Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
Opustenie fosílnych zdrojov je vo viacerých oblastiach priemyslu jednou z najväčších výziev energetiky. Kým v domácnostiach sú tepelné čerpadlá, jeden z najčistejších zdrojov energie, už dnes bežným štandardom, ťažký priemysel a veľké továrne sa pri produkcii obrovského množstva potrebného tepla stále spoliehajú na fosílne palivá.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePrelomiť túto závislosť sa teraz pokúšajú vedci z nemeckého inštitútu Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Tí v rámci svojho najnovšieho výskumu úspešne otestovali vysokoteplotné tepelné čerpadlá schopné dosiahnuť prevádzkovú teplotu až 160 stupňov Celzia, upozorňuje Interesting Engineering.
Táto kľúčová tepelná hranica v praxi ukazuje, že technológia je pripravená na to, aby dokázala priamo dodávať priemyselnú paru a tlakovú horúcu vodu pre výrobné procesy, čo by mohlo radikálne znížiť uhlíkovú stopu celého priemyselného sektora.
Potenciál novej technológie je obrovský
Celý výskum a následné testovanie prebieha pod hlavičkou výskumného projektu s názvom FernWP. Hlavným vedeckým cieľom tohto projektu je preskúmať, akým spôsobom by moderné tepelné čerpadlá mohli v blízkej budúcnosti plne nahradiť uhlie, a to nielen v rámci priameho priemyselného vykurovania, ale aj v systémoch centrálneho zásobovania teplom.
Vedecký tím inštitútu za týmto účelom vyvinul úplne nové laboratórne testovacie zariadenie, ktoré je navrhnuté špeciálne pre skúmanie čerpadiel generujúcich procesnú paru pri extrémne vysokých teplotách. Doktorka Ursula Wittstadt, ktorá pôsobí ako senior inžinierka a projektová manažérka projektu FernWP, zdôraznila obrovský potenciál tejto technológie.
Podľa jej slov nové testovacie zariadenie umožňuje výskumníkom presne merať zložité termodynamické interakcie v systéme, čím vytvárajú nevyhnutný inžiniersky základ pre ďalší hlbší vývoj nielen jednotlivých komponentov, ale aj celých komplexných systémov.
Z vedeckého a konštrukčného hľadiska samotné dosiahnutie maximálnej teploty nie je jediným rozhodujúcim faktorom pre úspešné nasadenie technológie v ťažkom priemysle. Ako ďalej objasnila doktorka Wittstadt, vysokoteplotné tepelné čerpadlo musí predovšetkým spoľahlivo a s vysokou energetickou účinnosťou produkovať procesnú paru aj v momentoch, keď sa dynamicky menia celkové prevádzkové podmienky. Systémy musia adekvátne reagovať na meniace sa zdroje tepla, kolísavé záťaže a rôzne prevádzkové režimy.
Pre dosiahnutie týchto parametrov sa výskumný tím zameral na testovanie tepelných čerpadiel, ktoré ako chladivo využívajú bután. Výber tohto plynu má svoje vedecké opodstatnenie z hľadiska výborných termodynamických vlastností pri vysokých teplotách, avšak prináša so sebou výrazné technické výzvy.
Keďže bután je vysoko horľavý, vedci museli paralelne študovať aj prísne bezpečnostné a inštalačné požiadavky. Inštitút má v pláne naďalej rozvíjať svoje testovacie kapacity, aby dokázal stanoviť komplexné bezpečnostné koncepty pre prácu s takýmito chladivami vo veľkokapacitných systémoch, čo umožní výrobcom navrhovať pokročilé výmenníky tepla dimenzované na obrovské záťaže.
Reálny výkon sa výrazne líši od lokality
Okrem prísne kontrolovaných laboratórnych testov sa inštitút venuje aj monitorovaniu technológie v reálnej praxi v rámci iniciatívy Reallabor GroßWP. Od roku 2023 vedci podrobne analyzujú päť veľkokapacitných tepelných čerpadiel integrovaných priamo do sietí centrálneho zásobovania teplom.

Tieto reálne aplikácie ukázali, že zariadenia dokážu fungovať absolútne spoľahlivo a dosahovať stanovené ciele. Podmienkou však je, že ich mechanické časti, riadiace systémy, hydraulická integrácia a celkové prevádzkové stratégie musia byť navrhnuté vysoko precízne. Axel Oliva, projektový manažér tejto iniciatívy, zverejnil poznatky z monitorovania a zdôraznil, že reálny výkon zariadení je mimoriadne závislý od okolitých fyzikálnych podmienok.
Medzi najvýraznejšie obmedzenia, ktoré tím identifikoval, patria výkyvy teploty primárneho zdroja tepla. Výskum ukázal, že systémy, ktoré odoberajú teplo z tečúcej vody, vykazovali citeľný pokles produkcie tepla v momentoch, keď teplota vody klesla, alebo keď systém bežal v režime čiastočnej záťaže.
Kritický bod zlomu pre termodynamickú účinnosť nastal v momente, keď teplota zdroja klesla pod šesť stupňov Celzia, kedy tepelný výkon zariadení začal výrazne padať. Prevádzka takýchto čerpadiel v rámci už integrovaného systému elektrární si preto vyžaduje hlboké znalosti o existujúcej flotile závodov, architektúre siete a koncových inštaláciách u zákazníkov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

BYD prerástlo Toyotu, Ford, GM aj Teslu dohromady. Ich automobilové impérium prepísalo históriu

Číňania sa blížia k svätému grálu elektromobility. Nové batérie majú byť takmer 2-krát výkonnejšie

Švédi ukončili výrobu elektromobilu, ktorý ich preslávil. Nové SUV chcú vyrábať na Slovensku

Kedysi stáli majland, dnes ich kúpiš za zlomok ceny. Toto sú top jazdené elektromobily pod 23-tisíc eur

Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMHypotéky 2027: Splátka môže narásť až o 2 000 eur. Odborník radí 5 krokov, ako sa pripraviť
PREMIUMNa najlacnejší pohreb nestačí ani 1 000 eur. „Zosnulým nedávame topánky, mohli by za nami chodiť“ (ROZHOVOR)

Kilo jabĺk už od 30 centov: Sady, kde sa samozber aktuálne oplatí najviac

Zabudni na rátanie kalórií: Jednoduchá zmena v stravovaní ti pomôže skrotiť hlad a vyhnúť sa výkyvom energie

Pivovar neďaleko Bratislavy dlhuje 863 000 eur a bojuje o prežitie. Majiteľ priznal, že samotné pivo už nestačí
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
- Pokutu môžeš dostať, aj keď si nešoféroval. Nový zákon sprísnil zodpovednosť všetkým vodičom
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
- Do Európy prišli e-biky s pohonom DJI. „SUV na dvoch kolesách“ má len 22,6 kg a extrémnych 125 Nm
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMHypotéky 2027: Splátka môže narásť až o 2 000 eur. Odborník radí 5 krokov, ako sa pripraviť
PREMIUMNa najlacnejší pohreb nestačí ani 1 000 eur. „Zosnulým nedávame topánky, mohli by za nami chodiť“ (ROZHOVOR)

Kilo jabĺk už od 30 centov: Sady, kde sa samozber aktuálne oplatí najviac

Zabudni na rátanie kalórií: Jednoduchá zmena v stravovaní ti pomôže skrotiť hlad a vyhnúť sa výkyvom energie

