Naukowcy z Instytutu Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk wezmą udział w realizacji projektu DUOHEAT, którego celem jest opracowanie dwustopniowej pompy ciepła dla przemysłu. Powstające urządzenie ma odzyskiwać ciepło odpadowe i podnosić jego temperaturę nawet do 200°C, dzięki czemu energia tracona dziś w procesach technologicznych będzie mogła zostać ponownie wykorzystana. Projekt „Wdrożenie innowacyjnej dwustopniowej pompy ciepła do elektryfikacji wysokotemperaturowych procesów cieplnych – DUOHEAT” jest realizowany przez konsorcjum Politechniki Gdańskiej, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz Instytutu Maszyn Przepływowych PAN. Technologia będzie przeznaczona między innymi dla przemysłu spożywczego, chemicznego, drzewnego i elektrociepłowniczego. Jej zastosowanie może ograniczyć zużycie paliw kopalnych w procesach wymagających ciepła o wysokiej temperaturze.
Zespół IMP PAN
Pracami zespołu Instytutu Maszyn Przepływowych PAN pokieruje dr inż. Piotr Klonowicz z Zakładu Turbin. W skład zespołu wejdą również: dr inż. Łukasz Witanowski – Zakład Turbin, dr inż. Artur Andrearczyk, dr inż. Paweł Bagiński, dr inż. Łukasz Breńkacz – Zakład Dynamiki i Diagnostyki Turbin, dr Jarosław Karwacki – Zakład Wymiany Ciepła.
Od projektu sprężarki do inteligentnego demonstratora
Głównym zadaniem IMP PAN będzie opracowanie wysokoobrotowej, bezolejowej wielostopniowej sprężarki odśrodkowej, która stanie się jednym z najważniejszych elementów całego systemu. Jej geometria zostanie zaprojektowana na podstawie analiz termodynamicznych, obliczeń przepływowych oraz autorskich kodów obliczeniowych. Równolegle przeprowadzone zostaną analizy wytrzymałościowe kół wirnikowych oraz obliczenia dynamiki całego układu wirującego. Kolejnym etapem będzie wykonanie prototypu sprężarki i budowa głównego modułu pompy ciepła. Urządzenie zostanie przebadane w szerokim zakresie prędkości obrotowych i obciążeń – od pierwszego rozruchu aż do nominalnego punktu pracy. Testy obejmą również pracę poza warunkami projektowymi, działanie wysokoobrotowego napędu elektrycznego oraz współpracę sprężarki z pozostałymi elementami instalacji. Wyniki eksperymentów posłużą do walidacji modeli numerycznych i dalszego doskonalenia konstrukcji. Zespół wykorzysta również metody uczenia maszynowego do opracowania systemu diagnostycznego, który będzie monitorował stan techniczny urządzenia, wykrywał nieprawidłowości i pomagał przewidywać potencjalne problemy. Opracowane modele zostaną następnie wykorzystane do optymalizacji sterowania pompą ciepła. System będzie analizowany w warunkach zmiennej temperatury źródła i odbiornika ciepła oraz przy różnych prędkościach obrotowych sprężarek. Pozwoli to poprawić sprawność, niezawodność i elastyczność całej instalacji.
Technologia dla przemysłu przyszłości
Wysokotemperaturowe pompy ciepła mogą stać się ważnym narzędziem elektryfikacji procesów przemysłowych. Pozwalają wykorzystać energię, która obecnie jest często odprowadzana do otoczenia, i przekształcić ją w użyteczne ciepło technologiczne.
Projekt DUOHEAT ma doprowadzić do powstania prototypu rozwiązania zdolnego do pracy w warunkach przemysłowych. Prace zespołu IMP PAN będą miały kluczowe znaczenie dla sprawności, trwałości i bezpieczeństwa całego systemu.
Projekt jest finansowany w ramach programu TEAM NET FENG Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Jego całkowity budżet wynosi 10 992 912,95 zł, a realizację zaplanowano na trzy lata
https://www.fnp.org.pl/component/fnp_programs/program/team-net-feng/nabor-1-2024-4
DUOHEAT w mediach
1. Nauka w Polsce / Polska Agencja Prasowa
„Naukowcy z PG opracują pompę ciepła wytwarzającą temperaturę do 200°C”
https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C113952%2Cgdansk-naukowcy-z-pg-opracuja-pompe-ciepla-wytwarzajaca-temperature-do-200
2. „Polacy pracują nad ultrawysokotemperaturową pompą ciepła”
https://www.gramwzielone.pl/pompy-ciepla/20367536/polacy-pracuja-nad-ultrawysokotemperaturowa-pompa-ciepla
3. „Polscy naukowcy stworzą innowacyjną pompę ciepła. Pozwoli odzyskać ciepło odpadowe”
https://www.wnp.pl/energia/polscy-naukowcy-stworza-innowacyjna-pompe-ciepla-pozwoli-odzyskac-cieplo-odpadowe%2C1081425.html
