Projekty

UDA-POIG.01.03.01-20-137/09-00 (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju)

Nowoczesne technologie dla sektora rolno – spożywczego przy ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych, projekt konsorcjalny, Politechnika Białostocka (lider), w konsorcjum z Instytutem Maszyn Przepływowych PAN, Instytutem Ogrodnictwa w Skierniewicach, Instytutem Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie, 2010-2013

W ramach projektu opracowano innowacyjne rozwiązanie pośredniego systemu chłodzenia umożliwiającego uzyskanie stabilnej, niskiej temperatury przechowywanych warzyw oraz stabilnej wilgotności względnej w komorze. Dodatkową innowacją było zastosowanie propanu jako czynnika roboczego przy niemal 20-krotnej redukcji napełnienia układu płynem roboczym. Zastosowano rozwiązania poprawiające efektywność energetyczną systemu poprzez  zastosowanie magazynu ciepła odpadowego (wykorzystywanego w procesie odtajania chłodnic) oraz system tzw. free-coolingu. Badania przechowalnicze potwierdziły wysoką efektywność przechowalniczą rozwiązania. Zrealizowano budowę innowacyjnych obiektów w Dąbrowicach koło Skierniewic.

PBS1/A8/7/2012 (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju)

Kompleksowe rozwiązania technologii chłodniczej składowania warzyw, projekt konsorcjalny, Politechnika Białostocka (lider) w konsorcjum z Instytutem Maszyn Przepływowych PAN, Instytutem Ogrodnictwa w Skierniewicach, 2013-2016.

W ramach projektu opracowano kompleksowe rozwiązania układów chłodniczych pracujących w systemie pośrednim przeznaczonych do składowania chłodniczego delikatnych warzyw bądź owoców. Opracowano w ramach projektu technologię modułowych układów pośrednich, pozwalających na aplikację w istniejących sprężarkowych układach chłodniczych w celu uzyskania ultra-stabilnych parametrów termicznych i wilgotnościowych w komorze składowej. Zastosowano po raz pierwszy zasobnik materiałów zmiennofazowych (Phase Change Materials – PCM) do uzyskania stabilizacji termicznej. Rozwiązanie przetestowano w trakcie dwóch sezonów przechowalniczych w komorach składowych zbudowanych w Skierniewicach.

POIR.04.01.02-00-0135/16 (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju)

Technologia węzła wydechu dla silników spalinowych małych i średnich jednostek pływających, projekt konsorcjalny, 2017-2020.

Zasadniczym celem Projektu jest wykonanie prototypu węzła wydechu z systemem oczyszczania gazów spalinowych i odzyskiem ciepła wydechu w oparciu o innowacyjne technologie. Istotą projektu jest kompleksowe opracowanie technologii pozwalającej jednocześnie na efektywny odzysk ciepła odpadowego z silników spalinowych dla małych jednostek pływających (dużych jachtów, kutrów, jednostek specjalnych) połączony z kompaktowym reaktorem oczyszczającym spaliny; odzyskane ciepło jest w naszym rozwiązaniu wykorzystywane do napędu innowacyjnego układu chłodniczego. Opracowana technologia pozwala więc nie tylko na ograniczenie emisji, lecz także na poprawę gospodarki energetycznej oraz ograniczenie kosztów eksploatacji jednostek pływających przy spełnieniu rygorystycznych uwarunkowań formalnych związanych z ochroną środowiska.

N512 4558936 (Narodowe Centrum Nauki)

Modelowanie i badania eksperymentalne strumienic jednofazowych i dwufazowych w zastosowaniu do solarnych układów lewobieżnych, Politechnika Białostocka, 2011-2013

Projekt dotyczył badań strumienicowego urządzenia chłodniczego, w którym pracuje naturalny, proekologiczny czynnik roboczy i jest ono napędzane ciepłem o takich parametrach, iż jego źródłem może być kolektor słoneczny lub ciepło odpadowe. Jedną z najbardziej istotnych zalet takiego rozwiązania jest również to, iż ciepło napędowe takiego urządzenia jest w dużej mierze skorelowane ze strumieniem ciepła, który należy odprowadzić z ochładzanego pomieszczenia, aby utrzymać w nim pożądaną temperaturę.

Strumienicowe układy chłodnicze napędzane ciepłem słonecznym lub odpadowym należą do rozwiązań, które z przytoczonych powyżej racji budzą na świecie ogromne oczekiwania. Jednym z kluczowych zagadnień dla tego typu urządzeń jest zagadnienie doboru odpowiednich parametrów strumienicy napędowej. Pomimo, iż strumienice parowe są znane od wielu lat, na obecnym etapie rozwoju badań istnieje wciąż otwarty problem w zakresie modelowania numerycznego pracy strumienicy parowej, co ogranicza możliwości właściwego doboru jej geometrii. Strumienica taka może pracować zarówno w obszarze jednofazowym (para przegrzana), jak również dwufazowym (para mora), co znacznie komplikuje zagadnienie. Ponadto – w związku z koniecznością zastosowania w układach strumienicowych płynów naturalnych (na przykład izobutan), co jest w przypadku strumienic zagadnieniem całkowicie nowym, powstaje dodatkowa komplikacja zagadnienia.

W projekcie badawczym podjęto prace dotyczące modelowania obiegu strumienicowego dla parametrów roboczych odpowiadających klimatyzacji solarnej, modelowania numerycznego strumienicy parowej w warunkach pracy z parą przegrzaną i z parą mokrą; przeprowadzono weryfikację eksperymentalną rezultatów modelowania numerycznego strumienicy techniką PIV, co umożliwiło przeprowadzenie weryfikacji obliczeń numerycznych dając wskazówki do oceny doboru modelu turbulencji, weryfikację eksperymentalną charakterystyki pracy strumienicy w układzie chłodniczym oraz optymalizację geometrii strumienic napędowych do solarnych układów chłodniczych i klimatyzacyjnych.

N N512 456640 (Narodowe Centrum Nauki)

Modelowanie i ewaluacja eksperymentalna procesów cieplno przepływowych zachodzących w komorze przechowalniczej warzyw i owoców, Politechnika Białostocka, 2011- 2014

W projekcie zaproponowano kompleksowe opracowanie modelu numerycznego komory przecholowniczej warzyw i owoców wraz z ewaluacją doświadczalną procesów zachodzących w takiej komorze.  Podjęcie tej pracy wynika z konieczności posiadania wiarygodnego narzędzia do oceny zjawisk cieplno-przepływowych zachodzących w chłodniach składowych, bowiem aktualnie decyzje w zakresie uwarunkowań składowania warzyw i owoców oraz konstrukcji chłodni składowej – są podejmowane w oparciu o orientacyjne wskaźniki. Warto również podkreślić, iż podejmowane zagadnienia mają również kluczowe znacznie dla energochłonności obiektów przechowalniczych, w których moc elektryczna do napędu systemów chłodniczych przekracza nawet 1 MW.

Projekt obejmuje obliczenia numeryczne komory przechowalniczej, badania doświadczalne przeprowadzone na rzeczywistym obiekcie chłodniczym, działania zmierzające  do poprawy zgodności wyników obliczeń z wynikami eksperymentu, czyli kalibrację modelu obliczeniowego, oraz  określenie w jakim stopniu model obliczeniowy odzwierciedla rzeczywiste procesy zachodzące w komorze przechowalniczej, a więc jego walidację eksperymentalną.  Projekt  będzie realizowany przez zespół  wykonawców z Politechniki Białostockiej oraz Instytutu Warzywnictwa w Skierniewicach, wobec czego przyczyni się  do konsolidacji istniejącego potencjału badawczego dla interdyscyplinarnych zagadnień obejmujących procesy cieplno-przepływowe, jak również zagadnienia przechowalnicze. Warto również podkreślić, iż projekt posiada zarówno cel utylitarny, bowiem opracowywany model ma w przekonaniu autorów projektu funkcjonować jako efektywne narzędzie w procesie projektowania komór składowych płodów rolnych, jak również naukowo-poznawczy, bowiem opracowane zostaną metody modelowania konglomeratu złożonych zjawisk wymiany ciepła i masy. Uzyskano potwierdzenie udostępnienia nowoczesnego obiektu przecholowniczego do przeprowadzenia części eksperymentalnej, co gwarantuje sprawną realizację projektu.

Prototypowy układ chłodniczy napędzany niskotemperaturowym źródłem ciepła

W Zakładzie techniki Cieplnej i Chłodnictwa opracowano we współpracy z EDF Polska S.A. prototypowe rozwiązanie układu chłodniczego dedykowanego do produkcji chłodu przy wykorzystaniu ciepłej wody o temperaturze nie przekraczającej 65 °C jako źródło ciepła napędowego. Układ przystosowany jest zatem do współpracy z siecią ciepłowniczą w sezonie letnim, umożliwiając zagospodarowanie ciepła systemowego do produkcji chłodu dla potrzeb klimatyzacji. W układzie zastosowano opisany powyżej bezpieczny dla środowiska czynnik roboczy R-1234ze, spełniający z nadmiarem aktualnie obowiązujące restrykcyjne regulacje prawne krajowe oraz europejskie. Jest to układ chłodniczy strumienicowy. W strumienicy czynnik roboczy jest rozpędzany do prędkości naddźwiękowych, zaś zasadnicza część procesu sprężania odbywa się z wykorzystaniem fali uderzeniowej.

Zaprojektowany układ rusza z produkcją chłodu przy temperaturze czynnika grzewczego na poziomie ok. 56 °C, założono typowe parametry wody lodowej wymagane przez klasyczne systemy klimatyzacji, tj. temperatura wody lodowej 6 °C, temperatura powrotu wynosi 12 °C. W opracowanym rozwiązaniu moc grzewcza wynosi 90 kW, projektowa wydajność chłodnicza układu wynosi ok. 25 kW.  W warunkach klimatyzacji wysokotemperaturowej układ osiąga wydajność chłodniczą do ok. 45 kW. Jest to pierwsza aplikacja układu strumienicowego w skali technicznej z zastosowaniem bezpiecznego dla środowiska czynnika roboczego, która wykorzystuje niskotemperaturowe źródło ciepła do napędu.

Wykonanie pełnej dokumentacji projektowo-technicznej typoszeregu pomp ciepła o mocy grzewczej od 80 kW do 300 kW oraz badania laboratoryjne prototypu o mocy 100 kW, Projekt finansowany przez „SUN ENERGY”, U/WM/23/2011, Politechnika Białostocka, realizowany w latach 2011-2013

POIR.04.01.04-00-0042/20 (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju)

Technologia morskich kompaktowych skruberów strumienicowych,

projekt konsorcjalny, 2021-2023.

Przedmiotem projektu jest opracowanie innowacyjnego rozwiązania skruberów strumienicowych dedykowanych do zastosowania w dużych jednostkach morskich. Obecnie restrykcyjne regulacje związane z ograniczaniem emisji przez jednostki morskie, głównie w zakresie tlenków siarki – wymuszają stosowanie nowoczesnych i skutecznych skruberów oczyszczających spaliny. Są to urządzenia bardzo wymagające pod względem technicznym – głównie z racji bardzo dużych gabarytów, co w efekcie jest przyczyną bardzo wysokich kosztów inwestycyjnych oraz znacznych wymagań eksploatacyjnych. W ramach projektu proponuje się opracowanie innowacyjnej technologii kompaktowych skruberów, w których wykorzystuje się technologię strumienicową. Jest to całkowicie odmienne podejście technologiczne w odniesieniu do aktualnie stosowanych rozwiązań skruberów morskich i oparte na opracowanym przez Wnioskodawców rozwiązaniu skruberów strumienicowych dedykowanych dla małych jednostek morskich. W ramach badań przemysłowych zaplanowano opracowanie metodyki projektowania skruberów strumienicowych o budowie modułowej w oparciu o model pół-empiryczny powstały na bazie systematycznych badań eksperymentalnych oraz zostanie opracowane rozwiązanie układów wspomagających – usuwanie tlenków azotu, usuwanie cząstek stałych, opracowany układ monitoringu oczyszczania spalin i wody płuczkowej. W ramach prac rozwojowych zostanie opracowany prototyp, który następnie zostanie zwalidowany eksperymentalnie w siłowni jednostki morskiej o mocy 1 MW, zostanie opracowany projekt typoszeregu kompaktowych skruberów strumienicowych. W ramach prac przedwdrożeniowych planowane jest opracowanie finalnej dokumentacji oraz certyfikacji skruberów przez towarzystwa klasyfikacyjne.