3D Printed Axial Impulse Micro-scale Turboexpander for Low-temperature Waste Heat Recovery Absorption Power Cycle System

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F20%3A00344612" target="_blank" >RIV/68407700:21220/20:00344612 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/68407700:21720/20:00344612

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

3D tištěný axiální impulsní mikro turboexpandér pro zařízení využívající odpadní teplo na nízké teplotní hladině pracující na základě absorpčního cyklu pro produkci práce

Original language description

Funkční vzorek mikro turboexpandéru vyvinutý pro účely prototypové jednotky APC za pomoci aditivních technologií. Expandér pro takovouto aplikaci není dostupný. Mikro turboexpandér je axiální stroj impulsního typu, jehož rotor a stator jsou vyrobeny metodou SLS, a pracuje s relativně nízkými otáčkami s ucházející účinností expanze a je možné regulovat mechanický výkon stroje v závislosti na požadované aplikaci. Funkční vzorek axiálního impulsního mikro turboexpandéru byl navržen a vyroben za účelem modulární, levné a spolehlivé expanze páry v proof-of-concept APC. Metoda 3D tisku z plastu byla zvolena pak díky nízkým teplotám páry, nízkému nechanickému zatížení stroje, cenové dostupnosti a možnosti prototypovat výroby rychle a efektivně.

Czech name

3D tištěný axiální impulsní mikro turboexpandér pro zařízení využívající odpadní teplo na nízké teplotní hladině pracující na základě absorpčního cyklu pro produkci práce

Czech description

Funkční vzorek mikro turboexpandéru vyvinutý pro účely prototypové jednotky APC za pomoci aditivních technologií. Expandér pro takovouto aplikaci není dostupný. Mikro turboexpandér je axiální stroj impulsního typu, jehož rotor a stator jsou vyrobeny metodou SLS, a pracuje s relativně nízkými otáčkami s ucházející účinností expanze a je možné regulovat mechanický výkon stroje v závislosti na požadované aplikaci. Funkční vzorek axiálního impulsního mikro turboexpandéru byl navržen a vyroben za účelem modulární, levné a spolehlivé expanze páry v proof-of-concept APC. Metoda 3D tisku z plastu byla zvolena pak díky nízkým teplotám páry, nízkému nechanickému zatížení stroje, cenové dostupnosti a možnosti prototypovat výroby rychle a efektivně.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20303 - Thermodynamics

Project

Result was created during the realization of more than one project. More information in the Projects tab.

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

8E18B012-FVZ/36/2020/012

Numerical identification

FVZ/36/2020/012

Technical parameters

Funkční vzorek jednotlivých vytištěných dílů mikro turboexpandérů: stator, rotor, statorová příruba, přední víko (distributor). Turbína má 3 hlavní části: vstupní a výstupní potrubí a turbína mezi potrubími. Turbína se skládá z generátoru, kleštiny, oběžného kola, rozváděcího kola, statorové příruby a krycího disku. Hlavní částí je statorová příruba, na které je umístěn generátor, na její výrobu je kladen vysoký důraz z hlediska přesnosti výroby. Oběžné a rozváděcí kolo je vyrobeno metodou 3D tisku SLS z nylonu. Celá turbína je navržena s ohledem na jednoduchost výroby a možnosti případné změny konfigurace. Funkční vzorek využívá pouze příjemce ČVUT v Praze, pro další výzkum a měření v laboratoři a pro experimenty a pro další výzkumné, vývojové a výukové aktivity v oblasti zvyšování účinnosti mikro-turboexpandérů pro nízkoteplotní aplikace využití odpadního tepla. Poznatky z výroby funkčního vzorku budou využity při vývoji dalších modelů.

Economical parameters

Výrobní náklady jednoho kusu cca 72 tis. Kč. Odpadní teplo v teplotní hladině 80-100°C z průmyslových procesů je v dnešní době téměř nevyužívaným zdrojem tepla, který může být dále použit pro konverzi na elektřinu. Jedním ze zařízení, které je schopné takto nízkopotenciální odpadní teplo využívat, je právě absorpční cyklus pro produkci práce (APC), který na rozdíl od komerčně dostupného nízkoteplotního organického Rankinova cyklu (ORC) pracuje s vyšší účinností využití tepla ze zdroje pro přeměnu v elektrickou energii. Expandér pro takovouto aplikaci není dostupný.

Application category by cost

—

Owner IČO

68407700

Owner name

Univerzitní centrum energeticky efektivních budov

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

—

Web page

—