MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION

The article presents a systematic review of modern technological solutions aimed at improving the energy efficiency of pharmaceutical enterprises, which are characterized by high consumption of thermal and cooling energy, continuous operation of engineering systems, and strict requirements for maint...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2026
Main Authors:	Perepelytsia , I., Zurian , O.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2026
Subjects:	renewable energy FreeCooling heat pump refrigeration machine heat recovery.
Online Access:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/643
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Vidnovluvana energetika
Download file:

Institution

Vidnovluvana energetika

_version_	1870287617234305024
author	Perepelytsia , I. Zurian , O.
author_facet	Perepelytsia , I. Zurian , O.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "I. Perepelytsia ", "institution": "Інститут відновлюваної енергетики НАН України, , м. Київ, Україна" }, { "author": "O. Zurian ", "institution": "Інститут відновлюваної енергетики НАН України, , м. Київ, Україна" } ]
author_sort	Perepelytsia , I.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-09T12:14:07Z
description	The article presents a systematic review of modern technological solutions aimed at improving the energy efficiency of pharmaceutical enterprises, which are characterized by high consumption of thermal and cooling energy, continuous operation of engineering systems, and strict requirements for maintaining stable indoor climate parameters in accordance with GMP standards. The purpose of the study is to analyze current approaches to modernization of heating and cooling systems at pharmaceutical facilities, assess their practical applicability, and identify promising directions for further development of the sector.&nbsp; The literature review was based on publications indexed in international scientific databases, industry technical sources, and recent applied studies. A comparative analysis was carried out for the following technologies: waste heat recovery, Free Cooling, heat pumps, energy storage systems, SCADA-based control systems, and predictive energy management solutions.&nbsp; It was shown that refrigeration heat recovery systems and integration of heat pumps have significant energy-saving potential, as they enable the use of secondary energy resources to cover heating demand. The study found that Free Cooling is one of the fastest-payback solutions for enterprises with permanent cooling loads. The feasibility of energy storage systems for reducing peak loads and improving reliability of energy supply was substantiated. It was also demonstrated that implementing SCADA systems and intelligent control algorithms provides additional reduction of energy consumption through optimization of equipment operating modes.&nbsp; The results of the study indicate that the most effective approach for the pharmaceutical industry is a comprehensive step-by-step modernization of energy infrastructure, combining technical, digital, and organizational solutions. The obtained findings may be used in the development of decarbonization programs and energy efficiency improvement strategies for pharmaceutical enterprises.&nbsp; &nbsp;
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2026.2(85).385-408
first_indexed	2026-07-10T01:01:04Z
format	Article
fulltext	385 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика УДК 504.062.2; 697.975 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2026.2(85).385-408 СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОТИ І СИСТЕМ ХОЛОДОПОСТАЧАННЯ ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВ: ОГЛЯД ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ Отримано 04 трав. 2026 р.; рекомендовано до публікації 26 чер. 2026 р. Доступно онлайн 30 чер. 2026 р. Перепелиця І. В.1, Зур’ян О. В.2 Автор для кореспонденції: Зур’ян Олексій, e-mail: alexey_zuryan@ukr.net Анотація. У статті виконано систематизований огляд су- часних технологічних рішень, спрямованих на підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств, які ха- рактеризуються значним рівнем споживання теплової та холодильної енергії, безперервним режимом роботи інженерних систем і високими вимогами до стабільності параметрів мікроклімату відповідно до стандартів GMP. Метою роботи є аналіз су- часних підходів до модернізації систем теплохолодопостачання фармацевтичних виробництв, оці- нка можливостей їх практичного застосування та визначення перспективних напрямів розвитку галузі. Огляд джерел літератури виконано на основі публікацій міжнародних наукометричних баз даних, галузевих технічних матеріалів та сучасних прикладних досліджень. Проведено порівняльний аналіз технологій утилізації скидної теплоти, Free Cooling, теплових насосів, систем акумулювання енер- гії, SCADA-керування та прогнозного регулювання енергоспоживання. Показано, що значний потенціал енергозбереження мають системи рекуперації теплоти холоди- льного обладнання та інтеграція теплових насосів, які дають змогу використовувати вторинні енергетичні ресурси для покриття потреб у теплопостачанні. Встановлено, що технологія Free Cooling є одним з найбільш швидкоокупних рішень для підприємств з постійним холодильним нава- нтаженням. Обґрунтовано доцільність використання систем акумулювання енергії для зменшення пікових навантажень та підвищення надійності енергозабезпечення. Показано, що впровадження SCADA-систем і алгоритмів інтелектуального керування забезпечує додаткове зниження енерго- споживання за рахунок оптимізації режимів роботи обладнання. За результатами дослідження встановлено, що найефективнішим підходом для фармацевтичної галузі є комплексна поетапна модернізація енергетичної інфраструктури з поєднанням технічних, цифрових та організаційних рішень. Отримані результати можуть бути використані під час роз- роблення програм декарбонізації та підвищення енергоефективності фармацевтичних підпри- ємств. Ключові слова: Free Cooling, тепловий насос, тригенерація, термічні накопичувачі, енергоефектив- ність, фармацевтична промисловість, SCADA, декарбонізація. Перелік використаних позначень та скорочень ВДЕ – відновлювані джерела енергії ТН – тепловий насос ПЗ – програмне забезпечення СОР – коефіцієнт продуктивності теплового насоса (Coefficient of Performance), що є відношенням кількості тепла, яке насос подає в систему, до кількості спожива- ної енергії ГВП – гаряче водопостачання АСУ – автоматизована система управління FREECOOLING – холодильна система, яка передбачає ре- жим природного охолодження Вступ Фармацевтичні підприємства належать до категорії про- мислових об’єктів з підвищеним рівнем енергоспожи- вання, що обумовлено високими вимогами до стабіль- ності технологічних процесів, параметрів мікроклімату та санітарно-гігієнічних умов виробництва. На відміну від багатьох інших галузей промисловості, фармацевти- чне виробництво потребує одночасного забезпечення значних навантажень як на системи теплопостачання, так і на системи холодопостачання, вентиляції та конди- ціювання повітря. Виробничі приміщення, чисті зони, лабораторії, склади сировини та готової продукції потребують безперерв- ного підтримання регламентованих параметрів темпе- ратури, вологості, кратності повітрообміну та ступеня очищення повітря відповідно до вимог GMP та суміжних 1 аспірант https://orcid.org/0009-0000-9724-8368 2д-р. техн. наук https://orcid.org/0000-0002-2391-1611 1, 2 Інститут відновлюваної енергетики НАН України, , м. Київ, Україна 386 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика галузевих стандартів. Це призводить до цілорічної ро- боти інженерних систем, значного електроспоживання холодильного обладнання та суттєвих витрат теплової енергії. У структурі енергоспоживання фармацевтичних підпри- ємств важливе місце займають системи холодопоста- чання, які забезпечують технологічне охолодження, кондиціювання повітря та підтримання температурних режимів зберігання продукції. Під час роботи холодиль- ного обладнання значна кількість теплоти відводиться в навколишнє середовище через конденсаторні контури або системи охолодження. Здебільшого ця теплота не використовується, хоча може розглядатися як вторин- ний енергетичний ресурс. В умовах зростання вартості енергоресурсів, посилення вимог щодо скорочення викидів парникових газів та не- обхідності підвищення енергетичної стійкості підпри- ємств особливої актуальності набуває впровадження тех- нологій утилізації скидної теплоти, Free Cooling, теплових насосів, систем акумулювання енергії та автоматизова- ного керування енергоспоживанням [1–5, 28–33]. Сучасні дослідження свідчать, що інтеграція систем ге- нерації тепла і холоду дає змогу суттєво підвищити кое- фіцієнт використання первинної енергії, знизити спожи- вання природного газу та скоротити експлуатаційні витрати [6–10, 29–33]. Водночас питання адаптації таких рішень саме до фармацевтичних підприємств потребує додаткового узагальнення, оскільки ц галузь має специ- фічні вимоги до надійності, резервування та безперерв- ності виробничих процесів. У зв’язку з цим метою роботи є систематизація сучасних технологічних рішень у сфері утилізації теплоти та холо- допостачання, оцінка можливостей їх застосування на фармацевтичних підприємствах, а також визначення пе- рспективних напрямів підвищення енергоефективності таких об’єктів. Огляд джерел літератури виконано з метою системати- зації сучасних підходів до підвищення енергоефектив- ності промислових об’єктів зі значним тепловим та хо- лодильним навантаженням, зокрема фармацевтичних підприємств. Пошук наукових публікацій здійснювався у міжнарод- них наукометричних та інформаційних базах даних Scopus, Sience Direct, Web of Science, Google Scholar, а та- кож у відкритих галузевих джерелах і технічних звітах виробників обладнання. Основний часовий діапазон пошуку охоплював період 2018–2026 років, що дало змогу врахувати сучасні тенденції розвитку енергетич- них технологій. Для відбору джерел використовувалися такі ключові слова та їх комбінації: − heat recovery; − waste heat utilization; − pharmaceutical HVAC; − industrial cooling systems; − free cooling; − heat pump integration; − trigeneration; − SCADA energy management; − thermal storage; − decarbonization of industry. На початковому етапі було ідентифіковано понад 70 джерел. Після попереднього аналізу змісту, вилучення дубльованих матеріалів, нерелевантних публікацій та джерел з недостатнім рівнем технічної деталізації до поглибленого аналізу було відібрано 33 найрелевантні- ших джерел. Ккритеріями відбору були: − наявність кількісної оцінки енергетичного ефекту; − практична реалізація або дослідне моделювання си- стем; − відповідність промисловим або близьким до проми- слових умовам експлуатації; − наявність даних щодо економічної ефективності або технічних обмежень. Для систематизації відібраних матеріалів застосовано метод порівняльного аналізу, за яким технології оціню- валися за такими критеріями: − потенціал енергозбереження; − складність інтеграції; − рівень технологічної зрілості; − потреба в капітальних витратах; − доцільність використання у фармацевтичній галузі. Отримані результати стали основою для формування класифікації сучасних технологічних рішень та визна- чення перспективних напрямів їх впровадження. Виклад основного матеріалу Фармацевтичні підприємства належать до групи проми- слових об’єктів зі складною структурою енергоспожи- вання, що обумовлено поєднанням технологічних, сані- тарно-гігієнічних та регуляторних вимог до виробничих процесів. На відміну від багатьох інших галузей промис- ловості, енергетичні системи фармацевтичного вироб- ництва повинні забезпечувати не лише подачу теплової та електричної енергії, але й стабільне підтримання па- раметрів внутрішнього середовища у широкому спектрі приміщень. Значна частка енергоспоживання припадає на системи вентиляції, кондиціювання повітря та холодопоста- чання. Це пов’язано з необхідністю безперервного підт- римання температури, відносної вологості, чистоти по- вітря та перепадів тиску у виробничих зонах, лаборато- ріях, стерильних приміщеннях і складських комплексах. Для окремих категорій приміщень допускаються лише незначні відхилення параметрів мікроклімату, що пот- ребує цілодобової роботи кліматичного обладнання. 387 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика Суттєвою особливістю фармацевтичних підприємств є наявність одночасного попиту як на теплову, так і на хо- лодильну енергію протягом року. Теплова енергія вико- ристовується для гарячого водопостачання, технологіч- ного нагріву, роботи вентиляційних установок та підтримання температурного режиму в холодний пе- ріод року. Холодильна енергія необхідна для кондицію- вання приміщень, охолодження технологічного облад- нання, підтримання умов зберігання сировини, напівпродуктів та готової продукції. Часто системи теплопостачання та холодопостачання проєктуються та експлуатуються незалежно одна від од- ної, що призводить до нераціонального використання енергії. Зокрема, теплота, яка відводиться холодиль- ними машинами через конденсаторні контури, нерідко скидається в навколишнє середовище без подальшого використання, тоді як паралельно на підприємстві існує потреба у тепловій енергії. Додатковим фактором, що впливає на структуру енерго- споживання, є високі вимоги до надійності та резерву- вання. Зупинка систем холодопостачання або вентиля- ції може призвести до порушення технологічних регламентів, втрати якості продукції або простою виро- бництва. Саме тому на фармацевтичних підприємствах широко застосовуються резервні джерела живлення, дублювання обладнання та багатоконтурні системи енергозабезпечення. У сучасних умовах підвищення тарифів на енергоресурси, посилення екологічних вимог та необхідності зниження вуглецевого сліду особливого значення набуває оптимі- зація структури енергоспоживання таких підприємств. Найперспективнішими напрямами є інтеграція систем те- плохолодопостачання, використання скидної теплоти, застосування теплових насосів, акумулювання енергії та впровадження інтелектуальних систем керування. Таким чином, фармацевтичні підприємства характери- зуються складним та безперервним характером енерго- споживання, наявністю одночасного попиту на тепло і холод, високими вимогами до стабільності параметрів внутрішнього середовища та підвищеними вимогами до надійності. Саме ці особливості визначають доціль- ність застосування інтегрованих енергоефективних рі- шень, які розглядаються у подальших розділах роботи. Утилізація скидної теплоти в системах холодопостачання Одним з найперспективніших напрямів підвищення енергоефективності промислових підприємств є вико- ристання вторинних енергетичних ресурсів, зокрема скидної теплоти, що утворюється в процесі роботи холо- дильного та технологічного обладнання. Для фармаце- втичних підприємств цей підхід має особливе значення, оскільки системи холодопостачання, вентиляції та кон- диціювання функціонують протягом усього року і фор- мують стабільний тепловий потік, який здебільшого не використовується. Основним джерелом скидної теплоти в холодильних си- стемах є конденсатори компресорних холодильних ма- шин, у яких теплота, відібрана від охолоджуваних сере- довищ, разом з роботою компресора передається в навколишнє середовище. Температурний рівень такого теплового потоку залежить від типу обладнання та ре- жиму роботи системи і зазвичай перебуває в діапазоні, достатньому для подальшого використання після дода- ткового підвищення температури. Практика останніх років показує, що скидна теплота холо- дильних установок може ефективно використовуватися для забезпечення гарячого водопостачання, підігріву припливного повітря, технологічного нагріву, поперед- нього нагрівання води та покриття частини навантаження систем опалення. Найдоцільнішим є її використання у ви- падках одночасної наявності попиту на холод і тепло, що характерно саме для фармацевтичних виробництв Аналіз джерел [1–4, 7, 28, 33] дає змогу класифікувати ключові ресурси для вторинного використання та ме- тоди їх інтеграції в теплову мережу підприємства. Класифікація джерел вторинної енергії: Серед технічних рішень з утилізації теплоти найпошире- нішими є: − пряме використання теплоти конденсації; − рекуперація через проміжні теплообмінники; − інтеграція з тепловими насосами; − комбіновані системи з акумулюванням теплової ене- ргії. Пряме використання теплоти є найпростішим рішен- ням, однак воно обмежується температурним рівнем джерела та сезонністю попиту. Значно ширші можливо- сті відкриває застосування теплових насосів, які дають змогу підвищити температуру теплоносія до необхід- ного рівня та забезпечити гнучкішу інтеграцію в існуючі системи теплопостачання. Для фармацевтичних підприємств важливою перевагою утилізації скидної теплоти є можливість зниження нава- нтаження на котельне обладнання та скорочення спо- живання природного газу без порушення технологічної стабільності виробництва. Оскільки холодильні системи на таких об’єктах працюють безперервно або квазибез- перервно, джерело вторинної теплоти є достатньо ста- більним і прогнозованим. А саме: − Теплота конденсації холодильних машин. Найстабі- льніше джерело, яке у традиційних схемах розсію- ється в атмосфері через градирні або повітряні кон- денсатори. Використання цієї енергії дає змогу не лише отримати «безкоштовне» тепло, а й знизити те- рмічне навантаження на навколишнє середовище [1, 5, 8, 21, 32]. − Скидні води та вентиляційні викиди. Фармацевтичні процеси (стерилізація, промивка обладнання) гене- рують значні об’єми стічних вод з температурою 30– 50 °C. Джерела [3, 8, 15, 16] вказують на високу 388 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика ефективність їх використання як первинного контуру для теплових насосів. − Геотермальний потенціал. Використання ґрунтових вод або закритих зондів як теплового стоку дає змогу стабілізувати роботу систем кондиціонування неза- лежно від сезонних коливань температури зовніш- нього повітря [8, 32, 33]. Водночас впровадження систем утилізації теплоти пот- ребує врахування низки технічних факторів, а саме: від- повідність температурних графіків, нерівномірність на- вантажень, потреба в резервуванні, санітарні вимоги, а також інтеграція з уже існуючими інженерними мере- жами підприємства. Дослідження [2, 4, 6, 33] акцентують увагу на переході від прямого теплообміну до складних термодинамічних циклів. Зокрема, розглядаються: − Сорбційні технології (Абсорбційні та адсорбційні чи- лери.: Дають змогу перетворювати високопотен- ційне скидне тепло (наприклад, від когенераційних установок або технологічної пари) безпосередньо в холод. Це критично важливо для підприємств з над- лишком теплової енергії в літній період [4, 6, 7, 10, 12, 14, 16, 19, 24]. − Органічний цикл Ренкіна (ORC). Використання низь- копотенційного тепла для генерації додаткової еле- ктроенергії. Хоча для умов окремого цеху це рішення може бути надлишковим, у масштабах всього заводу воно суттєво підвищує загальний КВВП (коефіцієнт використання встановленої потужності) [4, 10]. − Системи промислового симбіозу. Інтеграція холоди- льних центрів у загальнозаводську мережу 5-го поко- ління, де зворотна вода системи охолодження слугує джерелом енергії для підігріву припливного повітря в системах вентиляції чистих приміщень [8, 25, 33]. Уніфікація підходів до утилізації тепла дає змогу не лише скоротити споживання природного газу на пот- реби ГВП та опалення, а й підвищити ресурс роботи хо- лодильного обладнання за рахунок оптимізації темпе- ратурних режимів конденсації. Проведений аналіз джерел літератури показує, що вико- ристання скидної теплоти дає змогу знизити загальне енергоспоживання підприємств на 10–30 % залежно від конфігурації системи, структури навантажень та рівня ав- томатизації. Найбільший ефект досягається в разі ком- плексного поєднання утилізації теплоти з тепловими на- сосами та системами інтелектуального керування. Отже, утилізація скидної теплоти є одним з базових на- прямів модернізації енергетичної інфраструктури фар- мацевтичних підприємств та створює основу для форму- вання інтегрованих систем теплохолодопостачання Технології Free Cooling Одним з найдоступніших та економічно доцільних на- прямів підвищення енергоефективності систем холодо- постачання є застосування технології Free Cooling, яка передбачає використання низької температури зовніш- нього повітря або інших природних джерел холоду для покриття частини або повного холодильного наванта- ження без роботи компресорного обладнання. Для фармацевтичних підприємств ця технологія має особливе значення, оскільки потреба в холоді для кон- диціювання, вентиляції, технологічного охолодження та зберігання продукції існує протягом усього року. У пере- хідний та зимовий періоди зовнішні температурні умови часто дають змогу частково або повністю забез- печувати потребу в холоді без використання традицій- них холодильних машин. Принцип роботи Free Cooling полягає в передаванні хо- лоду від зовнішнього середовища до внутрішнього кон- туру охолодження через теплообмінники, сухі охоло- джувачі (dry coolers), градирні або проміжні гліколеві контури [16, 23, 26, 27, 32]. Залежно від конфігурації си- стеми класифікують за такими ознаками: − Пряме вільне охолодження (Direct Free Cooling). По- дача зовнішнього повітря безпосередньо в примі- щення після фільтрації. Попри високу ефективність у фармації цей метод обмежений жорсткими вимо- гами до чистоти та вологості повітря (стандарти GMP) [23, 32]. − Непряме вільне охолодження (Indirect Free Cooling). Використання проміжного теплоносія (гліколевий контур) або теплообмінників «повітря – повітря». Це дає змогу розділити потоки та забезпечити стериль- ність зон, зберігаючи високий енергозберігаючий ефект [16, 23, 27, 32]. − Адіабатичне вільне охолодження. Зрошення повітря перед теплообмінником драйкулера (dry cooler), що дає змогу використовувати режим Free Cooling на- віть за температур зовнішнього повітря, які на 5–7 °C вищі за стандартну точку переходу [16, 21, 27]. Гібридні схеми Для фармацевтичних підприємств найдоцільнішим є саме непрямий або гібридний режим, оскільки він за- безпечує високий рівень санітарної безпеки, стабіль- ність параметрів та виключає ризики прямого впливу зо- внішнього повітря на чисті виробничі зони. Практичний ефект впровадження Free Cooling полягає у суттєвому зниженні споживання електроенергії компре- сорним обладнанням у холодний період року. За да- ними джерел літератури, залежно від кліматичних умов, типу системи та частки річного часу роботи в ре- жимі Free Cooling економія електроенергії може стано- вити від 15 до 45 % [16, 21, 23, 27]. Сучасні дослідження фокусуються на синергії пасивних та активних систем: − Послідовна гібридизація. Режим, за якого вільне охолодження забезпечує попереднє зниження тем- ператури теплоносія, а компресорний чилер 389 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика здійснює лише фінальне доохолодження до заданої точки. Це радикально підвищує сумарний коефіцієнт енергоефективності системи (EER) [16, 33]. − Гібридні сонячно-десикантні системи (SDCS). Викори- стання сонячної енергії для регенерації адсорбентів, що осушують повітря, у поєднанні з непрямим випа- ровувальним охолодженням. Такі схеми дають змогу прецизійно контролювати вологість, що є критичним для виробництва твердих лікарських форм [6, 12, 33]. − Інтеграція з ґрунтовими теплообмінниками. Викори- стання стабільної температури ґрунту для поперед- нього охолодження припливного повітря влітку та пі- дігріву взимку, що нівелює пікові навантаження на мережу [6, 8, 15, 25, 31, 32]. Для умов України ця технологія є особливо перспектив- ною завдяки тривалому опалювальному та перехідному сезонам, протягом яких температура зовнішнього пові- тря переважно нижче рівня, необхідного для роботи си- стем охолодження. Додатковою перевагою Free Cooling є зменшення нава- нтаження на компресори холодильних машин, що сприяє збільшенню ресурсу обладнання, зниженню ви- трат на сервісне обслуговування та підвищенню загаль- ної надійності системи. Водночас ефективність Free Cooling залежить від прави- льного вибору температурних графіків, гідравлічної схеми, системи автоматизації та узгодження з існуючим холодильним обладнанням. Щодо фармацевтичних підприємств важливо також враховувати вимоги до ре- зервування, безперервності роботи й точності підтри- мання параметрів мікроклімату. Перспективним напрямом є інтеграція Free Cooling із си- стемами автоматизованого керування, які дають змогу автоматично перемикати режими роботи залежно від температури зовнішнього повітря, поточного наванта- ження та економічних критеріїв експлуатації. Таким чином, технологія Free Cooling є одним з най- більш швидкоокупних та технічно доцільних заходів мо- дернізації систем холодопостачання фармацевтичних підприємств і може розглядатися як базовий етап пода- льшої комплексної енергомодернізації. Теплові насоси та каскадне використання теплоти Одним з найперспективніших напрямів декарбонізації та підвищення енергоефективності промислових підп- риємств є використання теплових насосів, які дають змогу перетворювати низькопотенційну теплоту навко- лишнього середовища або вторинних енергетичних ре- сурсів на корисну теплову енергію з високим коефіцієн- том ефективності. Для фармацевтичних підприємств застосування тепло- вих насосів є особливо актуальним у зв’язку з одночас- ною наявністю значних потреб у тепловій та холодиль- ній енергії. На таких об’єктах джерелами низькопотен- ційної теплоти можуть виступати конденсаторні конту- ри холодильних машин, вентиляційні викиди, стічні води, технологічні потоки, а також зовнішнє повітря або ґрунт. Для фармацевтичних підприємств найперспективні- шими є системи типу вода – вода та каскадні теплонасо- сні установки, оскільки вони дають змогу використову- вати стабільні внутрішні джерела скидної теплоти й забезпечувати більш прогнозовані режими роботи порі- вняно з повітряними системами. Практичними напрямами використання теплових насо- сів на фармацевтичних підприємствах є: − підготовка гарячої води для господарсько-побутових і технологічних потреб; − підігрів припливного повітря у вентиляційних уста- новках; − покриття частини навантаження систем опалення; − рекуперація теплоти холодильного обладнання; − одночасне виробництво холоду й теплоти в інтегро- ваних системах. За результатами опублікованих досліджень, застосу- вання теплових насосів на промислових підприємствах дає змогу скоротити споживання природного газу на 20–60 % залежно від структури навантажень, темпера- турних графіків та рівня інтеграції систем. Найбільший ефект досягається за наявності стабільного внутріш- нього джерела низькопотенційної теплоти, що характе- рно для підприємств з постійним холодильним наванта- женням [3, 8, 15, 16, 21, 25, 27–33]. Водночас впровадження теплових насосів потребує вра- хування низки технічних факторів: температури дже- рела теплоти, необхідного температурного рівня спожи- вача, сезонної зміни навантаження, режимів резервування та параметрів електроживлення. Для фа- рмацевтичних підприємств додаткове значення мають вимоги до безперервності роботи та можливість дублю- вання обладнання. Ключові аспекти застосування ТН: − Стабілізація коефіцієнта ефективності (COP). Викорис- тання оборотної води систем охолодження з відносно стабільною температурою (15–25 °C) як джерела для ТН дає змогу підтримувати високий і прогнозований COP (на рівні 4.5–6.0) незалежно від сезону. Це значно ефективніше за повітряні ТН, ефективність яких падає за від’ємних температур [3, 15, 27–29, 31–33]. − Високотемпературні теплові насоси (HTHP.: Джерела [6, 23, 28, 32] описують впровадження каскадних схем, що дають змогу отримувати теплоносій з тем- пературою 80–90 °C для потреб ГВП та попереднього нагріву в системах вентиляції. Це мінімізує викорис- тання газових котлів, що є прямим кроком до декар- бонізації виробництва. − Синхронна генерація (Тригенерація). Реалізація кон- цепції, де одна установка одночасно виробляє холод для технологічних ліній та корисне тепло для адміні- 390 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика стративних чи допоміжних будівель. Такий підхід дає змогу утилізувати до 100 % теплоти конденсації, яка раніше вважалася втраченою [1, 10, 14, 27, 28, 32]. Перспективним напрямом розвитку є поєднання тепло- вих насосів із системами Free Cooling, акумулювання енергії та автоматизованого керування. У такому разі те- плонасосна установка стає частиною інтегрованої енер- гетичної системи підприємства, що дає змогу оптимізу- вати витрати енергії та підвищити гнучкість експлуатації. Отже, теплові насоси є одним з ключових технологічних рішень для модернізації енергетичної інфраструктури фармацевтичних підприємств і можуть забезпечити зна- чний економічний та екологічний ефект за умови прави- льного вибору джерела теплоти та режимів роботи. Акумулювання холоду й теплоти Одним з важливих напрямів підвищення ефективності сучасних енергетичних систем є використання техноло- гій акумулювання енергії, які дають змогу розділити в часі процеси генерації та споживання теплової, холоди- льної або електричної енергії. Для промислових підпри- ємств це створює можливість гнучкішо управління нава- нтаженням, зменшення пікових витрат та підвищення надійності енергозабезпечення. Для фармацевтичних підприємств застосування систем акумулювання є особливо актуальним через поєднання цілодобового споживання холоду, змінного попиту на теплову енергію та високих вимог до безперервності ви- робничих процесів. У таких умовах накопичення енергії дозволяє компенсувати короткочасні піки навантажен- ня, вирівнювати графік роботи обладнання та знижу- вати ризики технологічних збоїв. У системах теплохолодопостачання найпоширенішими є такі типи акумулювання [5, 10, 13 17, 19, 20, 22–24, 26, 27, 30–32]: − теплове акумулювання, що реалізується за допомо- гою баків-акумуляторів гарячої води або теплоносія; − акумулювання холоду, яке базується на накопиченні охолодженої води або льоду; − фазоперехідні накопичувачі (PCM), що використову- ють приховану теплоту плавлення або кристалізації матеріалів; − електричне акумулювання, зокрема батарейні сис- теми для резервування живлення та балансування навантаження. Теплові акумулятори можуть ефективно використовува- тися спільно з котельнями або тепловими насосами, да- ючи змогу виробляти теплову енергію в періоди мініма- льного тарифного навантаження або найефективнішої роботи обладнання з подальшим використанням у го- дини підвищеного попиту [28, 33]. Акумулювання холоду є особливо перспективним для фармацевтичних підприємств, оскільки значна частина холодильного навантаження припадає на денні години. Тож холодильні машини можуть працювати в нічний період з нижчими тарифами на електроенергію, нако- пичуючи холод, який використовується вдень. Це дає змогу зменшити навантаження на компресорне облад- нання в години пікового споживання електроенергії. Окрему увагу привертають фазоперехідні матеріали (PCM), які характеризуються високою питомою енерго- ємністю та компактністю. Такі системи можуть застосо- вуватися у складських приміщеннях, холодових камерах та вентиляційних установках для стабілізації температу- рних режимів. Для фармацевтичних підприємств важливою перевагою систем акумулювання є підвищення надійності енерго- забезпечення. За наявності резерву холоду або теплоти підприємство отримує додатковий час для реагування в разі аварійного відключення обладнання або коротко- часних перебоїв електропостачання. Водночас впровадження накопичувачів енергії потре- бує врахування капітальних витрат, доступних площ для розміщення обладнання, теплових втрат, циклічності навантажень та інтеграції з існуючими системами керу- вання. Для фармацевтичних об’єктів додаткове зна- чення мають санітарні вимоги та забезпечення стабіль- ності технологічних параметрів. За даними джерел літератури, використання систем акумулювання у складі інтегрованих енергетичних рі- шень дає змогу знизити пікове електричне наванта- ження на 10–25 %, скоротити витрати на енергоносії та підвищити загальну гнучкість експлуатації підприємс- тва. Таким чином, системи акумулювання енергії є важли- вим елементом сучасних теплохолодопостачальних комплексів і можуть суттєво підвищити ефективність та стійкість енергозабезпечення фармацевтичних підпри- ємств, особливо в поєднанні з тепловими насосами та автоматизованими системами керування. Інтеграція на- копичувачів дає змогу зменшити встановлену потуж- ність основного обладнання (чилерів) та забезпечити резерв холоду на випадок короткочасних збоїв у енер- гопостачанні, що є критичним для стандартів безпеки фармацевтичної продукції. Інтелектуальне керування та прогнозне моделювання (SCADA/MPC) Подальше підвищення енергоефективності промисло- вих підприємств пов’язане не лише з модернізацією об- ладнання, але й з упровадженням сучасних систем ав- томатизованого керування, які забезпечують узгоджену роботу всіх елементів енергетичної інфраструктури. Для фармацевтичних підприємств, де інженерні системи фу- нкціонують безперервно й мають підтримувати суворо регламентовані параметри мікроклімату, роль автома- тизації є особливо важливою. У традиційних схемах теплопостачання та холодопоста- чання окремі установки часто працюють автономно, без достатньої координації між собою. Це може призводити до одночасного виробництва надлишкового тепла і 391 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика холоду, нераціонального використання енергоресурсів, частих пусків компресорного обладнання та роботи си- стем у неефективних режимах. Використання сучасних систем керування дає змогу пе- рейти від локального регулювання окремих агрегатів до централізованого управління всією енергетичною сис- темою підприємства. Найпоширенішим рішенням є за- стосування систем класу SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), які забезпечують збір даних, диспетче- ризацію, архівування параметрів, сигналізацію відхи- лень та дистанційне керування обладнанням. У системах теплохолодопостачання SCADA дає змогу ко- нтролювати роботу холодильних машин, насосного об- ладнання, теплових насосів, вентиляційних установок, акумуляторів енергії та допоміжних інженерних систем у єдиному інформаційному середовищі. Це забезпечує можливість узгодження режимів роботи окремих підси- стем залежно від поточного навантаження, темпера- тури зовнішнього повітря, тарифів на електроенергію та технологічних потреб виробництва. Для фармацевтичних підприємств додатковою перева- гою автоматизованих систем є можливість безперерв- ного моніторингу критичних параметрів мікроклімату, температурних режимів зберігання продукції, перепа- дів тиску в чистих приміщеннях та роботи резервного обладнання. Це має важливе значення з погляду дотри- мання вимог GMP, валідації процесів та забезпечення простежуваності експлуатаційних режимів. Перспективним напрямом розвитку є застосування ал- горитмів прогнозного та оптимізаційного керування, зо- крема MPC (Model Predictive Control), які дають змогу заздалегідь враховувати зміну навантаження, погодні умови та вартість енергоносіїв. У такому разі система не лише реагує на зміну параметрів, а й формує найефек- тивніший режим роботи наперед. Аналіз джерел [3, 4, 8, 14, 15, 17, 25, 27, 29, 33] вказує на перехід до стратегій інтелектуального керування, які ба- зуються на великих даних та аналітиці в реальному часі. Ключовими напрямами цифровізації є: − Прогнозне керування на основі моделей (Model Predictive Control SCADA MPC). На відміну від станда- ртних PID-регуляторів, MPC використовує математи- чну модель системи для прогнозування її поведінки. Це дає змогу заздалегідь перемикатися на режим Free Cooling або активувати термічні акумулятори, враховуючи прогноз погоди та графік виробничого завантаження [21, 27]. − Інтеграція зі SCADA. Сучасні системи диспетчеризації виконують роль «енергетичного хабу», який у реаль- ному часі балансує між споживанням електроенергії чилерами та виробництвом теплоти тепловими на- сосами. Джерела [3, 4, 8, 32] підкреслюють, що за- вдяки автоматизації можна досягти додаткової еко- номії енергії до 12–15 % лише за рахунок оптимізації алгоритмів роботи. − Алгоритми машинного навчання (ML). Застосування нейронних мереж для виявлення аномалій у роботі холодильних циклів та прогнозування сервісного об- слуговування. Це критично для фармації, де вихід з ладу системи охолодження може призвести до псу- вання дороговартісних препаратів [25]. Впровадження інтегрованих систем автоматизованого керування може забезпечити додаткове зниження ене- ргоспоживання на 5–20 % навіть без значної заміни ос- новного обладнання, а в поєднанні з модернізованими системами теплогенерації та холодопостачання цей ефект є ще вищим. Важливим сучасним інструментом є також створення цифрових моделей або цифрових двійників енергетич- них систем підприємства, які дають змогу моделювати режими роботи, тестувати сценарії модернізації та оці- нювати наслідки змін без втручання в реальний техно- логічний процес. Водночас впровадження автоматизованих систем керу- вання потребує якісної сенсорної інфраструктури, надій- них каналів зв’язку, кібербезпеки, підготовки персоналу та інтеграції з уже існуючими системами підприємства. Таким чином, автоматизація, системи SCADA та інтелек- туальні алгоритми керування є необхідним елементом сучасної модернізації систем теплохолодопостачання фармацевтичних підприємств. Їх використання дає змогу не лише знизити енергоспоживання, але й забез- печити стабільність технологічних процесів, підвищити надійність роботи обладнання та створити основу для подальшої цифрової трансформації підприємств. Незважаючи на значну кількість публікацій, критичний аналіз 33 джерел виявив суттєву наукову лакуну: Фрагментарність рішень. Більшість досліджень фокусу- ються на окремих компонентах (наприклад, лише на ма- теріалах PCM або лише на параметрах ТН), не пропону- ючи цілісної методики їхнього узгодження в межах одного промислового вузла. Відсутність прикладних методик для GMP. Існує незбіг між складними теоретичними моделями та вимогами фармацевтичних регламентів (стабільність темпера- тури, валідація систем), що стримує впровадження інно- вацій на реальних підприємствах. Економічна динаміка. Недостатньо висвітлено питання адаптації систем до динамічних ринків електроенергії, де алгоритм керування має вибирати режим роботи на основі поточної вартості 1 кВт·год. Порівняльний аналіз сучасних технологій підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств Для визначення найдоцільніших напрямів модернізації систем теплохолодопостачання фармацевтичних підп- риємств виконано порівняльний аналіз основних техно- логічних рішень, розглянутих у попередніх розділах. Оцінювання здійснювалося за такими критеріями: 392 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика потенціал енергозбереження, рівень капітальних ви- трат, складність інтеграції в діючі системи, період окуп- ності, рівень технологічної зрілості та придатність до використання у фармацевтичній галузі. Отримані ре- зультати узагальнено у таблиці. Таблиця. Порівняльна оцінка сучасних технологій енергомодернізації фармацевтичних підприємств Технологія Потенціал еконо- мії енергії Складність впро- вадження Капітальні витрати (CAPEX) Основна перевага для фармації Free Cooling (непря- мий) 20–40 % Середня Низькі / Середні Висока надійність, прос- тота валідації Теплові насоси (Heat Recovery) 30–50 %* Висока Високі Повне заміщення газо- вого нагріву для ГВП Термічні акумулятори (PCM) 10–20 % Середня Середні Вирівнювання піків, резе- рвування холоду Сорбційні чилери 40–60%** Дуже висока Дуже високі Утилізація високопотен- ційного тепла пари Інтелектуальне керу- вання (MPC) 10–15 % Висока Середні Оптимізація складних гіб- ридних схем * Відносно сумарних витрат на тепло та холод. ** За наявності дешевого джерела теплової енергії. Порівняльний аналіз показав, що найбільш універсаль- ними рішеннями для фармацевтичних підприємств є утилізація скидної теплоти, Free Cooling, теплові насоси та системи автоматизованого керування, оскільки саме ці технології забезпечують поєднання високого енерге- тичного ефекту, прийнятного терміну окупності та мож- ливості інтеграції в діючі інженерні системи без суттє- вого порушення виробничих процесів. Технологія Free Cooling характеризується одним з най- коротших термінів окупності та відносно невеликими капітальними витратами, що робить її доцільною як по- чатковий етап модернізації. Особливо ефективним є її використання для підприємств з постійним холодиль- ним навантаженням та кліматичними умовами, харак- терними для України. Теплові насоси й системи утилізації скидної теплоти за- безпечують істотніший довгостроковий ефект, особливо за наявності стабільного внутрішнього джерела низько- потенційної теплоти. Такі рішення дають змогу суттєво скоротити споживання природного газу та знизити вуг- лецевий слід підприємства. Системи SCADA та прогнозного керування можуть бути впроваджені як самостійно, так і в поєднанні з іншими технологіями. Їх особливістю є відносно короткий тер- мін окупності за рахунок оптимізації режимів роботи іс- нуючого обладнання без масштабної реконструкції. Технології когенерації, тригенерації та цифрових двій- ників мають значний потенціал, однак потребують біль- ших інвестицій, складнішої інтеграції та високого рівня технічної підготовки персоналу. Тому їх доцільно розг- лядати переважно для великих підприємств або як на- ступний етап комплексної модернізації. Отже, вибір конкретного напряму енергомодернізації повинен здійснюватися з урахуванням структури енер- госпоживання підприємства, технічного стану існуючих систем, фінансових можливостей та вимог до безперер- вності виробничого процесу. Найчастіше найефективні- шим є поетапний підхід, за якого швидкоокупні рішення впроваджуються першими, а більш капіталомісткі тех- нології реалізуються на наступних етапах модернізації. Попри значний технічний потенціал сучасних енергое- фективних рішень, їх впровадження на фармацевтичних підприємствах має низку специфічних особливостей, які відрізняють цю галузь від більшості інших промислових секторів. Це пов’язано з високими вимогами до якості продукції, безперервності виробничих процесів, регла- ментованих параметрів мікроклімату та необхідністю суворого дотримання галузевих нормативів. Однією з ключових особливостей є необхідність підтри- мання стабільних температурно-вологісних умов у ви- робничих приміщеннях, лабораторіях, стерильних зо- нах, складських комплексах та холодильних камерах. Для окремих технологічних процесів навіть незначні ві- дхилення параметрів можуть впливати на якість проду- кції, результати контролю або умови зберігання сиро- вини та готових лікарських засобів. У зв’язку з цим будь- які зміни в системах теплохолодопостачання повинні здійснюватися без ризику порушення технологічних ре- жимів. Важливим фактором є вимоги стандартів GMP (Good Manufacturing Practice), які передбачають контрольова- ність, простежуваність та валідацію інженерних систем, що впливають на виробниче середовище. Це означає, що модернізація систем вентиляції, кондиціювання, те- плопостачання або холодопостачання часто потребує не лише технічного переоснащення, але й повторної кваліфікації обладнання, оновлення процедур конт- ролю та документального супроводу. 393 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика Суттєвим обмеженням є також вимога до високої надій- ності енергозабезпечення. Зупинка холодильних ма- шин, вентиляційних установок або систем підтримання мікроклімату може призвести до браку продукції, зупи- нки виробничих ліній чи втрати умов зберігання проду- кції. Саме тому на фармацевтичних підприємствах кри- тично важливими є резервування обладнання, дублювання насосних груп, наявність аварійного елект- роживлення та багаторівнева система сигналізації. Окрему роль відіграє організаційний аспект модерніза- ції. Реалізація енергоефективних заходів на діючому фа- рмацевтичному підприємстві часто ускладнюється че- рез необхідність виконання монтажних робіт без зупинки основного виробництва або в межах коротких технологічних вікон. Це потребує поетапного впрова- дження рішень, високої координації між технічними службами та виробничими підрозділами. Економічна оцінка проєктів у фармацевтичній галузі та- кож має свою специфіку. На відміну від багатьох інших підприємств, тут важливим критерієм є не лише період окупності, але й вплив модернізації на стабільність ви- робництва, зменшення ризиків простоїв, покращення умов зберігання продукції та підвищення відповідності міжнародним стандартам. З огляду на це найдоцільнішими є технології, що можуть інтегруватися поетапно, без істотного втручання у виро- бничі процеси. До таких рішень належать системи Free Cooling, утилізація скидної теплоти, модернізація сис- тем автоматизації, впровадження теплових насосів у па- ралельному режимі роботи з існуючими джерелами те- плоти, а також використання систем акумулювання енергії. Практика свідчить, що найуспішнішими є проєкти, реа- лізовані на основі комплексного енергетичного аудиту підприємства з поетапною дорожньою картою модерні- зації. Такий підхід дає змогу поєднати короткострокові заходи зі швидкою окупністю та довгострокові стратегі- чні рішення, спрямовані на глибоку декарбонізацію та цифрову трансформацію. Таким чином, впровадження енергоефективних техно- логій у фармацевтичній галузі потребує не лише техніч- ної доцільності, але й урахування вимог до якості проду- кції, безперервності виробництва, нормативної відповідності та управління ризиками. Саме комплекс- ний підхід є визначальним фактором успішної модерні- зації підприємств цього профілю. Перспективи подальших досліджень Системний аналіз сучасного наукового доробку дає змогу констатувати фундаментальне зміщення паради- гми в галузі промислового холодозабезпечення: від по- шуку поодиноких високоефективних агрегатів до ство- рення складних мультиенергетичних екосистем. Проведений аналіз дав змогу класифікувати розглянуті рішення за ступенем їхньої практичної доступності та економічної доцільності: Найвищий пріоритет для впровадження. Гібридні сис- теми вільного охолодження з адіабатичною підтрим- кою (статті № 26, 27) та термічні накопичувачі (статті № 20, 23). Ці технології демонструють стабільний рівень технологічної готовності і прямий економічний ефект у вигляді зниження OPEX на 20–30 %. Середньострокова перспектива. Впровадження алгори- тмів прогнозного керування (MPC) та цифрових двійни- ків (статті № 17, 23). Попри те, що вони забезпечують до- даткову економію до 10 %, їх впровадження стримується складністю інтеграції в існуючі BMS/SCADA системи. Теоретичний та стратегічний рівень. Концепції малих модульних реакторів (SMR, стаття № 24) та водневих сховищ (стаття № 19). На цьому етапі вони залишаються об’єктами математичного моделювання через високі регуляторні бар’єри та капіталомісткість. Проведений аналіз сучасних технологій підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств пока- зав, що останнім часом спостерігається активний розви- ток рішень у сфері утилізації скидної теплоти, викорис- тання теплових насосів, Free Cooling, систем акумулювання енергії та цифрового керування енерге- тичними процесами. Водночас низка наукових і практи- чних питань залишається недостатньо дослідженою, що стримує широке впровадження таких рішень у промис- лових умовах. Однією з основних прогалин є обмежена кількість робіт, присвячених саме фармацевтичним підприємствам. Значний сегмент опублікованих досліджень стосується офісних будівель, дата-центрів, житлового сектору або загальнопромислових об’єктів, тоді як фармацевтичне виробництво характеризується специфічними вимо- гами до мікроклімату, чистоти приміщень, резерву- вання обладнання та безперервності технологічних про- цесів. Це ускладнює пряме перенесення отриманих результатів на підприємства цього профілю. Недостатньо дослідженим залишається питання інтег- рації систем теплопостачання, холодопостачання та ве- нтиляції в єдиний енергетичний комплекс. На практиці ці системи часто проєктуються та експлуатуються ок- ремо, що призводить до втрати потенціалу внутріш- нього енергетичного балансування. Подальших дослі- джень потребують методи синхронізації роботи теплових насосів, холодильних машин, накопичувачів енергії та вентиляційних установок у змінних режимах навантаження. Окремим перспективним напрямом є розроблення мо- делей прогнозного керування енергоспоживанням під- приємств з використанням алгоритмів штучного інтеле- кту та Model Predictive Control (MPC). Такі системи можуть враховувати погодні умови, виробничий графік, тарифи на електроенергію і технічний стан обладнання, формуючи оптимальні режими роботи ву реальному часі. Проте для фармацевтичної галузі подібні рішення поки представлені обмежено. 394 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика Недостатньо вивченими є також питання економічної ефективності комплексної модернізації підприємств. Здебільшого розглядаються окремі технології, тоді як комбіноване застосування теплових насосів, Free Cooling, систем акумулювання та цифрового керування може забезпечувати синергетичний ефект. Подальших досліджень потребує створення моделей життєвого ци- клу таких систем з урахуванням капітальних витрат, екс- плуатаційних витрат, ризиків простою та екологічного ефекту. Для країн Центральної та Східної Європи, зокрема Укра- їни, актуальним є питання адаптації сучасних енергое- фективних технологій до умов нестабільного енергопо- стачання, високої зношеності інженерної інфраструк- тури та обмежених інвестиційних ресурсів. У цьому кон- тексті особливого значення набувають рішення, що мо- жуть впроваджуватися поетапно та забезпечувати шви- дкий економічний результат. Перспективним напрямом є використання цифрових двійників підприємств, які дають змогу створювати вір- туальні моделі енергетичних систем для тестування сце- наріїв модернізації без втручання в реальні виробничі процеси. Поєднання цифрових двійників із системами SCADA та інтелектуальним аналізом даних може стати основою нового покоління енергоефективних фармаце- втичних підприємств. Таким чином, подальші дослідження доцільно спряму- вати на створення інтегрованих моделей енергетичних систем фармацевтичних підприємств, оцінку комбіно- ваних технологічних рішень, розроблення алгоритмів адаптивного керування та формування практичних до- рожніх карт декарбонізації галузі. У роботі виконано аналіз сучасних технологічних рі- шень, спрямованих на підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств, зокрема систем утиліза- ції скидної теплоти, Free Cooling, теплових насосів, аку- мулювання енергії та автоматизованого керування ене- ргоспоживанням. ВИСНОВКИ 1. Встановлено, що фармацевтичні підприємства хара- ктеризуються складною структурою енергоспожи- вання, яка поєднує значні потреби в тепловій та хо- лодильній енергії, безперервний режим роботи інженерних систем і підвищені вимоги до стабільно- сті параметрів мікроклімату відповідно до стандар- тів GMP. 2. Показано, що одним з найдоступніших внутрішніх резервів енергозбереження є використання скидної теплоти холодильного обладнання, вентиляційних систем та інших технологічних процесів. Її утилізація дає змогу зменшити навантаження на традиційні джерела теплоти й скоротити споживання викоп- ного палива. 3. Визначено, що технологія Free Cooling є ефективним рішенням для підприємств з постійним холодиль- ним навантаженням і може забезпечувати суттєве зниження електроспоживання компресорного обла- днання, особливо в кліматичних умовах України. 4. Обґрунтовано, що теплові насоси є одним з ключо- вих інструментів декарбонізації фармацевтичних підприємств, оскільки дають змогу використовувати низькопотенційні джерела теплоти та інтегрувати системи генерації тепла і холоду в єдиний енергети- чний комплекс. 5. Показано, що застосування систем акумулювання енергії підвищує гнучкість роботи підприємства, зме- ншує пікові навантаження та покращує надійність енергозабезпечення, що є важливим для безперер- вних виробничих процесів. 6. Встановлено, що системи автоматизації, SCADA та алгоритми прогнозного керування забезпечують до- датковий ефект енергозбереження за рахунок опти- мізації режимів роботи обладнання й координації взаємодії між окремими енергетичними підсисте- мами. 7. Показано, що найефективнішим підходом для фар- мацевтичної галузі є не впровадження окремих тех- нологій, а комплексна поетапна модернізація з ура- хуванням технічних, економічних та регуляторних особливостей підприємства. 8. Перспективними напрямами подальшого розвитку є створення цифрових двійників енергетичних систем підприємств, використання штучного інтелекту для керування навантаженнями та формування дорож- ніх карт декарбонізації фармацевтичної галузі. Отримані результати можуть бути використані як аналіти- чна основа для розроблення програм енергомодерніза- ції фармацевтичних підприємств, вибору пріоритетних технологічних рішень та планування довгострокового пе- реходу до низьковуглецевих моделей виробництва. ПОСИЛАННЯ 1. Fenglei Li, Peifeng Cai, Jing Wang, chengjun Zhang. Machine learning-driven optimization of an integrated renewable energy system for power, water, and cooling with CO2 capture. Energy, Volume 343, 15 January 2026, 139783. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139783 2. Sumit Kumar Singh, Dibakar Rakshit, K Ravi Kumar, Anurag Agarwal. Recent advancements and sustainable solutions in adsorption-based cooling systems integrated with renewable energy sources and industrial waste heat. Cleaner Engineering and Technology. Volume 23, December 2024, 100827. https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100827 3. Ehsanolah Assareh, Ali Dejdar, Ali Ershadi, Masoud Jafa rian, Mohammadhossein Mansouri, Amir Salek roshani, Ehsan Azish, Ehsan Saedpanah, Moonyo ng Lee. Techno-economic analysis of combined https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/343/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139783 https://www.sciencedirect.com/author/8261623100/dibakar-rakshit https://www.sciencedirect.com/journal/cleaner-engineering-and-technology https://www.sciencedirect.com/journal/cleaner-engineering-and-technology https://www.sciencedirect.com/journal/cleaner-engineering-and-technology/vol/23/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100827 https://www.sciencedirect.com/author/35145449000/ehsanolah-assareh https://www.sciencedirect.com/author/56967110700/moonyong-lee https://www.sciencedirect.com/author/56967110700/moonyong-lee 395 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика cooling, heating, and power (CCHP) system integrated with multiple renewable energy sources and energy storage units. Energy and Buildings. Volume 278, 1 January 2023, 112618. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112618 4. Muhammad Riaz, Sadiq Ahmad, Muhammad Naeem. Joint energy management and trading among renewable integrated microgrids for combined cooling, heating, and power systems. Journal of Building Engineering. Volume 75, 15 September 2023, 106921. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106921 5. Sabina Rosiek, Manuel S. Romero-Cano, Antonio M. Puertas, Francisco J. Batlles. Industrial food chamber cooling and power system integrated with renewable energy as an example of power grid sustainability improvement. Renewable Energy. Volume 138, August 2019, Pages 697–708. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.010 6. Saeed Rayegan, Shahrooz Motaghian, Ghassem Heidari nejad, Hadi Pasdarshahri, Pouria Ahmadi. Dynamic simulation and multi-objective optimization of a solar- assisted desiccant cooling system integrated with ground source renewable energy. Applied Thermal Engineering. Volume 173, 5 June 2020, 115210. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.11521 0 7. Jamil AlAsfar, Mahmoud Irshidat, Mohammad Mustaf. Review of advancing hybrid renewable energy systems: The strategic role of solar cooling and multi- source integration in arid climates. Results in Engineering. Volume 29, March 2026, 109281. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109281 8. Alaa Almahmoudi, Mohamed.M. Awad, Mohamed, S. Salem, Osama Abdelrehim, Mohamed Almanzalawy. Urban heat transitions: Renewable integration, digital system optimization, and life-cycle perspectives for fifth-generation district heating and cooling systems. Unconventional Resources. Volume 12, July 2026, 100377. https://doi.org/10.1016/j.uncres.2026.100377 9. Mingyue He, Ning Liu, Guofang Kong. Performance evaluation of an SOFC-ICE hybrid system with pre- compressor cooling and dual-fuel injection for enhanced efficiency in renewable energy applications. Renewable Energy. Volume 255, 15 December 2025, 123801. https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123801 10. Mohamad Ayoub, Ibrahim Dincer. Energy and exergy analyses of an integrated thermal system with compressed air energy storage and carbon capture for power, cooling and domestic hot water applications. Thermal Science and Engineering Progress. Volume 72, April 2026, 104586. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2026.104586 11. R Pandiyan, Praveen Kumar G. Sky radiative cooling: A comprehensive review of material innovations, spectral engineering and sustainable applications for renewable energy systems. Results in Engineering. Volume 29, March 2026, 109508. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109508 12. Ghulam Qadir Chaudhary, Zhongtao Hu, Suoying He, Muzaffar Ali, Sibghat Ullah, Muhammad Waheed Azam, Muhammad Usman, Ning Qin, Ming Gao. Analysis of building-integrated solar desiccant air cooling systems considering the dynamic sensible and latent cooling loads. International Journal of Refrigeration. Volume 181, January 2026, Pages 111– 125 https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2025.10.007 13. Ziren Wang, Wei Li, Yuyuan Zhang. Two-tier optimal scheduling of integrated energy systems in parks considering P2G-CCS-CHP coupling and electricity-gas- heat-cooling price-demand response. Energy. Volume 338, 30 November 2025, 138803 https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138803 14. Qiushi Wang, Liqiang Duan, Chaoyun Yang, Haozeng Zh ao, Luyao Liu, Hanfei Zhang, Nan Zheng, Xingqi Ding. Comprehensive sustainability assessment and emergy analysis of a combined cooling, heating and power system integrated with high-temperature solar thermochemical complementation and low- temperature solar thermal collection processes. Renewable Energy. Volume 261, 1 April 2026, 125212. https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125212 15. Xudong Ma, Yanjun Du, Xiaoqiong Li, Peng Wang, Yuting Wu, Shunan Li, Yu Li, Youdong Wang. Multi-energy complementary heat pumps for low-carbon integrated cooling, heating, and water supply in districts: case study of a school campus. Applied Thermal Engineering. Volume 290, Part 2, April 2026, 130030. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.130030 16. Philipp Mascherbauer, Lukas Kranzl, Aadit Malla, Simo n Pezzutto, Philippe Riviere. How renewable cooling will affect RES target achievement in EU member states under different scenarios by 2030. Renewable Energy. Volume 256, Part I, 1 January 2026, 124709. https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124709 17. Nanjiang Dong, Tao Zhang, Rui Wang. Multi-objective evolutionary algorithm with two-tier fully-connected weight network for day-ahead scheduling of integrated cooling, heating and power energy systems. Energy. Volume 347, 15 March 2026, 140147. https://doi.org/10.1016/j.energy.2026.140147 18. Yangda Wan, Tinghui Xue, Zhifeng Huang, Xin Cui, Dan Huang, Kian Jon Chua. Energy, economic and environmental assessment of a photovoltaic-driven dew-point evaporative cooling system. Applied Thermal Engineering. Volume 289, Part 2, March 2026, 129799. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.129799 19. Pouya Faghih Abdollahi, Vajihe Davoodi, Ehsan Amiri Rad. Investigation and comparison of two scenarios of energy systems using compressed air and hydrogen energy storage systems to provide cooling, heating, and electricity load of the building with 4E analysis (energy, exergy, environmental, and economic). Energy and Buildings. Volume 361, 15 June https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings/vol/278/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112618 https://www.sciencedirect.com/author/57384870000/muhammad-waqas-naeem https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering/vol/75/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106921 https://www.sciencedirect.com/author/7004128020/antonio-m-puertas https://www.sciencedirect.com/author/7004128020/antonio-m-puertas https://www.sciencedirect.com/author/6602731047/f-j-batlles https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/138/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.010 https://www.sciencedirect.com/author/23091139800/ghassem-h-heidarinejad https://www.sciencedirect.com/author/23091139800/ghassem-h-heidarinejad https://www.sciencedirect.com/author/23569183500/pouria-ahmadi https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/173/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115210 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115210 https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109281 https://www.sciencedirect.com/journal/unconventional-resources https://www.sciencedirect.com/journal/unconventional-resources/vol/12/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.uncres.2026.100377 https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/255/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123801 https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress/vol/72/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress/vol/72/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.tsep.2026.104586 https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109508 https://www.sciencedirect.com/author/55588207800/suoying-he https://www.sciencedirect.com/author/35365953200/muzaffar-ali https://www.sciencedirect.com/author/56844860100/muhammad-usman https://www.sciencedirect.com/author/36617409300/ming-gao https://www.sciencedirect.com/journal/international-journal-of-refrigeration https://www.sciencedirect.com/journal/international-journal-of-refrigeration https://www.sciencedirect.com/journal/international-journal-of-refrigeration/vol/181/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2025.10.007 https://www.sciencedirect.com/author/56178782600/wei-li https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/338/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/338/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138803 https://www.sciencedirect.com/author/7201932873/liqiang-duan https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/261/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125212 https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/290/part/P2 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.130030 https://www.sciencedirect.com/author/14066234400/lukas-kranzl https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/256/part/PI https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124709 https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/347/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2026.140147 https://www.sciencedirect.com/author/57204973602/xin-cui https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/289/part/P2 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.129799 https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings/vol/361/suppl/C 396 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика 2026, 117342. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2026.117342 20. Wei Dai, Wenjiao Xia, Bo Li, HuiHwang Goh, Zhijie Zhang, Fangjun Wen, Chunyang Ding. Increase the integration of renewable energy using flexibility of source-network-load-storage in district cooling system. Journal of Cleaner Production. Volume 441, 15 February 2024, 140682. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.140682 21. Seyed Amirmahdi Hosseini, Rouhollah Ahmadi, Amir Rahmani . Integrated gas heat pump (GHP) system for residential complexes: modeling cooling, hot water, and electricity generation. Energy Conversion and Management: X. Volume 29, January 2026, 101477. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101477 22. Zhifeng Huang, Xusheng Wang, WeiDong Chen, Md Raisul Islam, Kian Jon Chua. Empowering deep urban decarbonization through smart and renewable district cooling. Sustainable Cities and Society. Volume 129, 1 July 2025, 106488 https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106488 23. Ke Xiang, Zhiyong Tian, Ling Ma, Xinyu Chen, Yongqian g Luo, Yafeng Gao, Jianhua Fan, Qian Wang 24. Optimization of a free cooling system integrated with cold thermal energy storage in data center based on model predictive control. Energy. Volume 336, 1 November 2025, 138389. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138389 25. Hussein Abdulkareem Saleh Abushamah, Radek Skoda. Economics of Small Modular reactors for district cooling systems integrated with thermal storage and Kalina Cycle power generation. Energy Conversion and Management: X. Volume 30, May 2026, 101694. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2026.101694 26. F. Calise, F.L. Cappiello, L. Cimmino, F.P. Cuomo, M. Vicidomini. A 5th generation district heating cooling network integrated with a phase change material thermal energy storage: A dynamic thermoeconomic analysis. Applied Energy. Volume 389, 1 July 2025, 125688. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125688 27. Ke Xiang, Zhiyong Tian, Chaohui Zhou, Yongqiang Luo, Wentao Wu, Jianhua Fan, Mahdi Deymi-Dashtebayaz. Performance analysis and optimization of a hybrid mechanical and free cooling system with cold water storage for a data center. Applied Thermal Engineering. Volume 267, 15 May 2025, 125831. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.12583 1 28. Mohamad Hnayno, Ali Chehade, Henryk Klaba, Guillaume Polidori, Chadi Maalouf. Experimental investigation of an optimized indirect free cooling system including a dry cooler equipped with evaporative cooling pads for data center. Energy Reports. Volume 9, Supplement 12, November 2023, Pages 460–469. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.12.005 29. Долинский А. А., Драганов Б. Х. Тепловые насосы в системе теплоснабжения зданий. Промышленная теплотехника. 2008. т. 30. № 6. С. 71–83. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6120 2 30. Снєжкін Ю. Ф. Теплові насоси в процесах сушіння. Проблеми енергоефективності та якості в процесах сушіння харчової сировини: тези доповідей Всеукр. науково-практ. конф., 8 червня 2023р.; Харків: ДБТУ, 2023. С. 53–54. https://repo.btu.kharkov.ua//handle/123456789/3675 9 31. Зур’ян О. В. Комплексне використанням підземного акумулювання теплоти, теплонасосної системи та сонячних колекторів. Вісник Кременчуцького націо- нального університету імені Михайла Остроградсь- кого. 2023. № 5(142). 2023. . 94–102. https://doi.org/10.32782/1995-0519.2023.5.11 32. Морозов Ю. П. та ін Енергетична ефективність вико- ристання перших від поверхні водоносних горизон- тів для тепло- і хладопостачання. / Ю. П. Морозов, А. А. Барило, Д. М. алаєв, М. П. Добровольський. Відновлювана енергетика. 2019. № 2. С. 70–78. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78 33. Zurian O. V., Barilo, A. A. Вплив природного темпера- турного режиму верхніх шарів землі на ефектив- ність гідротермальної теплонасосної системи. Жур- нал з геології, географії та екології. 2022. № 31(3). С. 575–584. https://doi.org/10.15421/112254 34. Бабак В., Нікітін Є., Тесленко О. Цілісний підхід до системної трансформації електроенергетики, централізованого теплопостачання та комунальної інфраструктури. Системні дослідження в енергетиці. 2024. № 4(80. С., 6–25. https://doi.org/10.15407/srenergy2024.04.006 https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2026.117342 https://www.sciencedirect.com/author/57201032599/wei-dai https://www.sciencedirect.com/author/24075809200/hui-hwang-goh https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-cleaner-production https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-cleaner-production/vol/441/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.140682 https://www.sciencedirect.com/author/7005413376/rouhollah-ahmadi https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101477 https://www.sciencedirect.com/author/7005955342/muhammad-raisul-islam https://www.sciencedirect.com/author/7005955342/muhammad-raisul-islam https://www.sciencedirect.com/journal/sustainable-cities-and-society https://www.sciencedirect.com/journal/sustainable-cities-and-society/vol/129/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106488 https://www.sciencedirect.com/author/57782119600/ling-ma https://www.sciencedirect.com/author/37068460300/xinyu-chen https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/21833804100/jianhua-fan https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/336/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138389 https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x/vol/30/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2026.101694 https://www.sciencedirect.com/author/14010425600/francesco-calise https://www.sciencedirect.com/author/57208254402/francesco-liberato-cappiello https://www.sciencedirect.com/author/56451165400/maria-vicidomini https://www.sciencedirect.com/journal/applied-energy https://www.sciencedirect.com/journal/applied-energy/vol/389/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125688 https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/21833804100/jianhua-fan https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/267/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125831 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125831 https://www.sciencedirect.com/author/7006131236/g-polidori https://www.sciencedirect.com/author/36098128700/chadi-maalouf https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports/vol/9/suppl/S12 https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.12.005 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61202 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61202 https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/36759 https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/36759 https://doi.org/10.32782/1995-0519.2023.5.11 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78 https://doi.org/10.15421/112254 https://doi.org/10.15407/srenergy2024.04.006 397 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика УДК 504.062.2; 697.975 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2026.2(85).385-408 MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION Received May 04, 2026; accepted Jun. 26, 2026 Available online June. 30, 2026 Perepelytsia I.1, Zurian O.2 Author for correspondence: Zuryan Oleksii, e-mail: alexey_zuryan@ukr.net Abstract. The article presents a systematic review of modern technological solutions aimed at improving the energy efficiency of pharmaceutical enterprises, which are characterized by high consumption of thermal and cooling energy, continuous operation of engineering systems, and strict requirements for maintaining stable indoor climate parameters in accordance with GMP standards. The purpose of the study is to analyze current approaches to modernization of heating and cooling systems at pharmaceutical facilities, assess their practical applicability, and identify promising directions for further development of the sector. The literature review was based on publications indexed in international scientific databases, industry technical sources, and recent applied studies. A comparative analysis was carried out for the following technologies: waste heat recovery, Free Cooling, heat pumps, energy storage systems, SCADA-based control systems, and predictive energy management solutions. It was shown that refrigeration heat recovery systems and integration of heat pumps have significant energy- saving potential, as they enable the use of secondary energy resources to cover heating demand. The study found that Free Cooling is one of the fastest-payback solutions for enterprises with permanent cooling loads. The feasibility of energy storage systems for reducing peak loads and improving reliability of energy supply was substantiated. It was also demonstrated that implementing SCADA systems and intelligent control algorithms provides additional reduction of energy consumption through optimization of equipment operating modes. The results of the study indicate that the most effective approach for the pharmaceutical industry is a comprehensive step-by-step modernization of energy infrastructure, combining technical, digital, and organizational solutions. The obtained findings may be used in the development of decarbonization programs and energy efficiency improvement strategies for pharmaceutical enterprises. Keywords: renewable energy, FreeCooling, heat pump, refrigeration machine, heat recovery. List of Abbreviations and Symbols: RES – Renewable Energy Sources HP – Heat Pump SW – Software COP – Coefficient of Performance (the ratio of the thermal energy delivered by the heat pump to the electrical energy consumed) DHW – Domestic Hot Water ACS – Automated Control System Free Cooling – A cooling system or operating mode that utilizes natural ambient cooling capacity Introduction. The transformation of global energy develop- ment and processes towards decentralization leads to the rapid introduction of electricity supply systems based on RES. A special place in this process is occupied by hybrid autonomous complexes combining different types of gen- eration, in most cases Introduction. Pharmaceutical enterprises belong to the category of in- dustrial facilities with high energy consumption, driven by stringent requirements for the stability of technological processes, microclimate parameters, and sanitary-hygienic production conditions. Unlike many other industrial sectors, pharmaceutical manufacturing requires the simul- taneous provisioning of substantial loads for both heat sup- ply systems and refrigeration, ventilation, and air condi- tioning (HVAC) systems. Production premises, clean zones, laboratories, raw mate- rial and finished product warehouses require the continu- ous maintenance of regulated parameters of temperature, humidity, air exchange rates, and air purity levels in accord- ance with Good Manufacturing Practice (GMP) require- ments and related industry standards. This leads to the year-round operation of engineering systems, significant 1 Postgraduate https://orcid.org/0009-0000-9724-8368 2 Dr. of Sciences (Eng.) https://orcid.org/0000-0002-2391-1611 1, 2 Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 398 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика electricity consumption by refrigeration equipment, and substantial thermal energy expenditures. In the energy consumption structure of pharmaceutical en- terprises, refrigeration systems play a crucial role, provid- ing process cooling, air conditioning, and maintaining prod- uct storage temperature regimes. During the operation of refrigeration equipment, a significant amount of heat is re- jected into the environment via condenser circuits or cool- ing systems. In most cases, this heat is unutilized, although it can be considered a secondary energy resource. Amid rising energy resource costs, tightening requirements for greenhouse gas emissions reduction, and the necessity to enhance the energy resilience of enterprises, the imple- mentation of waste heat recovery technologies, Free Cool- ing, heat pumps, energy storage systems, and automated energy management systems gains particular relevance [1– 5, 28-33]. Modern research indicates that the integration of heat and cold generation systems allows for a significant increase in the primary energy utilization factor, a reduction in natural gas consumption, and a decrease in operational expendi- tures [6–10, 29-33]. At the same time, the adaptation of such solutions specifically to pharmaceutical enterprises requires additional generalization, as this industry exhibits specific requirements for the reliability, redundancy, and continuity of production processes. In this regard, the objective of this work is to systematize modern technological solutions in the field of heat recovery and refrigeration supply, evaluate the feasibility of their ap- plication at pharmaceutical enterprises, and identify prom- ising directions for enhancing the energy efficiency of such facilities. A literature review was conducted to systematize current approaches to improving the energy efficiency of industrial facilities with substantial thermal and cooling loads, specif- ically pharmaceutical enterprises. The search for scientific publications was carried out in in- ternational scientometric and information databases, in- cluding Scopus, ScienceDirect, Web of Science, and Google Scholar, as well as in open industry sources and technical reports from equipment manufacturers. The primary chronological scope of the search covered the period of 2018–2026, which allowed for the inclusion of contempo- rary trends in the development of energy technologies. The following keywords and their combinations were used for the selection of sources: − heat recovery; − waste heat utilization; − pharmaceutical HVAC; − industrial cooling systems; − free cooling; − heat pump integration; − trigeneration; − SCADA energy management; − thermal storage; − decarbonization of industry. At the initial stage, more than 70 sources were identified. Following a preliminary content analysis, excluding dupli- cate materials, irrelevant publications, and sources with an insufficient level of technical detail, 33 of the most relevant sources were selected for in-depth analysis. The selection criteria included: − availability of a quantitative assessment of the energy effect; − practical implementation or experimental modeling of systems; − compliance with industrial or near-industrial operating conditions; − availability of data regarding economic efficiency or technical limitations. To systematize the selected materials, a comparative anal- ysis method was applied, according to which the technolo- gies were evaluated based on the following criteria: − energy-saving potential; − integration complexity; − technology readiness level (TRL); − capital expenditure (CapEx) requirements; − feasibility of application in the pharmaceutical industry. The obtained results formed the basis for establishing a classification of modern technological solutions and deter- mining promising directions for their implementation. Main Body / Presentation of Main Material Pharmaceutical enterprises belong to the category of in- dustrial facilities with a complex energy consumption struc- ture, which is determined by a combination of technologi- cal, sanitary-hygienic, and regulatory requirements for production processes. Unlike many other industrial sectors, the energy systems of pharmaceutical manufacturing must ensure not only the supply of thermal and electrical energy but also the stable maintenance of internal environment parameters across a wide range of premises. A significant share of energy consumption is attributed to ventilation, air conditioning, and refrigeration systems. This is due to the necessity of continuously maintaining temperature, relative humidity, air purity, and pressure dif- ferentials in production zones, laboratories, sterile prem- ises, and warehouse complexes. For specific categories of premises, only minor deviations in microclimate parame- ters are permissible, which necessitates the round-the- clock operation of climate control equipment. A substantial characteristic feature of pharmaceutical enter- prises is the presence of simultaneous demand for both ther- mal and cooling energy throughout the year. Thermal energy is utilized for hot water supply, technological heating, the op- eration of ventilation units, and maintaining the tempera- ture regime during the cold season. Cooling energy is 399 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика required for premises air conditioning, technological equip- ment cooling, and maintaining storage conditions for raw materials, intermediate products, and finished goods. In many cases, heat supply and refrigeration systems are designed and operated independently of each other, lead- ing to inefficient energy use. Specifically, the heat rejected by chillers through condenser circuits is frequently dis- carded into the environment without further utilization, while a parallel demand for thermal energy simultaneously exists at the enterprise. An additional factor influencing the energy consumption structure is the high requirement for reliability and redun- dancy. A shutdown of refrigeration or ventilation systems can lead to a violation of technological regulations, loss of product quality, or production downtime. Therefore, backup power sources, equipment redundancy, and multi- circuit energy supply systems are widely implemented at pharmaceutical enterprises. Under modern conditions of rising energy tariffs, tightening environmental requirements, and the necessity to reduce the carbon footprint, optimizing the energy consumption structure of such enterprises gains particular importance. The most promising directions include the integration of combined heating and cooling systems, the utilization of waste heat, the application of heat pumps, energy storage, and the implementation of intelligent management systems. Thus, pharmaceutical enterprises are characterized by a complex and continuous pattern of energy consumption, the existence of simultaneous demand for heat and cold, high requirements for the stability of internal environment parameters, and increased reliability demands. It is these specific characteristics that determine the feasibility of im- plementing integrated energy-efficient solutions, which are examined in the subsequent sections of this work. Waste Heat Recovery in Refrigeration Systems One of the most promising directions for improving the en- ergy efficiency of industrial enterprises is the utilization of secondary energy resources, particularly waste heat gener- ated during the operation of refrigeration and technologi- cal equipment. For pharmaceutical enterprises, this ap- proach is of particular significance, as refrigeration, ventilation, and air conditioning systems operate year- round and generate a stable thermal flux that, in most cases, remains unutilized. The primary source of waste heat in refrigeration systems is the condensers of compressor chillers, where the heat extracted from the cooled media, combined with the com- pressor work, is rejected to the environment. The temper- ature level of this thermal flux depends on the equipment type and the system operating mode, and typically falls within a range sufficient for subsequent utilization after an additional temperature lift. Recent practice demonstrates that the waste heat from re- frigeration plants can be effectively utilized to provide hot water supply, preheat intake air, provide technological heating, preheat water, and cover a portion of the space heating system load. Its implementation is most feasible in cases of simultaneous demand for cold and heat, which is highly characteristic of pharmaceutical manufacturing pro- cesses. An analysis of sources [1–4, 7, 28, 33] allows for the classi- fication of key resources for secondary utilization and the methods of their integration into the enterprise's thermal network. Classification of Secondary Energy Sources: − Among the technical solutions for heat recovery, the most common are: − direct utilization of condensation heat; − recovery via intermediate heat exchangers; − integration with heat pumps; − combined systems with thermal energy storage. Direct heat utilization is the simplest solution; however, it is limited by the temperature level of the source and the seasonality of demand. Significantly broader opportunities are offered by the application of heat pumps, which allow for raising the coolant temperature to the required level and ensuring a more flexible integration into existing heat supply systems. For pharmaceutical enterprises, a significant advantage of waste heat recovery is the ability to reduce the load on boiler equipment and decrease natural gas consumption without disrupting the technological stability of produc- tion. Since refrigeration systems at such facilities operate continuously or quasi-continuously, the source of second- ary heat is sufficiently stable and predictable. Specifically: − condensation heat from chillers: The most stable source, which in conventional schemes is dissipated into the atmosphere via cooling towers or air-cooled condensers. The utilization of this energy allows not only for obtaining "free" heat but also for reducing the thermal load on the environment [1, 5, 8, 21, 32]; − effluent water and ventilation emissions: Pharmaceuti- cal processes (sterilization, equipment washing) gener- ate substantial volumes of wastewater with tempera- tures of 30–50°C. Sources [3, 8, 15, 16] indicate high efficiency in utilizing these streams as a primary circuit for heat pumps; − geothermal potential: Utilizing groundwater or closed- loop boreholes as a heat sink or source allows for stabi- lizing the operation of air conditioning systems inde- pendently of seasonal fluctuations in ambient outdoor temperatures [8, 32, 33]. At the same time, the implementation of heat recovery sys- tems requires consideration of a number of technical fac- tors, including alignment of temperature profiles, load fluc- tuations, redundancy requirements, sanitary regulations, as well as integration with the enterprise's existing engi- neering networks. 400 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика Studies [2, 4, 6, 33] emphasize the transition from direct heat exchange to complex thermodynamic cycles. In partic- ular, the following are considered: − sorption technologies (Absorption and adsorption chill- ers): These allow for converting high-grade waste heat (for instance, from cogeneration units or technological steam) directly into cooling. This is critically important for enterprises with a surplus of thermal energy during the summer period [4, 6, 7, 10, 12, 14, 16, 19, 24]; − Organic Rankine Cycle (ORC): Utilizing low-grade heat to generate additional electricity. Although this solution may be redundant for the scale of an individual produc- tion workshop, on a plant-wide scale, it significantly in- creases the overall capacity utilization factor [4, 10]; − industrial symbiosis systems: Integration of refrigera- tion centers into a plant-wide 5th generation network, where the return water of the cooling system serves as an energy source for preheating intake air in cleanroom ventilation systems [8, 25, 33]. The standardization of heat recovery approaches allows not only for reducing natural gas consumption for hot wa- ter supply and space heating requirements but also for ex- tending the operational lifetime of refrigeration equipment by optimizing condensation temperature regimes. The conducted analysis of literature sources indicates that the utilization of waste heat allows for a reduction in the overall energy consumption of enterprises by 10–30%, de- pending on the system configuration, load structure, and automation level. The maximum effect is achieved in the case of a comprehensive combination of heat recovery with heat pumps and intelligent management systems. Thus, waste heat recovery is one of the fundamental direc- tions for modernizing the energy infrastructure of pharma- ceutical enterprises and establishes the framework for cre- ating integrated heating and cooling systems. Free Cooling Technologies One of the most accessible and economically viable direc- tions for improving the energy efficiency of refrigeration systems is the application of Free Cooling technology, which involves utilizing the low temperature of ambient outdoor air or other natural cold sources to cover a partial or full cooling load without the operation of compressor equipment. For pharmaceutical enterprises, this technology is of par- ticular significance, as the demand for cold for air condi- tioning, ventilation, technological cooling, and product storage persists throughout the entire year. During transi- tional and winter periods, ambient temperature conditions frequently allow for partially or completely meeting the cooling demand without the use of conventional chillers. The operating principle of Free Cooling consists of transfer- ring cold from the external environment to the internal cooling circuit via heat exchangers, dry coolers, cooling towers, or intermediate glycol loops [16, 23, 26, 27, 32]. Depending on the configuration, these systems are classi- fied according to the following types: Direct Free Cooling: Supplying outdoor air directly into the premises after filtration. Despite its high efficiency, this method is limited in pharmacy due to stringent require- ments for air purity and humidity (GMP standards) [23, 32]. Indirect Free Cooling: Utilizing an intermediate coolant (glycol loop) or air-to-air heat exchangers. This allows for separating the airflows and ensuring the sterility of zones while maintaining a high energy-saving effect [16, 23, 27, 32]. Adiabatic Free Cooling: Spraying water onto the air stream before the dry cooler heat exchanger, which allows for uti- lizing the Free Cooling mode even at ambient outdoor air temperatures that are 5–7°C higher than the standard tran- sition point [16, 21, 27]. Hybrid Schemes For pharmaceutical enterprises, the indirect or hybrid mode is the most feasible, as it ensures a high level of san- itary safety and parameter stability, while eliminating the risks of direct outdoor air exposure on clean production zones. The practical effect of implementing Free Cooling lies in a significant reduction of electricity consumption by com- pressor equipment during the cold season. According to lit- erature sources, depending on climatic conditions, system type, and the share of annual operating time in Free Cool- ing mode, electricity savings can range from 15 to 45% [16, 21, 23, 27]. Modern research focuses on the synergy of passive and ac- tive systems: - series hybridization: A mode in which free cooling pro- vides preliminary lowering of the coolant temperature, while the compressor chiller performs only the final sub- cooling to the setpoint. This radically increases the system's total Energy Efficiency Ratio (EER) [16, 33]. - hybrid Solar-Desiccant Cooling Systems (SDCS): Utilizing solar energy for the regeneration of air-drying adsorbents in combination with indirect evaporative cooling. Such schemes allow for precision humidity control, which is crit- ical for the manufacturing of solid dosage forms [6, 12, 33]. - integration with ground heat exchangers: Utilizing sta- ble ground temperatures for pre-cooling intake air in sum- mer and preheating it in winter, which mitigates peak loads on the grid [6, 8, 15, 25, 31, 32]. For the conditions of Ukraine, this technology is particularly promising due to the prolonged heating and transitional seasons, during which the ambient outdoor air tempera- ture remains below the level required for the operation of cooling systems for a significant portion of the time. An additional advantage of Free Cooling is the reduced load on chiller compressors, which extends the operational life- time of the equipment, decreases maintenance expendi- tures, and enhances overall system reliability. 401 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика At the same time, the effectiveness of Free Cooling de- pends on the correct choice of temperature profiles, hy- draulic schemes, automation systems, and alignment with existing refrigeration equipment. In the case of pharma- ceutical enterprises, it is also essential to consider require- ments for redundancy, operational continuity, and the ac- curacy of microclimate parameter maintenance. A promising direction is the integration of Free Cooling with automated control systems, which enable automatic switching of operating modes depending on ambient out- door air temperatures, current load, and economic opera- tional criteria. Thus, Free Cooling technology is one of the fastest-payback and technically viable measures for modernizing the refrig- eration systems of pharmaceutical enterprises, and can be considered a baseline stage for further comprehensive en- ergy modernization. Heat Pumps and Cascade Heat Utilization One of the most promising directions for decarbonization and improving the energy efficiency of industrial enter- prises is the utilization of heat pumps, which allow for con- verting low-grade heat from the environment or secondary energy resources into useful thermal energy with a high ef- ficiency ratio. For pharmaceutical enterprises, the application of heat pumps is particularly relevant due to the simultaneous presence of substantial demands for both thermal and cooling energy. At such facilities, sources of low-grade heat can include chiller condenser circuits, ventilation emis- sions, effluent water, technological streams, as well as am- bient outdoor air or soil. For pharmaceutical enterprises, water-to-water systems and cascade heat pump plants are the most promising, as they allow for utilizing stable internal sources of waste heat and ensuring more predictable operating regimes com- pared to air-source systems. Practical directions for the utilization of heat pumps at pharmaceutical enterprises include: − preparation of hot water for domestic and technologi- cal needs; − preheating of intake air in ventilation units; − covering a portion of the space heating system load; − heat recovery from refrigeration equipment; − simultaneous production of cold and heat in integrated systems. According to the results of published research, the applica- tion of heat pumps at industrial enterprises allows for re- ducing natural gas consumption by 20–60%, depending on the load structure, temperature profiles, and system inte- gration levels. The maximum effect is achieved in the pres- ence of a stable internal source of low-grade heat, which is characteristic of enterprises with a constant cooling load [3, 8, 15, 16, 21, 25, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33]. At the same time, the implementation of heat pumps re- quires consideration of a number of technical factors: heat source temperature, the required temperature level of the consumer, seasonal load variations, redundancy modes, and power supply parameters. For pharmaceutical enter- prises, requirements for operational continuity and the possibility of equipment duplication are of additional im- portance. Key Aspects of Heat Pump (HP) Application: − Stabilization of the Coefficient of Performance (COP): Utilizing the return water of cooling systems with a rel- atively stable temperature (15–25°C) as a source for the HP allows for maintaining a high and predictable COP (at the level of 4.5–6.0) regardless of the season. This is significantly more efficient than air-source HPs, the ef- ficiency of which drops at sub-zero temperatures [3, 15, 27, 28, 29, 31, 32, 33]; − High-Temperature Heat Pumps (HTHP): Sources [6, 23, 28, 32] describe the implementation of cascade schemes that allow for obtaining a coolant with a tem- perature of 80–90°C for hot water supply needs and preheating in ventilation systems. This minimizes the utilization of gas boilers, which represents a direct step toward production decarbonization; − Synchronous Generation (Trigeneration): Implementa- tion of a concept where a single plant simultaneously produces cold for technological lines and useful heat for administrative or auxiliary buildings. This approach al- lows for recovering up to 100% of condensation heat that was previously considered lost [1, 10, 14, 27, 28, 32]. A promising direction of development is the combination of heat pumps with Free Cooling systems, energy storage, and automated control. In this case, the heat pump plant becomes part of the integrated energy system of the enter- prise, which allows for optimizing energy expenditures and increasing operational flexibility. Thus, heat pumps represent one of the key technological solutions for modernizing the energy infrastructure of pharmaceutical enterprises and can deliver significant eco- nomic and environmental benefits, provided the correct choice of heat source and operating modes is made. Thermal and Cold Energy Storage One of the important directions for improving the effi- ciency of modern energy systems is the utilization of en- ergy storage technologies, which allow decoupling the pro- cesses of generation and consumption of thermal, cooling, or electrical energy over time. For industrial enterprises, this creates an opportunity for more flexible load manage- ment, a reduction in peak expenditures, and an increase in the reliability of energy supply. For pharmaceutical enterprises, the application of storage systems is particularly relevant due to the combination of round-the-clock cold consumption, variable demand for thermal energy, and high requirements for production 402 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика process continuity. Under such conditions, energy accumu- lation allows for compensating short-term load peaks, lev- eling the equipment operating profile, and mitigating the risks of technological disruptions. In combined heating and cooling systems, the most com- mon types of accumulation include [5, 10, 13, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 27, 30, 31, 32]: − thermal energy storage, implemented via hot water or coolant storage tanks; − cold energy storage, based on the accumulation of chilled water or ice; − phase-change materials (PCM) storage, which utilize the latent heat of fusion or crystallization of materials; − electrical energy storage, specifically battery systems for power redundancy and load balancing. Thermal energy storage units can be effectively utilized in conjunction with boiler plants or heat pumps, allowing for thermal energy production during periods of minimal tariff loads or the most efficient equipment operation, with sub- sequent utilization during hours of peak demand [28, 33]. Cold energy storage is particularly promising for pharma- ceutical enterprises, as a significant portion of the cooling load occurs during daytime hours. In this case, chillers can operate during the night period with lower electricity tar- iffs, accumulating cold that is subsequently utilized during the day. This allows for reducing the load on compressor equipment during peak electricity consumption hours. Special attention is drawn to phase-change materials (PCMs), which are characterized by high specific energy density and compactness. Such systems can be applied in warehouse premises, cold storage rooms, and ventilation units to stabilize temperature regimes. For pharmaceutical enterprises, an important advantage of storage systems is the enhancement of energy supply reli- ability. In the presence of a cold or heat reserve, the enter- prise gains additional response time in the event of an emergency equipment shutdown or short-term power sup- ply interruptions. At the same time, the implementation of energy storage systems requires consideration of capital expenditures, available space for equipment placement, thermal losses, load cycling, and integration with existing management systems. For pharmaceutical facilities, sanitary regulations and ensuring the stability of technological parameters are of additional importance. According to literature sources, the utilization of storage systems within integrated energy solutions allows for a re- duction in peak electrical loads by 10–25%, decreases en- ergy resource expenditures, and enhances the overall op- erational flexibility of the enterprise. Thus, energy storage systems represent an important ele- ment of modern combined heating and cooling complexes and can significantly improve the efficiency and resilience of the energy supply at pharmaceutical enterprises, particularly when combined with heat pumps and auto- mated control systems. The integration of storage units al- lows for a reduction in the installed capacity of the primary equipment (chillers) and provides a cold reserve in case of short-term power supply disruptions, which is critical for pharmaceutical product safety standards. Intelligent Control and Predictive Modeling (SCADA/MPC) A further increase in the energy efficiency of industrial en- terprises is associated not only with equipment moderniza- tion but also with the implementation of advanced auto- mated control systems that ensure the coordinated operation of all elements of the energy infrastructure. For pharmaceutical enterprises, where engineering systems operate continuously and must maintain strictly regulated microclimate parameters, the role of automation is partic- ularly critical. In conventional heating and cooling schemes, individual plants often operate autonomously without sufficient co- ordination. This can lead to the simultaneous production of redundant heat and cold, inefficient utilization of energy resources, frequent cycling of compressor equipment, and system operation in inefficient regimes. The utilization of modern control systems enables a transi- tion from the local regulation of individual units to the cen- tralized management of the enterprise's entire energy sys- tem. The most common solution is the application of SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) class systems, which provide data collection, dispatching, parameter ar- chiving, deviation alarming, and remote equipment control. In combined heating and cooling systems, SCADA allows for controlling the operation of chillers, pumping equipment, heat pumps, ventilation units, energy storage systems, and auxiliary engineering systems within a unified information environment. This provides the capability to align the oper- ating modes of individual subsystems depending on the current load, ambient outdoor air temperature, electricity tariffs, and technological needs of production. For pharmaceutical enterprises, an additional advantage of automated systems is the capability of continuous monitor- ing of critical microclimate parameters, product storage temperature regimes, pressure differentials in cleanrooms, and the operation of backup equipment. This is of major importance from the standpoint of compliance with GMP requirements, process validation, and ensuring the tracea- bility of operational regimes. A promising direction of development is the application of predictive and optimization control algorithms, particularly MPC (Model Predictive Control), which allow for consider- ing load variations, weather conditions, and energy re- source costs in advance. In this case, the system not only reacts to parameter changes but also establishes the most efficient operating mode proactively. An analysis of sources [3, 4, 8, 14, 15, 17, 25, 27, 29, 33] indicates a transition toward intelligent control strategies based on big data and real-time analytics. 403 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика The key directions of digitalization include: − Model Predictive Control (MPC): Unlike standard PID controllers, MPC utilizes a mathematical model of the system to predict its behavior. This allows for switching to Free Cooling mode or activating thermal storage units in advance, taking into account weather forecasts and production load schedules [21, 27]; − Integration with SCADA: Modern dispatch systems function as an "energy hub" that balances the electric- ity consumption of chillers and the heat production of heat pumps in real time. Sources [3, 4, 8, 32] emphasize that automation allows for achieving additional energy savings of up to 12–15% solely through the optimization of operating algorithms; − Machine Learning (ML) algorithms: The application of neural networks for anomaly detection in refrigeration cycles and predictive maintenance forecasting. This is critical for pharmacy, where a failure of the cooling sys- tem can result in the spoilage of high-value medical products [25]. The implementation of integrated automated control sys- tems can provide an additional reduction in energy con- sumption by 5–20% even without significant replacement of primary equipment, and when combined with modern- ized heat generation and refrigeration supply systems, this effect is even higher. An important contemporary tool is also the creation of dig- ital models or digital twins of the enterprise's energy sys- tems, which allow modeling operating modes, testing mod- ernization scenarios, and evaluating the impacts of changes without intervention into the actual technological process. At the same time, the implementation of automated con- trol systems requires a high-quality sensor infrastructure, reliable communication channels, cybersecurity, personnel training, and integration with the enterprise's existing sys- tems. Thus, automation, SCADA systems, and intelligent control algorithms represent a necessary element of the modern upgrade of combined heating and cooling systems at phar- maceutical enterprises. Their utilization allows not only for reducing energy consumption but also for ensuring the sta- bility of technological processes, enhancing equipment op- erational reliability, and establishing the foundation for the further digital transformation of enterprises. Despite a significant number of publications, a critical anal- ysis of 33 sources revealed a substantial scientific gap: - fragmentation of solutions: The majority of studies fo- cus on individual components (for instance, solely on PCM materials or exclusively on heat pump parameters) without proposing a holistic methodology for their coordination within a single industrial hub; - lack of applied methodologies for GMP: There is a gap between complex theoretical models and the require- ments of pharmaceutical regulations (temperature stabil- ity, system validation), which restrains the implementation of innovations at real enterprises; - economic dynamics: The issues of adapting systems to dynamic electricity markets, where the control algorithm must select the operating mode based on the current cost per kWh, are insufficiently addressed. Comparative Analysis of Modern Technologies for Enhanc- ing the Energy Efficiency of Pharmaceutical Enterprises To determine the most feasible directions for modernizing the combined heating and cooling systems of pharmaceu- tical enterprises, a comparative analysis was performed on the primary technological solutions examined in the previous sections. The evaluation was carried out based on the following criteria: energy-saving potential, capital expenditure level, complexity of integration into existing systems, payback period, technology readiness level (TRL), and suitability for application in the pharmaceutical indus- try. The obtained results are summarized in Table. Table. Comparative assessment of modern energy modernization technologies for pharmaceutical enterprises Technology Energy-saving po- tential Implementation complexity Capital expenditures (CAPEX) Main advantage for pharmaceuticals Free Cooling (indirect) 20–40% Medium Low/Medium High reliability, ease of validation Heat pumps (Heat Re- covery) 30–50%* High High Full replacement of gas heating for DHW Thermal storage sys- tems (PCM) 10–20% Medium Medium Peak shaving, cooling backup Sorption chillers 40–60%** Very high Very high Utilization of high-po- tential steam heat Intelligent control (MPC) 10–15% High Medium Optimization of complex hybrid schemes * Relative to the total expenditures on heat and cold. ** Subject to the availability of a low-cost thermal energy source. 404 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика The comparative analysis demonstrated that the most ver- satile solutions for pharmaceutical enterprises are waste heat recovery, Free Cooling, heat pumps, and automated control systems, as these specific technologies provide a combination of a high energy effect, an acceptable payback period, and the capability of integration into existing engi- neering systems without significant disruption to produc- tion processes. Free Cooling technology is characterized by one of the shortest payback periods and relatively low capital expend- itures, making it highly feasible as an initial stage of mod- ernization. Its implementation is especially effective for en- terprises with a constant cooling load and climatic conditions characteristic of Ukraine. Heat pumps and waste heat recovery systems provide a more significant long-term effect, particularly in the pres- ence of a stable internal source of low-grade heat. Such so- lutions allow for a substantial reduction in natural gas con- sumption and decrease the carbon footprint of the enterprise. SCADA and predictive control systems can be implemented either independently or in combination with other technol- ogies. Their defining feature is a relatively short payback period due to the optimization of the operating modes of existing equipment without large-scale reconstruction. Cogeneration, trigeneration, and digital twin technologies possess significant potential; however, they require higher investments, more complex integration, and a high level of technical training for personnel. Therefore, it is advisable to consider them primarily for large-scale enterprises or as a subsequent stage of comprehensive modernization. Thus, the choice of a specific direction for energy modern- ization must be carried out taking into account the enter- prise's energy consumption structure, the technical condi- tion of existing systems, financial capabilities, and production process continuity requirements. In most cases, a phased approach is most effective, where rapid-payback solutions are implemented first, while more capital-inten- sive technologies are realized during subsequent stages of modernization. Despite the significant technical potential of modern en- ergy-efficient solutions, their implementation at pharma- ceutical enterprises involves a number of specific features that distinguish this industry from most other industrial sectors. This is driven by high requirements for product quality, production process continuity, regulated microcli- mate parameters, and the necessity of strict compliance with industry regulations. One of the key specific features is the necessity of main- taining stable temperature and humidity conditions in pro- duction premises, laboratories, sterile zones, warehouse complexes, and cold storage rooms. For specific technolog- ical processes, even minor parameter deviations can affect product quality, control results, or storage conditions for raw materials and finished medicinal products. In this regard, any modifications to combined heating and cooling systems must be executed without the risk of disrupting technological regimes. An important factor is the requirements of GMP (Good Manufacturing Practice) standards, which stipulate the controllability, traceability, and validation of engineering systems that influence the manufacturing environment. This means that the modernization of ventilation, air con- ditioning, heat supply, or refrigeration systems frequently requires not only technical retrofitting but also requalifica- tion of equipment, as well as updating control procedures and documentation support. A substantial constraint is also the requirement for high en- ergy supply reliability. A shutdown of chillers, ventilation units, or microclimate maintenance systems can lead to product defects, production line downtime, or the loss of product storage conditions. For this reason, equipment re- dundancy, duplication of pump groups, the presence of an emergency power supply, and a multi-level alarm system are critically important at pharmaceutical enterprises. The organizational aspect of modernization plays a distinct role. The execution of energy efficiency measures at an op- erating pharmaceutical enterprise is often complicated by the necessity of performing installation works without stopping the primary production or within short technolog- ical windows. This requires a phased implementation of so- lutions and high coordination between technical services and production departments. The economic evaluation of projects in the pharmaceutical industry also has its specific features. Unlike many other enterprises, an important criterion here is not only the pay- back period but also the impact of modernization on pro- duction stability, the mitigation of downtime risks, the im- provement of product storage conditions, and the enhancement of compliance with international standards. In this regard, technologies that can be integrated transla- tionally and in phases without substantial intervention into production processes are the most feasible. Such solutions include Free Cooling systems, waste heat recovery, mod- ernization of automation systems, the implementation of heat pumps in a parallel operating mode with existing heat sources, as well as the utilization of energy storage sys- tems. Practice demonstrates that the most successful projects are those implemented on the basis of a comprehensive energy audit of the enterprise with a phased modernization roadmap. This approach allows for combining short-term measures with a rapid payback and long-term strategic so- lutions aimed at deep decarbonization and digital transfor- mation. Thus, the implementation of energy-efficient technologies in the pharmaceutical industry requires not only technical viability but also the consideration of product quality re- quirements, production continuity, regulatory compliance, and risk management. A comprehensive approach is 405 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика precisely the determining factor for the successful modern- ization of enterprises of this profile. Prospects for Further Research A systematic analysis of contemporary scientific literature allows for stating a fundamental paradigm shift in the field of industrial refrigeration supply: from the search for iso- lated high-efficiency units toward the creation of complex multi-energy ecosystems. The conducted analysis has enabled the classification of the examined solutions according to their degree of practical availability and economic feasibility: - Highest priority for implementation: Hybrid free cooling systems with adiabatic support (papers No. 26, 27) and thermal energy storage systems (papers No. 20, 23). These technologies demonstrate a stable technology readiness level (TRL) and a direct economic impact in the form of a 20–30% reduction in OPEX. - Medium-term perspective: Implementation of model predictive control (MPC) algorithms and digital twins (pa- pers No. 17, 23). Although they provide an additional en- ergy saving of up to 10%, their implementation is con- strained by the complexity of integration into existing BMS/SCADA systems. - Theoretical and strategic level: Concepts of Small Mod- ular Reactors (SMR, paper No. 24) and hydrogen storage systems (paper No. 19). At this stage, they remain objects of mathematical modeling due to high regulatory barriers and capital intensity. The conducted analysis of modern technologies for en- hancing the energy efficiency of pharmaceutical enter- prises demonstrated that recent years have witnessed the active development of solutions in the fields of waste heat recovery, the utilization of heat pumps, Free Cooling, en- ergy storage systems, and the digital management of en- ergy processes. At the same time, a number of scientific and practical issues remain insufficiently explored, which restrain the wide implementation of such solutions under industrial conditions. One of the primary gaps is the limited number of works dedicated specifically to pharmaceutical enterprises. A sig- nificant share of published research concerns office build- ings, data centers, the residential sector, or general indus- trial facilities, whereas pharmaceutical manufacturing is characterized by specific requirements for microclimate, room cleanliness, equipment redundancy, and production process continuity. This complicates the direct transfer of obtained results to enterprises of this profile. The integration of heat supply, refrigeration supply, and ventilation systems into a unified energy complex remains insufficiently studied. In practice, these systems are fre- quently designed and operated separately, leading to a loss of internal energy balancing potential. Future research re- quires methods for synchronizing the operation of heat pumps, chillers, energy storage units, and ventilation plants under variable load conditions. A distinct promising direction is the development of predic- tive energy consumption management models for enter- prises using artificial intelligence algorithms and Model Predictive Control (MPC). Such systems can account for weather conditions, production schedules, electricity tar- iffs, and the technical condition of equipment, establishing optimal operating regimes in real time. However, for the pharmaceutical industry, such solutions are currently pre- sented to a limited extent. The economic efficiency of comprehensive enterprise mod- ernization also remains insufficiently explored. In most cases, individual technologies are considered separately, whereas the combined application of heat pumps, Free Cooling, storage systems, and digital control can provide a synergistic effect. Future research requires the creation of life-cycle models for such systems, taking into account cap- ital expenditures, operational expenditures, downtime risks, and environmental effects. For the countries of Central and Eastern Europe, particu- larly Ukraine, the adaptation of modern energy-efficient technologies to conditions of unstable power supply, high depreciation of engineering infrastructure, and limited in- vestment resources is highly relevant. In this context, solu- tions that can be implemented in phases and ensure rapid economic results are of particular significance. The utilization of digital twins of enterprises represents a promising direction, allowing for the creation of virtual models of energy systems to test modernization scenarios without intervening in actual production processes. The combination of digital twins, SCADA systems, and intelli- gent data analysis can form the foundation for a new gen- eration of energy-efficient pharmaceutical enterprises. Thus, further research should be directed toward creating integrated models of energy systems for pharmaceutical enterprises, evaluating combined technological solutions, developing adaptive control algorithms, and forming prac- tical roadmaps for decarbonization of the industry. This work has performed an analysis of modern technolog- ical solutions aimed at enhancing the energy efficiency of pharmaceutical enterprises, specifically waste heat recov- ery systems, Free Cooling, heat pumps, energy storage, and automated energy consumption management. CONCLUSIONS 1. It has been established that pharmaceutical enterprises are characterized by a complex energy consumption structure that combines substantial demands for thermal and cooling energy, continuous operation of engineering systems, and increased requirements for the stability of microclimate parameters in accordance with GMP standards. 2. It has been shown that one of the most accessible internal energy-saving reserves is the utilization of waste heat from refrigeration equipment, ventilation systems, and other technological processes. Its 406 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика recovery allows for reducing the load on conventional heat sources and decreasing fossil fuel consumption. 3. It has been determined that Free Cooling technology represents an effective solution for enterprises with a constant cooling load and can ensure a significant reduction in the electricity consumption of compressor equipment, particularly under the climatic conditions of Ukraine. 4. It has been substantiated that heat pumps are one of the key tools for the decarbonization of pharmaceutical enterprises, as they allow for utilizing low-grade heat sources and integrating heat and cold generation systems into a unified energy complex. 5. It has been demonstrated that the application of energy storage systems enhances the operational flexibility of the enterprise, reduces peak loads, and improves the reliability of the energy supply, which is critical for continuous production processes. 6. It has been established that automation systems, SCADA, and predictive control algorithms provide an additional energy-saving effect by optimizing equipment operating modes and coordinating the interaction between individual energy subsystems. 7. It has been shown that the most effective approach for the pharmaceutical industry is not the implementation of isolated technologies, but rather a comprehensive, phased modernization that takes into account the technical, economic, and regulatory specifics of the enterprise. 8. Promising directions for further development include the creation of digital twins of the enterprise's energy systems, the utilization of artificial intelligence for load management, and the formation of roadmaps for the decarbonization of the pharmaceutical industry. The obtained results can be utilized as an analytical foun- dation for developing energy modernization programs for pharmaceutical enterprises, selecting priority technologi- cal solutions, and planning the long-term transition to low- carbon production models. REFERENCES 1. Fenglei Li, Peifeng Cai, Jing Wang, Chengjun Zhang. Machine learning-driven optimization of an integrated renewable energy system for power, water, and cool- ing with CO2 capture. Energy, Volume 343, 15 January 2026, 139783 https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139783 2. Sumit Kumar Singh, Dibakar Rakshit, K Ravi Ku- mar, Anurag Agarwal. Recent advancements and sus- tainable solutions in adsorption-based cooling systems integrated with renewable energy sources and indus- trial waste heat. Cleaner Engineering and Technology. Volume 23, December 2024, 100827 https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100827 3. Ehsanolah Assareh, Ali Dejdar, Ali Ershadi, Ma- soud Jafarian, Mohammadhossein Mansouri, Amir Salek Roshani, Ehsan Azish, Ehsan Saedpanah, Moon- yong Lee. Techno-economic analysis of combined cool- ing, heating, and power (CCHP) system integrated with multiple renewable energy sources and energy storage units. Energy and Buildings. Volume 278, 1 January 2023, 112618 https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112618 4. Muhammad Riaz, Sadiq Ahmad, Muhammad Naeem. Joint energy management and trading among renewa- ble integrated microgrids for combined cooling, heat- ing, and power systems. Journal of Building Engineer- ing. Volume 75, 15 September 2023, 106921 https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106921 5. Sabina Rosiek, Manuel S. Romero-Cano, Antonio M. Puertas, Francisco J. Batlles. Industrial food cham- ber cooling and power system integrated with renewa- ble energy as an example of power grid sustainability improvement. Renewable Energy. Volume 138, August 2019, Pages 697-708 https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.010 6. Saeed Rayegan, Shahrooz Motaghian, Ghassem Hei- darinejad, Hadi Pasdarshahri, Pouria Ahmadi. Dynamic simulation and multi-objective optimization of a solar- assisted desiccant cooling system integrated with ground source renewable energy. Applied Thermal En- gineering. Volume 173, 5 June 2020, 115210 https://doi.org/10.1016/j.ap- plthermaleng.2020.115210 7. Jamil AlAsfar, Mahmoud Irshidat, Mohammad Mus- tafa. Review of advancing hybrid renewable energy systems: The strategic role of solar cooling and multi- source integration in arid climates. Results in Engineer- ing. Volume 29, March 2026, 109281 https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109281 8. Alaa Almahmoudi, Mohamed.M. Awad, Mohamed, S. Salem, Osama Abdelrehim, Mohamed Almanzalawy. Urban heat transitions: Renewable integration, digital system optimization, and life-cycle perspectives for fifth-generation district heating and cooling systems. Unconventional Resources. Volume 12, July 2026, 100377 https://doi.org/10.1016/j.uncres.2026.100377 9. Mingyue He, Ning Liu, Guofang Kong. Performance evaluation of an SOFC-ICE hybrid system with pre- compressor cooling and dual-fuel injection for en- hanced efficiency in renewable energy applications. Renewable Energy. Volume 255, 15 December 2025, 123801 https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123801 10. Mohamad Ayoub, Ibrahim Dincer. Energy and exergy analyses of an integrated thermal system with com- pressed air energy storage and carbon capture for power, cooling and domestic hot water applications. https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/343/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139783 https://www.sciencedirect.com/author/8261623100/dibakar-rakshit https://www.sciencedirect.com/journal/cleaner-engineering-and-technology https://www.sciencedirect.com/journal/cleaner-engineering-and-technology/vol/23/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100827 https://www.sciencedirect.com/author/35145449000/ehsanolah-assareh https://www.sciencedirect.com/author/56967110700/moonyong-lee https://www.sciencedirect.com/author/56967110700/moonyong-lee https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings/vol/278/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112618 https://www.sciencedirect.com/author/57384870000/muhammad-waqas-naeem https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-building-engineering/vol/75/suppl/C https://www.sciencedirect.com/author/7004128020/antonio-m-puertas https://www.sciencedirect.com/author/7004128020/antonio-m-puertas https://www.sciencedirect.com/author/6602731047/f-j-batlles https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/138/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.010 https://www.sciencedirect.com/author/23091139800/ghassem-h-heidarinejad https://www.sciencedirect.com/author/23091139800/ghassem-h-heidarinejad https://www.sciencedirect.com/author/23569183500/pouria-ahmadi https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/173/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115210 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115210 https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109281 https://www.sciencedirect.com/journal/unconventional-resources https://www.sciencedirect.com/journal/unconventional-resources/vol/12/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.uncres.2026.100377 https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/255/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123801 407 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика Thermal Science and Engineering Progress. Volume 72, April 2026, 104586 https://doi.org/10.1016/j.tsep.2026.104586 11. R Pandiyan, Praveen Kumar G. Sky radiative cooling: A comprehensive review of material innovations, spec- tral engineering and sustainable applications for re- newable energy systems. Results in Engineering. Vol- ume 29, March 2026, 109508 https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109508 12. Ghulam Qadir Chaudhary, Zhongtao Hu, Suoying He, Muzaffar Ali, Sibghat Ullah, Muhammad Waheed Azam, Muhammad Usman, Ning Qin, Ming Gao. Analy- sis of building-integrated solar desiccant air cooling systems considering the dynamic sensible and latent cooling loads. International Journal of Refrigeration. Volume 181, January 2026, Pages 111-125 https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2025.10.007 13. Ziren Wang, Wei Li, Yuyuan Zhang. Two-tier optimal scheduling of integrated energy systems in parks con- sidering P2G-CCS-CHP coupling and electricity-gas- heat-cooling price-demand response. Energy. Volume 338, 30 November 2025, 138803 https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138803 14. Qiushi Wang, Liqi- ang Duan, Chaoyun Yang, Haozeng Zhao, Luyao Liu, Ha nfei Zhang, Nan Zheng, Xingqi Ding. Comprehensive sustainability assessment and emergy analysis of a combined cooling, heating and power system inte- grated with high-temperature solar thermochemical complementation and low-temperature solar thermal collection processes. Renewable Energy. Volume 261, 1 April 2026, 125212 https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125212 15. Xudong Ma, Yanjun Du, Xiaoqiong Li, Peng Wang, Yuting Wu, Shunan Li, Yu Li, Youdong Wang. Multi-en- ergy complementary heat pumps for low-carbon inte- grated cooling, heating, and water supply in districts: case study of a school campus. Applied Thermal Engi- neering. Volume 290, Part 2, April 2026, 130030 https://doi.org/10.1016/j.ap- plthermaleng.2026.130030 16. Philipp Mascherbauer, Lukas Kranzl, Aadit Malla, Si- mon Pezzutto, Philippe Riviere. How renewable cool- ing will affect RES target achievement in EU member states under different scenarios by 2030. Renewable Energy. Volume 256, Part I, 1 January 2026, 124709 https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124709 17. Nanjiang Dong, Tao Zhang, Rui Wang. Multi-objective evolutionary algorithm with two-tier fully-connected weight network for day-ahead scheduling of inte- grated cooling, heating and power energy systems. En- ergy. Volume 347, 15 March 2026, 140147 https://doi.org/10.1016/j.energy.2026.140147 18. Yangda Wan, Tinghui Xue, Zhifeng Huang, Xin Cui, Dan Huang, Kian Jon Chua. Energy, economic and environmental assessment of a photovoltaic-driven dew-point evaporative cooling system. Applied Ther- mal Engineering. Volume 289, Part 2, March 2026, 129799 https://doi.org/10.1016/j.ap- plthermaleng.2026.129799 19. Pouya Faghih Abdollahi, Vajihe Davoodi, Ehsan Amiri Rad. Investigation and comparison of two sce- narios of energy systems using compressed air and hy- drogen energy storage systems to provide cooling, heating, and electricity load of the building with 4E analysis (energy, exergy, environmental, and eco- nomic). Energy and Buildings. Volume 361, 15 June 2026, 117342 https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2026.117342 20. Wei Dai, Wenjiao Xia, Bo Li, HuiHwang Goh, Zhijie Zhang, Fangjun Wen, Chunyang Ding. Increase the in- tegration of renewable energy using flexibility of source-network-load-storage in district cooling system. Journal of Cleaner Production. Volume 441, 15 Febru- ary 2024, 140682 https://doi.org/10.1016/j.jcle- pro.2024.140682 21. Seyed Amirmahdi Hosseini, Rouhollah Ah- madi, Amir Rahmani. Integrated gas heat pump (GHP) system for residential complexes: modeling cooling, hot water, and electricity generation. Energy Conver- sion and Management: X. Volume 29, January 2026, 101477 https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101477 22. Zhifeng Huang, Xusheng Wang, WeiDong Chen, Md Raisul Islam, Kian Jon Chua. Empowering deep urban decarbonization through smart and renewable district cooling. Sustainable Cities and Society. Volume 129, 1 July 2025, 106488 https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106488 23. Ke Xiang, Zhiyong Tian, Ling Ma, Xinyu Chen, Yong- qiang Luo, Yafeng Gao, Jianhua Fan, Qian Wang. Opti- mization of a free cooling system integrated with cold thermal energy storage in data center based on model predictive control. Energy. Volume 336, 1 November 2025, 138389 https://doi.org/10.1016/j.en- ergy.2025.138389 24. Hussein Abdulkareem Saleh Abushamah, Radek Skoda. Economics of Small Modular reactors for district cool- ing systems integrated with thermal storage and Ka- lina Cycle power generation. Energy Conversion and Management: X. Volume 30, May 2026, 101694 https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2026.101694 25. F. Calise, F.L. Cappiello, L. Cimmino, F.P. Cuomo, M. Vi- cidomini. A 5th generation district heating cooling net- work integrated with a phase change material thermal energy storage: A dynamic thermoeconomic analysis. Applied Energy. Volume 389, 1 July 2025, 125688 https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125688 26. Ke Xiang, Zhiyong Tian, Chaohui Zhou, Yong- qiang Luo, Wentao Wu, Jianhua Fan, Mahdi Deymi- Dashtebayaz. Performance analysis and optimization https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress/vol/72/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/thermal-science-and-engineering-progress/vol/72/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.tsep.2026.104586 https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering/vol/29/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/results-in-engineering/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109508 https://www.sciencedirect.com/author/55588207800/suoying-he https://www.sciencedirect.com/author/35365953200/muzaffar-ali https://www.sciencedirect.com/author/56844860100/muhammad-usman https://www.sciencedirect.com/author/36617409300/ming-gao https://www.sciencedirect.com/journal/international-journal-of-refrigeration https://www.sciencedirect.com/journal/international-journal-of-refrigeration/vol/181/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2025.10.007 https://www.sciencedirect.com/author/56178782600/wei-li https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/338/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/338/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138803 https://www.sciencedirect.com/author/7201932873/liqiang-duan https://www.sciencedirect.com/author/7201932873/liqiang-duan https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/261/suppl/C https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/261/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.125212 https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/290/part/P2 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.130030 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.130030 https://www.sciencedirect.com/author/14066234400/lukas-kranzl https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-energy/vol/256/part/PI https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124709 https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/347/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2026.140147 https://www.sciencedirect.com/author/57204973602/xin-cui https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/289/part/P2 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.129799 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.129799 https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings https://www.sciencedirect.com/journal/energy-and-buildings/vol/361/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2026.117342 https://www.sciencedirect.com/author/57201032599/wei-dai https://www.sciencedirect.com/author/24075809200/hui-hwang-goh https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-cleaner-production https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-cleaner-production/vol/441/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.140682 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.140682 https://www.sciencedirect.com/author/7005413376/rouhollah-ahmadi https://www.sciencedirect.com/author/7005413376/rouhollah-ahmadi https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x/vol/29/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101477 https://www.sciencedirect.com/author/7005955342/muhammad-raisul-islam https://www.sciencedirect.com/author/7005955342/muhammad-raisul-islam https://www.sciencedirect.com/journal/sustainable-cities-and-society https://www.sciencedirect.com/journal/sustainable-cities-and-society/vol/129/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106488 https://www.sciencedirect.com/author/57782119600/ling-ma https://www.sciencedirect.com/author/37068460300/xinyu-chen https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/21833804100/jianhua-fan https://www.sciencedirect.com/journal/energy https://www.sciencedirect.com/journal/energy/vol/336/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138389 https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138389 https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x https://www.sciencedirect.com/journal/energy-conversion-and-management-x/vol/30/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2026.101694 https://www.sciencedirect.com/author/14010425600/francesco-calise https://www.sciencedirect.com/author/57208254402/francesco-liberato-cappiello https://www.sciencedirect.com/author/56451165400/maria-vicidomini https://www.sciencedirect.com/author/56451165400/maria-vicidomini https://www.sciencedirect.com/journal/applied-energy https://www.sciencedirect.com/journal/applied-energy/vol/389/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125688 https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/56424327900/yongqiang-luo https://www.sciencedirect.com/author/21833804100/jianhua-fan 408 Відновлювана енергетика. № 2/2026 \| Геотермальна енергетика of a hybrid mechanical and free cooling system with cold water storage for a data center. Applied Thermal Engineering. Volume 267, 15 May 2025, 125831 https://doi.org/10.1016/j.ap- plthermaleng.2025.125831 27. Mohamad Hnayno, Ali Chehade, Henryk Klaba, Guil- laume Polidori, Chadi Maalouf. Experimental investiga- tion of an optimized indirect free cooling system in- cluding a dry cooler equipped with evaporative cooling pads for data center. Energy Reports. Volume 9, Sup- plement 12, November 2023, Pages 460-469 https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.12.005 28. Dolinsky, A. A., & Draganov, B. Kh. (2008). Heat Pumps in Building Heat Supply Systems. Industrial Heat Engi- neering. 2008, Vol. 30, No. 6, pp. 71–83.. Available at: https://nasplib.isofts.kiev.ua/han- dle/123456789/61202 29. Sniezhkin, Yu. F. (2023). Heat pumps in drying pro- cesses. Problems of Energy Efficiency and Quality in the Processes of Drying Food Raw Materials: Abstracts of the All-Ukrainian Scientific and Practical Conference, June 8, 2023, Kharkiv: DBTUn, 53-54. Available at: https://repo.btu.kharkov.ua//han- dle/123456789/36759 30. Zurian, O. V. (2023). Integrated use of underground heat storage, heat pump system and solar collectors. Visnyk Kremenchutskoho natsionalnoho universytetu imeni Mykhaila Ostrohradskoho [Herald of Kremen- chuk Mykhailo Ostrohradskyi National University], 5(142), 94-102. https://doi.org/10.32782/1995- 0519.2023.5.11 31. Morozov, Yu. P., Barylo, A. A., Chalaiev, D. M., & Do- brovolskyi, M. P. (2019). Energy efficiency of using the first from the surface aquifers for heating and cooling supply. Vidnovliuvana Enerhetyka [Renewable Energy], 2, 70-78. https://doi.org/10.36296/1819- 8058.2019.2(57).70-78 32. Zurian, O. V., & Barylo, A. A. (2022). Influence of the natural temperature regime of the upper ground lay- ers on the efficiency of the hydrothermal heat pump system. Journal of Geology, Geography and Geoecol- ogy, 31(3), 575-584. https://doi.org/10.15421/112254 33. Babak, V., Nikitin, Ye., & Teslenko, O. (2024). A holistic approach to the systemic transformation of electric power industry, district heating and municipal infra- structure. System Research in Energy, 4(80), 6-25. https://doi.org/10.15407/srenergy2024.04.006 https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering https://www.sciencedirect.com/journal/applied-thermal-engineering/vol/267/suppl/C https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125831 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125831 https://www.sciencedirect.com/author/7006131236/g-polidori https://www.sciencedirect.com/author/7006131236/g-polidori https://www.sciencedirect.com/author/36098128700/chadi-maalouf https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports/vol/9/suppl/S12 https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports/vol/9/suppl/S12 https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.12.005 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61202 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61202 https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/36759 https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/36759 https://doi.org/10.32782/1995-0519.2023.5.11 https://doi.org/10.32782/1995-0519.2023.5.11 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78 https://doi.org/10.15421/112254 https://doi.org/10.15407/srenergy2024.04.006
id	veorgua-article-643
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-10T01:01:04Z
publishDate	2026
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/37/53c707f36222472cec500f394f41a137.pdf
spelling	veorgua-article-6432026-07-09T12:14:07Z MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОТИ І СИСТЕМ ХОЛОДОПОСТАЧАННЯ ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВ: ОГЛЯД ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ Perepelytsia , I. Zurian , O. renewable energy, FreeCooling, heat pump, refrigeration machine, heat recovery. Free Cooling, тепловий насос, тригенерація, термічні накопичувачі, енергоефективність, фармацевтична промисловість, SCADA, декарбонізація. The article presents a systematic review of modern technological solutions aimed at improving the energy efficiency of pharmaceutical enterprises, which are characterized by high consumption of thermal and cooling energy, continuous operation of engineering systems, and strict requirements for maintaining stable indoor climate parameters in accordance with GMP standards. The purpose of the study is to analyze current approaches to modernization of heating and cooling systems at pharmaceutical facilities, assess their practical applicability, and identify promising directions for further development of the sector.&nbsp; The literature review was based on publications indexed in international scientific databases, industry technical sources, and recent applied studies. A comparative analysis was carried out for the following technologies: waste heat recovery, Free Cooling, heat pumps, energy storage systems, SCADA-based control systems, and predictive energy management solutions.&nbsp; It was shown that refrigeration heat recovery systems and integration of heat pumps have significant energy-saving potential, as they enable the use of secondary energy resources to cover heating demand. The study found that Free Cooling is one of the fastest-payback solutions for enterprises with permanent cooling loads. The feasibility of energy storage systems for reducing peak loads and improving reliability of energy supply was substantiated. It was also demonstrated that implementing SCADA systems and intelligent control algorithms provides additional reduction of energy consumption through optimization of equipment operating modes.&nbsp; The results of the study indicate that the most effective approach for the pharmaceutical industry is a comprehensive step-by-step modernization of energy infrastructure, combining technical, digital, and organizational solutions. The obtained findings may be used in the development of decarbonization programs and energy efficiency improvement strategies for pharmaceutical enterprises.&nbsp; &nbsp; У статті виконано систематизований огляд сучасних технологічних рішень, спрямованих на підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств, які характеризуються значним рівнем споживання теплової та холодильної енергії, безперервним режимом роботи інженерних систем і високими вимогами до стабільності параметрів мікроклімату відповідно до стандартів GMP. Метою роботи є аналіз сучасних підходів до модернізації систем теплохолодопостачання фармацевтичних виробництв, оцінка можливостей їх практичного застосування та визначення перспективних напрямів розвитку галузі.&nbsp; Огляд джерел літератури виконано на основі публікацій міжнародних наукометричних баз даних, галузевих технічних матеріалів та сучасних прикладних досліджень. Проведено порівняльний аналіз технологій утилізації скидної теплоти, Free Cooling, теплових насосів, систем акумулювання енергії, SCADA-керування та прогнозного регулювання енергоспоживання.&nbsp; Показано, що значний потенціал енергозбереження мають системи рекуперації теплоти холодильного обладнання та інтеграція теплових насосів, які дають змогу використовувати вторинні енергетичні ресурси для покриття потреб у теплопостачанні. Встановлено, що технологія Free Cooling є одним з найбільш швидкоокупних рішень для підприємств з постійним холодильним навантаженням. Обґрунтовано доцільність використання систем акумулювання енергії для зменшення пікових навантажень та підвищення надійності енергозабезпечення. Показано, що впровадження SCADA-систем і алгоритмів інтелектуального керування забезпечує додаткове зниження енергоспоживання за рахунок оптимізації режимів роботи обладнання.&nbsp; За результатами дослідження встановлено, що найефективнішим підходом для фармацевтичної галузі є комплексна поетапна модернізація енергетичної інфраструктури з поєднанням технічних, цифрових та організаційних рішень. Отримані результати можуть бути використані під час розроблення програм декарбонізації та підвищення енергоефективності фармацевтичних підприємств.&nbsp; &nbsp; Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2026-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/643 10.36296/1819-8058.2026.2(85).385-408 Vidnovluvana energetika ; No. 2(85) (2026): Scientific and applied Journal renewable energy ; 385-408 Возобновляемая энергетика; № 2(85) (2026): Scientific and applied Journal renewable energy ; 385-408 Відновлювана енергетика; № 2(85) (2026): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 385-408 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2026.2(85) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/643/552 Copyright (c) 2026 Vidnovluvana energetika
spellingShingle	renewable energy FreeCooling heat pump refrigeration machine heat recovery. Perepelytsia , I. Zurian , O. MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title	MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title_alt	СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОТИ І СИСТЕМ ХОЛОДОПОСТАЧАННЯ ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВ: ОГЛЯД ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ
title_full	MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title_fullStr	MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title_full_unstemmed	MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title_short	MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION
title_sort	modern heat recovery and cooling technologies for pharmaceutical enterprises: review and prospects for implementation
topic	renewable energy FreeCooling heat pump refrigeration machine heat recovery.
topic_facet	renewable energy FreeCooling heat pump refrigeration machine heat recovery. Free Cooling тепловий насос тригенерація термічні накопичувачі енергоефективність фармацевтична промисловість SCADA декарбонізація.
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/643
work_keys_str_mv	AT perepelytsiai modernheatrecoveryandcoolingtechnologiesforpharmaceuticalenterprisesreviewandprospectsforimplementation AT zuriano modernheatrecoveryandcoolingtechnologiesforpharmaceuticalenterprisesreviewandprospectsforimplementation AT perepelytsiai sučasnítehnologííutilízacííteplotiísistemholodopostačannâfarmacevtičnihpídpriêmstvoglâdtaperspektivivprovadžennâ AT zuriano sučasnítehnologííutilízacííteplotiísistemholodopostačannâfarmacevtičnihpídpriêmstvoglâdtaperspektivivprovadžennâ

MODERN HEAT RECOVERY AND COOLING TECHNOLOGIES FOR PHARMACEUTICAL ENTERPRISES: REVIEW AND PROSPECTS FOR IMPLEMENTATION

Institution

Similar Items