Innowacyjną konstrukcję domowego zasobnika ciepłej wody opracowują naukowcy Politechniki Koszalińskiej i Instytutu Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego PAN w Gdańsku. Rozwiązanie pozwoli bardziej racjonalnie gospodarować ciepłem.
Nowatorstwo ich pomysłu polega na wykorzystaniu tzw. materiału zmiennofazowego (phase change material, PCM). Zostanie on umieszczony w każdej kulek o średnicy kilku centymetrów, które wypełnią (w określonej objętości) przygotowywany zasobnik ciepłej wody. Podczas doprowadzania ciepła PCM – po osiągnięciu właściwej temperatury – ulega przemianie fazowej, czyli topi się. Gdy temperatura otoczenia materiału zmiennofazowego (np. wody w zasobniku) spadnie poniżej określonej temperatury, wówczas PCM zaczyna przemianę odwrotną (krystalizuje), oddając pobrane wcześniej ciepło.
Wykorzystanie materiału PCM jako dodatkowego elementu zasobnika ciepłej wody umożliwia gromadzenie, a następnie oddawanie ciepła przepływającemu medium w ilości większej niż jest to w stanie zrobić woda. Dodatkowo wykorzystanie materiału PCM w zasobniku skutkuje tym, że temperatura końcowa medium może być niższa, mimo magazynowania porównywalnych, a nawet większych ilości doprowadzonego ciepła. Wszystko to pozwoli akumulować więcej ciepła w tej samej objętości i – w rezultacie – ograniczy straty ciepła do otoczenia.
Procedury testowe w trakcie
Realizacja zadania została podzielona na kilka części. Pierwszą z nich, obejmującą opracowanie projektu zasobnika ciepłej wody z PCM oraz wykonanie prototypu urządzenia, zajął się zespół specjalistów z Instytutu Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku. Wykonanie drugiej części zostało powierzone Politechnice Koszalińskiej. Naukowcy zaprojektowali, wybudowali i przetestowali z pozytywnym skutkiem prototypowe stanowisko umożliwiające przeprowadzenie badania efektywności magazynowania energii cieplnej w zasobnikach posiadających wypełnienie materiałem PCM. W kwietniu na stanowisku rozpoczęły się badania prototypowych konstrukcji zasobników ciepła. Potrwają do końca roku.
Trwają intensywne procedury testowe, które mają na celu wykazanie, czy pomysł wykorzystania PCM do magazynowania ciepła oraz zaproponowane przez Instytut Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku rozwiązania konstrukcyjne zasobnika ciepła potwierdzają przyjęte na etapie składania wniosku założenia – podkreśla dr hab. inż. Krzysztof Dutkowski z Katedry Energetyki Wydziału Mechanicznego Politechniki Koszalińskiej.
Testy pokażą, czy udało się osiągnąć cele projektu, a więc możliwość akumulowania większych ilości energii cieplnej oraz wydłużenie czasu magazynowania ciepłej wody w zasobniku o standardowej pojemności 200 litrów.
Zasobnik trafi do produkcji
Ostatnią częścią projektu będzie wdrożenie opracowanej konstrukcji do produkcji.
Zakładamy, że niedługo po zakończeniu realizacji projektu będzie można kupić innowacyjny zasobnik ciepłej wody. Wykorzystanie promieniowania słonecznego do wytwarzania energii cieplnej oraz PCM do magazynowania nadwyżki ciepła, w ostatecznym rozrachunku z pewnością obniży koszty przygotowania ciepłej wody użytkowej, ale też usprawni system centralnego ogrzewania domów – zapewnia dr hab. inż. Krzysztof Dutkowski, prof. PK.
Liderem konsorcjum z udziałem Politechniki Koszalińskiej i Instytutu Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego PAN w Gdańsku jest gdańska firma Profi Systems Technology sp. z o.o. Całkowity koszt realizacji projektu to 4,2 mln zł, z czego dofinansowanie ze strony Narodowego Centrum Badań i Rozwoju wynosi 3,2 mln zł. Zakończenie prac planowane jest na sierpień 2023 roku.
MK, źródło: PK