Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

UAV-Based Infrared Imaging System for Greenhouse Gas Emission Detection Using FLIR Technology

Nycz Bartosz, Rabczak Sławomir, Pietrucha-Urbanik Katarzyna

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 3, no. 2

art. no. 45

EN

Monitoring greenhouse gas emissions, such as methane (CH₄), carbon dioxide (CO₂) or nitrous oxide (N₂O), is an important element of climate policy and environmental engineering. This paper presents the concept and initial validation of a mobile measurement system based on an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with a FLIR GF77 or Gx620 thermal imaging camera. The system enables remote, non-contact detection and quantitative analysis of gas emissions in agricultural and urbanized environments. The aim of the study was to assess the possibility of using infrared imaging methods to visualize and analyze greenhouse gas emissions in real time. The methodology includes recording video recordings in the thermal range from the UAV, and then analyzing the recorded data in the MATLAB environment. Techniques such as thermal image segmentation, optical flow analysis to determine the direction and speed of gas cloud movement, and data conversion into volumetric units were used. The UAV system additionally integrates GPS modules and laser rangefinders, which allows for precise spatial mapping of emissions. Thermal imaging data is saved locally on SD cards. The obtained results confirm the possibility of effective detection of gas emissions with high spatial resolution. The recorded data enables integration with geographic information systems (GIS), which allows for the creation of dynamic emission maps.

2

Modular UAV-Based System for Low-Cost Air Pollution Monitoring Using Open-Source Microcontrollers and Multi-Gas Sensors

Nycz Bartosz, Rabczak Sławomir, Pietrucha-Urbanik Katarzyna

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 3, no. 2

art. no. 44

EN

The article presents the design and initial implementation of a low-cost air quality monitoring system integrated with an unmanned mobile platform (UAV). The system is based on an open-source microcomputer (Raspberry Pi) to which a set of environmental sensors (PM, CO, CO₂, NO₂, CH₄, VOC, NH₃ and others) is connected. Each of the sensors can be dynamically mounted and configured thanks to a flexible software system. Data is saved locally on an SD card and sent in real time to a remote server using a GSM/LTE module. Thanks to the integration with the GPS module, it is possible to create spatial maps of air pollution, which opens up new possibilities of applications in urban and agricultural environments. The system can simultaneously support from several to a dozen or so sensors of different types, which makes it a universal tool for field studies of atmosphere quality.

3

Wybrane metody akumulacji chłodu w instalacjach klimatyzacyjnych

Rabczak Sławomir, Kut Paweł

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 1

22--27

PL

Zmniejszenie zużycia energii stanowi problem, wokół którego skupia się większość prac badawczych i ich aplikacji. W artykule opisano możliwości magazynowania chłodu w postaci jawnej, wykorzystującej pojemność cieplną materiału akumulacyjnego, którym najczęściej jest woda oraz w postaci utajonej, umożliwiającej magazynowanie chłodu w przemianach fazowych zachodzących podczas procesu krzepnięcia i topnienia materiału akumulacyjnego, określanego często jako PCM (Phase Change Material - materiał zmieniający stan skupienia). Ciepło związane ze zmianą stanu skupienia jest kilkanaście razy większe niż ciepło właściwe danego materiału, stąd wielkość zasobników chłodu wykorzystujących ciepło przemian fazowych jest znacznie mniejsza niż zasobników z wykorzystaniem ciepła jawnego. W artykule porównano objętości zasobników chłodu w wybranych systemach wytwarzania chłodu oraz związane z tym wymagane moce urządzeń wytwarzających chłód. W artykule przedstawiono autorską metodę obliczenia mocy agregatu chłodniczego w poszczególnych systemach akumulacji przy uwzględnieniu dobowej zmienności zapotrzebowania na chłód lub przy założeniu procentowego stopnia wykorzystania mocy chłodniczej pobieranej z zasobnika chłodu. Metoda ta umożliwia obliczenie systemu wytwarzania chłodu w układach z pełną i częściową jego akumulacją oraz z limitem mocy chłodniczej. Porównano również wymaganą pojemność zasobników chłodu w systemie z pełną akumulacją w wybranych metodach akumulacji z wykorzystaniem różnych materiałów akumulacyjnych, takich jak: woda, lód binarny, lód w kapsułkach oraz systemy z bezpośrednim i pośrednim wytwarzaniem wody lodowej.

EN

The reduction of energy consumption is now an area of research on which most research and technical applications focus. The article presents the possibilities of storing coolness in an sensible form, based on the heat capacity of the storage material, which is most often water, and in a latent form, enabling the storage of coolness in phase transformations during the charging and discharging process of the storage material, often referred to as PCM (Phase Chane Material ‒ a material that changes the state of aggregation). The heat associated with the change of state of aggregation is several times greater than the specific heat of a given material, it is possible to obtain much smaller capacities of the cold storage tanks. The article presents a summary of the volume of coolness accumulators for selected cooling production systems and the related required capacities of devices charging the storage tanks. The article presents a proprietary calculation method that allows to determine the power of a chiller in individual accumulation systems, taking into account the daily variability in the demand for cooling energy or assuming the percentage degree of use of the cooling power from the cooling reservoir. This method makes it possible to calculate the cooling production system for systems in the form of full accumulation, partial accumulation and with a cooling capacity limit. A comparison of the required total capacity of reservoirs in the full accumulation system for selected accumulation methods with the use of various accumulation materials such as water, binary ice, ice in capsules and systems from direct and indirect chilled water production was also presented.

4

Akumulacja chłodu w w systemie LHS

Rabczak Sławomir

Inżynier Budownictwa

|

2021

|

nr 2

61--66

PL

Przedstawiono zestawienie objętości akumulatorów energii chłodniczej dla wybranych systemów produkcji chłodu i związane z tym wymagane moce urządzeń ładujących zasobniki. Opracowano autorską metodę obliczeniową umożliwiającą określenie mocy agregatu chłodniczego w poszczególnych systemach akumulacji. Umożliwia ona obliczenie systemu produkcji chłodu dla układów w postaci akumulacji pełnej, częściowej i z limitem wydajności chłodniczej. Pokazano porównanie wymaganej pojemności całkowitej zasobników w systemie akumulacji pełnej dla wybranych metod akumulacji przy wykorzystaniu różnych materiałów akumulacyjnych.

EN

Comparson of the volume of the cooling energy production for selected cooling systems and associated charging chiller power has been obtained as well as cold storage volumes. An original method of calculation developed by author allows to determine the chiller capacity in each individual accumulation system. It allows the calculation of the cold production system for such systems as full accumulation, partial and limited cooling capacity. A comparison of the total required capacity in the full accumulation systems for selected accumulated materials.

5

Comparative characteristics of modern thermal insulation technologies of buildings

Babiy Igor N., Kucherenko L. V., Sokolan Yu. S., Zalogina А. S., Rabczak Sławomir

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2021

|

Vol. 68

17--25

EN

Thermal insulation materials and technologies for thermal insulation of houses were investigated. The widespread use of such materials is due to the saving of fuel and energy resources, in particular, during the operation of buildings and structures. The subject of the analyzed stage of the research is the use of modern thermal insulation materials in construction, comparative characteristics of materials and processes associated with thermal insulation technologies. A list in the form of a table of the most used on the Ukrainian thermal insulation materials with comparative characteristics was considered. The most optimal from the point of view of ecology are ecowool, foam glass and mineral wool. The disadvantages of materials are the high cost of work and installation. Polyurethane foam, relative to other heat-insulating materials, has a minimum thermal conductivity. Also, along with glass wool, it is an excellent sound insulating material. The main requirements for thermal insulation materials are fire resistance. All listed materials correspond to this characteristic, except for expanded polystyrene. The construction industry in Ukraine is dependent on the country's economic factors. Back in 2015, there was a sharp decline in the market volume associated with an unstable political and economic situation. However, a year later, the pace of construction work has noticeably accelerated by 13,1%. This is due to the growth of the real estate market, the level of purchasing power, the popularization of energy-efficient construction in the country, and, therefore, the latest technologies and innovations in the direction of energy-saving materials.

6

Ecological and Financial Effects of Coal-Fired Boiler Replacement with Alternative Fuels

Proszak Danuta, Rabczak Sławomir, Rybak-Wilusz Elżbieta

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

1--7

EN

Nowadays, much attention is paid to the elimination of heat sources poisoning our environment. The air pollution is the most dangerous form of pollution of the environment, due to its direct impact on all living organisms, coverage of large areas and easy movement of pollutants. Therefore, air protection is one of the priority directions of each voivodeship. Hence, many programmes are being developed to promote the replacement of the old heating devices with the new ones and the installation of renewable energy conversion devices. There is no doubt that the equipment which emits the most harmful compounds into the atmosphere includes the old boilers fired with coal, wood or wood chips. In winter, chimneys with black circular smoke are a frequent sight. This problem can only be solved by connecting houses to the public heating network or by removing the old stoves. In this publication, an analysis of the profitability of boiler replacement with coal was carried out in terms of the material and environmental benefits. It is proposed to replace this boiler with a pellet boiler, an eco-pea boiler and a gas condensing boiler. The boilers were selected on the basis of the calculated thermal output, which is equal to 18.56 kW.

7

Analysis of Energy Yields from Selected Types of Photovoltaic Panels

Rabczak Sławomir, Proszak-Miąsik Danuta

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

20--28

EN

This paper presents the results of the conducted analysis on the on-grid photovoltaic installations designed for a single-family house by applying three different technologies (monocrystalline, polycrystalline and thin-film modules), compared to a simulation of the off-grid polycrystalline technology. As a result of the analysis conducted, the differences between the on-grid and off-grid systems could be determined. The simulation was made on the basis of the PV SOL program which allowed performing calculations concerning monthly and yearly yields during the period of 25 years, taking into account the average degradation of efficiency at 0.8% monthly. Additinoally, a return rate on investment was determined for different types of the analysed installations, taking into account an increase of electricity prices at 2.5% annually and a fixed subscriber’s fee (assumed as 38 euro monthly). Energy density (amount of energy acquired from 1m2 of the installation) and the amount of energy necessary to be purchased additionally from the electricity supplier to fully cover the demand for electricity for the analysed building were analysed as well.

8

Wentylacja hal przemysłowych przy wykorzystaniu technologicznych zysków ciepła

Rabczak Sławomir

Nowoczesne Hale

|

2019

|

Nr 4

12--15

PL

W trakcie wielu procesów technologicznych do powietrza wewnętrznego pomieszczeń, w którym są one realizowane, wydzielane są różne, czasem znaczne ilości ciepła towarzyszące samemu procesowi technologicznemu lub urządzeniom pomocniczym.

9

Źródło ciepła a emisja CO2

Rabczak Sławomir, Nycz Bartosz

Instal

|

2019

|

nr 7/8

29--33

PL

W artykule przedstawiono możliwości pozyskiwania ciepła z wykorzystaniem pomp ciepła do celów grzewczych. Omówiono źródła ciepła dla sprężarkowych pomp ciepła oraz ich możliwości energetyczne w odniesieniu do pochodzenia energii elektrycznej. Do analizy przyjęto warianty współpracy pompy ciepła ze źródłami odnawialnymi w postaci powietrza, gleby i wody. W oparciu o Rozporządzenie dotyczące metodologii sezonowego zapotrzebowania na ciepło określono końcowe i pierwotne zużycie energii dla każdego analizowanego przypadku wraz z energią pomocniczą. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń określono ostateczną emisję dwutlenku węgla dla poszczególnych przypadków i porównano ją z emisją, która powstałaby przy produkcji ciepła z kotła gazowego i sieci ciepłowniczej.

EN

The article presents the possibilities of obtaining heat energy with the use of a heat pump for heating. Heat sources for compressor heat pumps and their energy potential in relation to the origin of electric energy are discussed. The analysis includes variants of cooperation of heat pumps with renewable sources in the form of air, soil and water. Based on the Regulation on the methodology of seasonal heat demand, the final and primary energy consumption is determined for each analysed case together with auxiliary energy. On the basis of the calculations carried out, the final carbon dioxide emission is worked out for each case and compared with the emission that would result from the production of heat from a gas boiler and a district heating network.

10

Koncepcja pompy ciepła ze skraplaczem dwuczłonowym

Rabczak Sławomir, Kut Paweł

Instal

|

2019

|

nr 5

15--18

PL

Kwestie optymalnego wykorzystania energii stanowią obecnie obszary, wokół których skupia się większość prac badawczych i ich technicznych aplikacji. Typowe układy pomp ciepła oddają do otoczenia ciepło w górnym wymienniku ciepła w procesie początkowo ochładzania przegrzanej pary czynnika chłodniczego, a następnie w wyniku samego skraplania. Te dwa procesy odbywają się w jednym wymienniku ciepła. W pracy przedstawiono możliwości odrębnego pozyskania ciepła przegrzania i ciepła samego skraplania z górnego wymiennika pompy ciepła. Rozwiązanie takie pozwala na wykorzystanie pompy ciepła jako urządzenia do produkcji ciepła o dwóch różniących się od siebie poziomach temperatur, co pozwala na bardziej wszechstronne wykorzystanie urządzenia, np. do przygotowywania ciepłej wody oraz jednocześnie do celów centralnego ogrzewania niskotemperaturowego. Przedstawiono ideę działania tego typu układu pompy ciepła oraz schematy obrazujące możliwości jej aplikacji w budownictwie. Dokonano analizy wynikającej z transformacji odebranego ciepła na potrzeby przygotowania ciepłej wody o umownie wysokiej temperaturze oraz dla potrzeb wentylacji lub ogrzewania, gdzie wystarczające są niższe wartości temperatury medium grzewczego. Wykonano obliczenia mocy skraplaczy dwuczłonowych dla wybranych czynników chłodniczych oraz przedstawiono koncepcję pompy ciepła pozwalającą na produkcję ciepła o dwóch różnych poziomach temperatur. Przedstawiono wstępnie stanowisko badawcze do określania rzeczywistych wielkości ciepła pozyskiwanych z poszczególnych wymienników ciepła górnego dla wybranego czynnika chłodniczego. Omówione zostały podstawowe założenia konieczne do przeprowadzenia pomiarów.

EN

Energy optimisation is now an area around which most of the research work and its technical applications are concentrated. Typical heat pump systems transfer heat from the upper heat exchanger to the environment in the process of initially cooling down the superheated vapour of the refrigerant and then simply condensing. These two processes take place in one heat exchanger. The paper presents the possibility of separate acquisition of overheating and condensation heat from the upper exchanger of the heat pump. This solution allows to use the heat pump as a device for heat production with two different temperature levels, which allows for a more versatile use of the device, e.g. for hot water production and at the same time for low-temperature central heating. The idea of this type of heat pump system was presented, as well as schematics showing the possibilities of its application in the building industry. The analysis resulting from the transformation of the received heat for the needs of preparing hot water of conventionally high temperature and for the needs of ventilation or heating, where lower temperatures of the heating medium are sufficient. Calculations of power of two-part condensers for selected refrigerants were made and the concept of heat pump allowing for heat production with two different temperature levels was presented. A preliminary research stand for determining the actual heat quantities obtained from individual upper heat exchangers for a selected refrigerant is presented. The basic assumptions necessary to carry out the measurements are discussed.