SV IIR potenciál spolupráce medzi VVVTZ a výrobnými podnikmi

 

Podľa záverov zo zasadnutia SV IIR 20.10.2021 

Pracoviská VVVT základne a výrobné podniky, ktoré spolupracujú s SV IIR k prehĺbeniu potenciálu spolupráce vyplnili dotazníky informačné listy na odkaze https://szchkt.org/a/docs/news/813/show. Členovia SV IIR môžu stále tento odkaz na informačné listy distribuovať potencionálnym záujemcom.

 

Výsledky prieskumu 7 VVVTZ 

  1. SZ CHKT - Slovenský zväz pre chladenie, klimatizáciu a tepelné čerpadlá
  2. Strojnícka fakulta STU, Ústav en. strojov a zar., odd. Chladiacej a klimatizačnej techniky
  3. Centrum fyziky nízkych teplôt UPJŠ a ÚEF SAV v Košíciach v Košiciach
  4. Stavebná fakulta Technickej univerzity v Košiciach
  5. Fiving, s.r.o. Liptovský Mikuláš
  6. Katedra energetickej techniky, Žilinská univerzita v Žiline
  7. Strojnícka fakulta STU Ústav energ strojov a zar

Námety na využitie opísaného potenciálu

VVTS UPJŠ Košice

Netradičné riešenia a systémy súvisiace s prenosom tepla a chladu. Systémy na premenu tepla na chlad - najmä tepiel solárnych a odpadných, ochrana budov pred nežiadúcim teplom a systémy ne-strojného chladenia a akumulácie chladu a tepla.

  1. Ponuka kryogenných kvapalín (kvapalný dusík a hélium),
  2. Vývoj zaradení na získavanie nízkych a veľmi nízkych teplôt
  3. Vývoj teplomerov pre oblasť od 1 mK do 400 K
  4. Vývoj nových nekonvenčných multifunkčných materiálov
  5. a ich komplexný výskum v externých podmienkach:
  6. ultra nízke teploty do 1 mK;
  7. vysoké tlaky do 1 megabaru;
  8. silné magnetické polia do 18 T;
  9. redukovaná dimenzia na úroveň jednotlivých atómov.
  10. Kvantové technológie
  11. Nanomagnetizmus a nanosupravodivosť

VVVTZ TU v Košiciach, STU SjF v Bratislave, SZ CHKT Šamorín

  1. Testovanie a optimalizácia zariadení na výrobu tepla a chladu (tepelné čerpadlá, vykurovacie a chladiace jednotky, VZT zariadenia) v klimatizovaných komorách s rozsahom teplôt od -50° až po +120°C, vrátane riadenia vlhkosti v komore.
  2. Testovanie a optimalizácia prvkov na distribúciu tepla kvapalinami, vzduchom
  3. Testovanie a optimalizácia prvkov na akumuláciu tepla tepla a chladu
  4. Rôzne druhy skúšok napäťových odolností materiálov malorozmerových aj veľkorozmerových prvkov (ťah, tlak, životnosť, ...)
  5. Technológie pre energetické využitie biomasy
    • Výroba bioplynu z drevnej hmoty a biomateriálu
    • Výskum spaľovacích procesov bioplynu
    • Výroba elektrickej energie z bioplynu energie kogeneráciou
  6. Technológie pre využitie vodíka ako alternatívneho paliva budúcnosti.
    • Výroba vodíka elektrolýzou vody
    • Palivové články a využitie vodíka na pohon zariadení (auto na vodík)
  7. Získavanie a využívanie slnečnej energie
    • Slnečné kolektory teplovodné, vzduchové, fotovoltické výskum a vývoj
  8. Optimalizácia využitia geotermálnych zdrojov z malých a veľkých hĺbok.
    • Výskum geofyziky podložia pre energetické účely
  9. Selektované materiály a technológie pre obnoviteľné zdroje energií.
  10. Vodíkové batérie ako alternatívny zdroj energií
    • Výskum uskladňovanie vodíka pri nízkych tlakoch a teplotách
  11. Výskum a vývoj účinných integrácii obnoviteľných energetických zdrojov.
    • Systém výroby energií teplo/chlad/elektrina, výsk. efektívnej výroby/ prevádzky
  12. (TČ voda/voda, vzduch/voda, vzduch/vzduch, slnečné kolektory 220 m2, ...)
    • Riadenie činnosti energetických zdrojov a zber energií vyrobených v ostatných aktivitách
    • Dlhodobé uskladňovanie energie do podzemných akumulačných nádrží 150m3
    • Krátkodobé uskladňovanie energií do nadzemných akumulačných zásobníkov
    • Distribúcia energií do odberných miest zo zdrojov tepla z/do aku nádrží.
    • Výskum interakcie a optimalizácia prevádzky výberom najvhodnejšieho zdroja energie v závislosti od prevádzkových podmienok a charakteru odberného zariadenia
  13. Model spotrebiteľa - inteligentná nízko energetická budova.
    • Výskum procesov a systému riadenia a zberu dát v inteligentnom dome
    • Prevádzka inteligentného domu (plne funkčný inteligentný dom 70m2 je v klimatizovanej komore za účelom vytvorenia požadovaného prostredia)
    • Výskum a aplikácia systémov riadenia inteligentných systémov v inteligentnom dome pomocou snímania mozgovej činnosti a telesného stavu a pocitov človeka,
  14. Smart riadenie výroby a spotreby elektriny z obnoviteľných energetických zdrojov.
    • Výskum činnosti systémov na báze elektrickej energie (fotovoltické panely rôznych druhov, riadenie polohy, veterná turbína, uskladňovanie elektrickej energie, systém riadenia odberu ...)
  15. Návrh zariadení s chladiacimi okruhmi. Tvorba výrobnej dokumentácie, výroba prototypov, malosériová výroba. Testovanie zariadení s chladiacim okruhom.
  16. Výskum, meranie, testovanie, štúdie, štatistiky, overovanie výkonových a emisných parametrov malých zdrojov tepla, vykurovacích a chladiacich telies, tepelných čerpadiel, návrhy optimalizácie tepelných a chladiacich zariadení, vzdelávanie, výpočty pomocou 3D softvérov
  17. netradičné riešenia a systémy súvisiace s prenosom tepla a chladu.
  18. Špecialitou sú systémy na premenu tepla na chlad - najmä tepiel solárnych a odpadných, ochrana budov pred nežiadúcim teplom a systémy ne-strojného chladenia a akumulácie chladu a tepla.
  19. Meranie, testovanie, štúdie, štatistiky, overenie citlivosti detektorov, presnosti tlakomerov, výkonnosti vývev, vývoj elektronického záznamníka, vzdelávanie, pomocné výpočty, kontroly klimatizačných zariadení, kalkulačky CO2e

Prístrojové vybavenie

https://cltp.saske.sk/facilities/, https://www.upjs.

Vlastná konštrukčná kancelária, výrobnými prostriedkami na výrobu vzduchotechnických, chladiacich zariadení a tepelných čerpadiel. Analytické váhy, prístroj Holmen Pellet Ligno Tester, obehový chladič FL2506, zariadenie pre diferenciálnu skenovaciu kalorimetriu, kalorimeter pre meranie výhrevnosti paliva, meracie ústredňe Ahlborn, Snímače teploty, prietoku, tenzometrické snímače tlaku, prietokomer s neistotou merania +/-1%, digitálne váhy, ultrazvukové snímače prietoku, infračervené snímače teploty, meteorologickú stanicu Ahlborn, chladené termostaty, termostatickú komoru, kryostat, trubkovú pec, muflovú pec, váukovacie súpravy, zariadenie na meranie prúdiaceho profilu kvapalín, vzduchu, anemometre, termovíznu kameru, héliový vizualizátor prúdenia, zariadenia na meranie emisií v spalinách, analyzátor mlynu MOS400, generátor vodíka, tepelné čerpadlá... Kompletné vývojové laboratórium absorpčného a ejektorového chladenia. Laboratórium termosolárnych kolektorov.

 

PhD projekty, grantové projetky a projekty pre praxou:

  1. Ejektorové solárne chladiace a klimatizačné systémy - kompletný vývoj systému, prac látka voda a uhlovodíkové chladivá, trendy chladív, tepelných čerpadiel.
  2. Absorpčná chladiaca (klimatizačná) jednotka 10 kW - vývoj jednotky (litium bromid)
  3. Adsorpčný systém zeolit - voda (vývoj jednotky) a grafén-toluén (laboratórne pokusy)
  4. Akumulácia chladu a tepla pre elektromobily a budovy
  5. Prírodné (ne-strojné) chladiace a vetracie systémy - adiabatika, solárne komíny
  6. Ochrana hál a budov pred nežiadúcou tepelnou záťažou
  7. https://cltp.saske.sk/research/
  8. https://www.upjs.sk/vyskum/vedeckovyskumna-cinnost/spickove-timy/qmagna-tim/
  9. https://www.tuke.sk/wps/portal/tuke/faculties/svf

Vývoj, testovanie, výroba VZT s tepelným čerpadlom s využitím tepla odpadového vzduchu. Monitoring skutočnej prevádzky. Optimalizácia distribučných elementov vzduchu na vytvorenie prúdového poľa zamedzujúceho šírenie COVID-19. Spaľovanie biomasy) akumulácie energie (akumulácia primárnej energie biometánu a zemného plynu do hydrátov, zníženie energetickej náročnosti pri výrobe hydrátov) chladenia (chladenie výkonových elektronických systémov pomocou tepelných trubíc, limity radiačného a konvekčného chladenia v slučkovom termosifóne).

Výsledky prieskumu 4 výrobných podnikov

Na Slovensku je viac ako 12 výrobných podnikov. Do prieskumu sa zapojili štyri z nich. Aj keď dva z nich patria medzi najväčšie, sú a budujú sa ďalšie výrobné podniky Vaillant a Hoval..

  1. Secop. s.r.o.
  2. Wamak s.r.o.
  3. TSÚ Piešťany
  4. Embraco Slovakia s.r.o. - Nidec-GA
  5. Fiving, s.r.o. Liptovský Mikuláš

 

Očakávame postupné zapojenie ďalších podnikov napríklad Liebert NMnV, Pastorkalt NZ, Dittl Metal Nové Zámky, Vailant Skalica, Hoval Istebné, Jares ZM, Mygren Istebné, Klimak Nitra, ...

Graf zameranie výrobných podnikov  podľa oblastí používaných teplôt, z ktorých dominujú chladiace a mraziace, perspektívne i veľmi nízke a vykurovacie teploty

 

Úlohy navrhované na riešenie

  1. Odmrazovanie tepelných čerpadiel väčších výkonov 
  2. Zlepšenie COP skrátením času odmrazovania
  3. Všeobecne problémy pri vývoji kompresorov, kondenzačných jednotiek, dizajne chladiacich systémov
  4. Porovnávacie merania  chladív
  5. Životnosť olejov a opotrebiteľnosť materiálov
  6. Všeobecné problémy pri vývoji kompresorov, kondenzačných jednotiek, dizajne chladiacich systémov. 

 

Potenciál na spoluprácu so vzdelávacími organizáciami

  1. SOŠ - duálne vzdelávanie, DP, DizP,
  2. Spolupráca v oblasti ATP dohody
  3. Je možné spolupracovať s rôznymi vzdelávacími organizáciami

Súhrn z prieskumu možnosti VVVTZ a potrieb výrobných podnikov

Zadefinovanie konkrétnych problémov na riešenie je zatiaľ väčšinou obecné až na problém skrátenia času odmrazovania tepelných čerpadiel s cieľom zvýšiť COP, SPF, materiálového výskumu výroby kompresorov, ....

 

Prieniky možností a potrieb

            Prieniky je potrebné hľadať. Otázkou je, či máme prepojené alebo neprepojené VVVTZ a výrobné podniky. Z predchádzajúceho prieskumu niekoľko prienikov sme už uviedli. Hľadať ďalšie je výzvou.

Výrobcovia uviedli 6 potencionálnych úloh, ktoré sú prepojiteľné s našou VVVTZ. Najmä naše univerzity by sa vedeli do riešenia zapojiť, vhodným zadávaním diplomových a doktorandských prác. Niektoré úlohy si však vyžadujú operatívne zadanie a riešenie v krátkom čase.

Naša VVVTZ je pomerne dobre materiálovo, prístrojovo vybavená. Rieši mnohé úlohy, ktoré priamo nesúvisia s výrobou.  Výstupy však môžu byť vo výrobe uplatnené napríklad v oblasti magnetického, ejektorového chladenia a podobne.

Zameranie je v menšom rozsahu na základný výskum najmä v oblasti nízkych teplôt, , magnetické chladenie, využitia vodíka, ap. 

Menší rozsah má tiež výskum a vývoj strojov a zariadení napríklad ejektorového chladenia pre klimatizáciu na budovách. 

Najväčšie možnosti má aplikovaný výskum, ktorý priamo väčšinou nesúvisí s našou výrobnou základňou. Sem patria energetické optimalizačné riešenia s akumuláciou tepla vyrobeného tepelnými čerpadlami, solárnymi kolektormi, veternými elektrárňami alebo odpadného tepla. V tomto smere sa vyvíjajú inteligentné riešenia na riadenie fluktuačných systémov výroby tepla. Veľká časť úloh je zameraná na testovanie prechodov, únikov tepla v prepravnom chladení, budovách, priemysle, na cirkulárnu ekonomiku ap.

 

Záver

Z prieskumu vyplýva, že prieniky VVVTZ a výroby treba dlhodobo hľadať, popísať a riešiť v spoločnom záujme. Väčšina výrobných podnikov sú nadnárodné spoločnosti s vlastnou VVVTZ. 

Napriek tomu prieniky existujú. Patríme medzi veľmoci vo výrobe kompresorov na počet obyvateľov a organizujeme v poradí už 11. svetovú konferenciu IIR s názvom Compressors, či prvý Summit tepelných čerpadiel.        

 

Viac informácií nájdete v časopise Správy 2/2023