейнольдса и степень покрытия трубопровода турбулизатором), при установке плоского турбулизатора, установленного до и после пучка труб. Значения местной теплопередачи точек варьировались от 60 до 160 Вт / (м2), Количество числа Рейнольдса варьировалось от 7000 до 11000, а вариации степени перекрытия газохода: = 0; 0,1; 0,3; 0,5 . Принимались значения теплопередачи 1-й точки и значения Rе =7000.
Учитывая рисунок 2, можно увидеть, что перегородка, установленная перед пучком, может отрицательно повлиять на передачу тепла первой точки. Это можно объяснить тем, что точка 1 находится в зоне застоя за перегородкой, а ее теплоотдача уменьшается по мере ее увеличения. Увеличение количества числа Рейнольдса приводит к некоторому увеличению теплопередачи в этот момент. Это характеризуется тем, что увеличение числа Rе способствует разрушению застойных зон за турбулизаторами. В точках 2, 3, 5, 6 мы наблюдаем увеличение теплопередачи. Это связано с тем, что турбулентный вихрь перемещается вниз от усилителя, вызывая активный теплообмен.
В последних рядах, в точках 7,8,9, заметного влияния турбулизатора на процесс теплообмена не наблюдается. Мы объясняем это тем, что, когда тепловой поток удаляется от турбулизаторов внутри пучка, наблюдаются постоянные “внутренние” турбулентности, генерируемые самими трубами, и трудно повлиять на эти процессы интенсификаторами [2, стр.121].
Вывод. Таким образом, использование этого метода для визуального представления локальных значений теплопередачи показало, что перегородка,
установленная перед пучком, может отрицательно повлиять на передачу тепла в одной точке. Увеличение количества Рейнольдса приводит к некоторому увеличению теплопередачи в этот момент. Повышенная теплоотдача некоторых точек связана с тем, что турбулентные вихри перемещаются вниз от того места, где установлен интенсификатор, что приводит к активному теплообмену. В последних рядах пучка не наблюдалось значительного влияния турбулизатора на процесс теплообмена.