Accumulation vessel for heat-accumulation mixture
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27650%2F24%3A10257350" target="_blank" >RIV/61989100:27650/24:10257350 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Akumulační nádoba pro tepelně-akumulační směs
Original language description
Během řešení projektu byl vyvinut inovativní funkční vzorek akumulačního modulu, který umožňuje efektivní ukládání a využití tepelné energie, což je zásadní pro zajištění stabilní dodávky energie během denních a sezónních výkyvů. Akumulační modul je sestaven ze čtyř hlavních částí: pláště modulu, tepelné izolace, výměníku tepla a iniciačního elementu. Jedinečnost tohoto řešení spočívá v konstrukčním návrhu optimalizovaném s ohledem na unikátní vlastnosti akumulační směsi, především pak její tepelnou kapacitu, koeficient přestupu tepla a chemickou stabilitu vůči vnitřnímu plášti.Pro konstrukci pláště byla vybrána korozivzdorná ocel, která zajišťuje dlouhou životnost a stabilitu modulu i při vysokých teplotách nebo náročných provozních podmínkách. Celý modul je koncipován jako typizovaný sud s jednoduše odnímatelným víkem, jehož obvod je osazen gumovým těsněním pro zajištění hermetičnosti, což významně přispívá ke snížení tepelných ztrát během akumulačního procesu. Izolační vrstva obklopující nádobu byla optimalizována k minimalizaci energetických ztrát v době ohřevu a následného chladnutí akumulační směsi.Výměník tepla je tvořen spirálovitě stočenými vlnovcovými trubkami o průměru DN15 z korozivzdorné oceli, které jsou připojeny a utěsněny z boku pláště, což umožňuje efektivní přenos tepla mezi teplonosným médiem a akumulační směsí. Funkce iniciačního elementu, který je umístěn na kabelu upevněném ve víku nádoby, spočívá v iniciaci akumulační směsi. Tento proces je monitorován a řízen řídící jednotkou, zatímco termočlánek, vnořený do středu nádoby, poskytuje přesné měření teploty uvnitř akumulační směsi.Vzhledem k tomu, že akumulační směs disponuje unikátními fyzikálními vlastnostmi, bylo při konstrukci modulu pečlivě řešeno, aby případné změny hustoty při fázovém přechodu, koeficient přestupu tepla a možné interakce mezi směsí a materiálem nádoby neohrozily jeho funkčnost. Tyto výzvy byly úspěšně překonány optimalizací konstrukčního návrhu a pečlivým výběrem složení akumulační směsi, což zajišťuje spolehlivý provoz modulu i za reálných provozních podmínek.Modul představuje zásadní inovaci pro efektivní akumulaci energie v systémech obnovitelných zdrojů energie (OZE) a je plně v souladu s cíli Národního plánu obnovy a udržitelnosti (NPOV) díky své schopnosti snížit zatížení energetických sítí a emisí znečišťujících látek.Plánované využití a způsob implementace výsledku: Tento akumulační modul se uplatní v aplikacích zaměřených na denní a sezónní akumulaci tepla. Modul rovněž podporuje provoz malých spalovacích jednotek, čímž snižuje emise znečišťujících látek, nebo může být integrován s tepelným čerpadlem jako hlavním zdrojem energie, což omezuje počet zapnutí čerpadla a prodlužuje jeho životnost a snižuje náklady na údržbu.
Czech name
Akumulační nádoba pro tepelně-akumulační směs
Czech description
Během řešení projektu byl vyvinut inovativní funkční vzorek akumulačního modulu, který umožňuje efektivní ukládání a využití tepelné energie, což je zásadní pro zajištění stabilní dodávky energie během denních a sezónních výkyvů. Akumulační modul je sestaven ze čtyř hlavních částí: pláště modulu, tepelné izolace, výměníku tepla a iniciačního elementu. Jedinečnost tohoto řešení spočívá v konstrukčním návrhu optimalizovaném s ohledem na unikátní vlastnosti akumulační směsi, především pak její tepelnou kapacitu, koeficient přestupu tepla a chemickou stabilitu vůči vnitřnímu plášti.Pro konstrukci pláště byla vybrána korozivzdorná ocel, která zajišťuje dlouhou životnost a stabilitu modulu i při vysokých teplotách nebo náročných provozních podmínkách. Celý modul je koncipován jako typizovaný sud s jednoduše odnímatelným víkem, jehož obvod je osazen gumovým těsněním pro zajištění hermetičnosti, což významně přispívá ke snížení tepelných ztrát během akumulačního procesu. Izolační vrstva obklopující nádobu byla optimalizována k minimalizaci energetických ztrát v době ohřevu a následného chladnutí akumulační směsi.Výměník tepla je tvořen spirálovitě stočenými vlnovcovými trubkami o průměru DN15 z korozivzdorné oceli, které jsou připojeny a utěsněny z boku pláště, což umožňuje efektivní přenos tepla mezi teplonosným médiem a akumulační směsí. Funkce iniciačního elementu, který je umístěn na kabelu upevněném ve víku nádoby, spočívá v iniciaci akumulační směsi. Tento proces je monitorován a řízen řídící jednotkou, zatímco termočlánek, vnořený do středu nádoby, poskytuje přesné měření teploty uvnitř akumulační směsi.Vzhledem k tomu, že akumulační směs disponuje unikátními fyzikálními vlastnostmi, bylo při konstrukci modulu pečlivě řešeno, aby případné změny hustoty při fázovém přechodu, koeficient přestupu tepla a možné interakce mezi směsí a materiálem nádoby neohrozily jeho funkčnost. Tyto výzvy byly úspěšně překonány optimalizací konstrukčního návrhu a pečlivým výběrem složení akumulační směsi, což zajišťuje spolehlivý provoz modulu i za reálných provozních podmínek.Modul představuje zásadní inovaci pro efektivní akumulaci energie v systémech obnovitelných zdrojů energie (OZE) a je plně v souladu s cíli Národního plánu obnovy a udržitelnosti (NPOV) díky své schopnosti snížit zatížení energetických sítí a emisí znečišťujících látek.Plánované využití a způsob implementace výsledku: Tento akumulační modul se uplatní v aplikacích zaměřených na denní a sezónní akumulaci tepla. Modul rovněž podporuje provoz malých spalovacích jednotek, čímž snižuje emise znečišťujících látek, nebo může být integrován s tepelným čerpadlem jako hlavním zdrojem energie, což omezuje počet zapnutí čerpadla a prodlužuje jeho životnost a snižuje náklady na údržbu.
Classification
Type
G<sub>funk</sub> - Functional sample
CEP classification
—
OECD FORD branch
20700 - Environmental engineering
Result continuities
Project
<a href="/en/project/TM04000021" target="_blank" >TM04000021: Long-term heat energy storage in a supercooled substance</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2024
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Internal product ID
032 /27-11-2024_F
Numerical identification
27-11-2024
Technical parameters
Objem akumulační nádoby je 110 litrů. Délka výměníku (trubky) je 70 metrů. Celkové uložené teplo v zásobníku při teplotním spádu 80/30 při využití akumulační směsi s hmotnostním poměrem 92 (trihydrát octanu sodného) : 8 (voda) : 2 (ethylenglykol) : 4 (Coltri olej) je 12,3 kWh. Latentní teplo uložené v zásobníku při kapalném stavu akumulační směsi je 7,2 kWh.
Economical parameters
Nerezová nádoba 19000 kč, výměník 5000 kč, iniciační prvek 5000 kč a termočlánek 1500 kč. Samotná akumulační směs stojí 7500 kč. Odhadovaná cena za všechny komponenty i se směsí je tedy 38000 kč. Využití tepelně-akumulačního modulu v domácnosti přináší značné ekonomické výhody díky efektivnímu skladování tepla a snížení nákladů na vytápění. Tento modul umožňuje dlouhodobé uchování tepelné energie, kterou je možné využít v okamžiku potřeby, a to bez nutnosti opětovného spouštění nebo dlouhého předehřívání topného zařízení. Tím se nejen snižuje spotřeba paliva, ale také se zvyšuje efektivita spalovacího stacionárního zdroje. Díky okamžitému zahřátí spalovacího zařízení dochází k omezení jevů, jako je nízkoteplotní koroze, která bývá častým problémem u konvenčních kotlů. Nízkoteplotní koroze způsobuje předčasné opotřebení zařízení, což vede ke zvýšeným nákladům na údržbu a opravy. Tepelně-akumulační modul eliminuje tento problém, jelikož udržuje teplotu na optimální úrovni a prodlužuje životnost zařízení.
Application category by cost
—
Owner IČO
—
Owner name
VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—