K+F eredmények összefoglalása GOP /

Átírás

1 K+F eredmények összefoglalása GOP / Nemzeti FejlesztésI UgVnökseg zrchenyiterv.gov.hu 06"'''''' - _ MAGYARORSZÁG MEGÚjUL A projekt az Európai Unió támogatasával. az Európai Regionális Fejlesztesi Alap társfinanszirozásával valósul meg., SZÉCHENYI TERV

2 3. Részprojekt: Porszívó ventilátor és injektoros elszívó fejlesztése Összefoglaló jelentés a.. Porszívó ventilátor és injektoros elszívó fejlesztése" címü részprojektben megvalósuló kutatásokról Bevezetés Szabó Szilárd 31 Az Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszékének látókörében a projekt tervezési és pályázási időszakában két nagyobb kutatatás - fejlesztési projekt látszott kibontakozóban. Ezek az alábbiak: A. Olyan tudásbázis létrehozása az Electrolux Porszívógyár számára, amely lehetőséget ad az aggregát egység fejlesztésére, különös tekintettel az energiahatékonyság növelése és a zaj csökkentése területén. B. Házgyári légelszívó rendszerek számára új típusú injektoros légelszívó tervezése, amely energiatakarékos, zaj szegény és tisztítása egyszerű. A két projektben a közös pontok: mindkettő áramlás- és hőtechnikai megközelítéssel energetikai célok megvalósítását tűzte ki célul, eszközrendszerként helyszíni mérés, laboratóriumi modellezés és számítógépi szimuláció volt tervezve. A projekt indulásakor, s még inkább az évek múlásával a konkrét feladatok némileg átalakultak szűkültek (pl. a B. projekt nem indult be), illetve bővültek. A tervezett alapvető célok és a hozzájuk tartozó eszközrendszer viszont semmit nem változtak. Így elmondhatjuk, hogy a projekt lehetőségeit kihasználva egy szélesebb körben fejthettük ki K + F tevékenységünket és tehettünk szert jelentős tudásbázisra. Eközben sikerült több fiatal kutatót bevonni a fejlesztő munkába és jelentős eszközkapacitásbővítésre is módunk volt. Az alábbiakban bemutat juk azokat a legfontosabb tématerületeket, amelyeken sikerült fontos eredményeket elérnünk. 31 egyetemi ta nár. Miskolci Egyetem, Ára mlás- és H ő t ec hn i kai Gép ek Tan szé k Porszívó aggregát energetikai analizise, tudásbázis növelése Az Electrolux porszívógyárnak végzendő K + F tevékenység a projekt tervezésétől fogva fő témája volt a részprojektnek. Ennek megfelelően a teljes futamidő alatt folytak az igen komplex kutatások. Ezeknek tárgya a porszívókba szerelt fúvó-villamos motor egység, közös nevükön porszívó aggregátok elemző vizsgálata és továbbfejlesztése volt. E gépegységeket az Electrolux különböző külső beszállítóktól vásárolj a, így az anyagyárnak ezek működéséről kevés információ állt rendelkezésére. Feladatunk ezért egyrészt az volt, hogy hozzásegítsük a gyárat e gépegységek üzemének és az azt befolyásoló tényezőknek az alapos megismeréséhez, másrészt tegyünk lépéseket a gépegység továbbfejlesztésének irányába. Az 1. ábrán egy ilyen gépegységet mutatunk be. 1. ábra Egy tipikus fúvó aggregát A pályázat teljes három éves futamideje alatt lezajló a vizsgálatok fő lépései az alábbiak voltak: - Mérőberendezés tervezése az aggregátok áramlás-és hőtechnikai, valamint energetikaijellemzőinek mérése céljából. - A mérőberendezés tartozékaként egy fokozatmentes térfogatárammérő eszköz kifejlesztése és kalibrációja. - Különböző típusú aggregátok üzemi jellemzőinek mérése és az azokból kapott adatok összehasonlító elemzése. - Az aggregátok zaj- és rezgésanalízise. - Új járókerekek és vezetőkerekek tervezési módszerének kifejlesztése és ez alapján új kerekek tervezése. 87

3 _ A kialakított új változatok legyártása után azok elemző mérése. _ Numerikus eljárás kifejlesztése az Ansys-FLUENT programrendszer platformján a forgó gépegységben kialakuló áramlás finomstruktúrájának meghatározására. _ A kialakított eljárás segítségével több változatban vizsgált áramlás jellemzőinek meghatározása, az ebből nyerhető információk elemzése, következtetések levonása. _ A mérési és számítási eredmények egybevetése. E kiemelkedő jelentőségű kutatás-fejlesztési tevékenységről részletesebb cikkben is beszámolunk e kötetben, itt tovább nem részletezzük. 2. Hűtőgépek energetikai jellemzőinek javítására vonatkozó kutatások A másik nagy kutatási terület szintén az Electrolux csoporthoz, de most a Hűtőgépgyárhoz kapcsolható. Ez a kutatás két évig tartott, s az alábbi fő feladatok megoldására irányultak: _ Hűtőszekrény, hűtőláda és két hőterű hűtőszekrények hőte chnikai modelljének kidolgozása és alkalmazása az energetikai hatásfok javítására. _ A hűtőszekrények jelenlegi gyártásközi ellenőrzésének feltérképezése és továbbfejlesztése. _ Mindehhez klímakamrai és egyetemi laboratóriumi mérések elvégzése és együttes elemzése. _ A vizsgálatok alapján javaslattétel a gyártás folyamatába illeszthető új mérési elvre és az az alapján való minősítésre. _ Egy hűtőgépr e vonatkozóan olyan számítási modell és megoldási algoritmus kidolgozása, amellyel a hűtőkörfolyama~ hőtechn~k~i paramétereinek ismeretében a villamos energiafelhasználas meghatározható..,. _ A számítások alapján a körfolyamat jelenlegi parameteremek módosítása a készülék villamos energiafogyasztás ának csökkentése céljából., _ Egy kiválasztott normál hűtőterű hűtőszekrényben kialakulo hőmérsékleteloszlás és sebességeloszlás meghatározása az Ansys- FLUENT szoftver segítségével. A számítások instacionárius modell mellett kerültek végrehajtásra 3 különböző elpárologtató kialakítás esetén A numerikus eredmények felhasználásával a 3 változat elemzése. E kutatáscsoportról is külön két cikkben számolunk be. 3. Energiaracionalizátássat összefüggő K+F tevékenységek A hosszútávú projektek mellett megjelentek kisebb volumenűek is. Ezek közös jellemzője, hogy mindegyikük energia megtakarítására, energiaracionalizálásra vonatkozik. A továbbiakban röviden ezeket foglaljuk össze A Miskolci Patyolat Szolgáltató Zrt. miskolci telephelyén az energiafelhasználási folyamatok teljes körű felmérése, elemzése A munka kezdetén elemző irodalomkutatást folytattunk a telephely energiafelhasználásának csökkentésére vonatkozó hazai és EU előírások tekintetében. Elvégeztük a telephelyenergiafelhasználási folyamatainak teljes körű felmérését, elemzését. Elkészítettük, illetve aktualizáltuk az épületek és energetikai rendszerek műszaki dokumentációit. Hőkamerás vizsgálatokat és egyéb hőtechnikai helyszíni méréseket végeztünk az energetikai folyamatok pontosabb megismerése érdekében. Elvégeztük az irodaépület és a szociális épületrészek energetikai auditálását az e célra általunk kifejlesztett számítógépi program alkalmazásával. Elvégeztük a épületek technológiai gőz, helyiségfűtő és szellőztető rendszerének energetikai felülvizsgálatát. Az energetikai folyamatok elemzésére számítógépi programot fejlesztettünk ki. Elvégeztük a kazán, a gőzrendszerek és kondenzvíz kezelés dokumentációinak aktualizálását, kidolgoztuk a veszteségfeltárás számítógépi eljárását és feltártuk az energetikai veszteségeiket. A számítási modellek használatával elemeztük az energiafelhasználás hatékonyságát növelő alternatívákat A vásárosnaményi Vízkivételi Mű szivattyúinak energetikai felülvizsgálata Feladatunk egy kistérségi vízmű energetikai felülvizsgálata és ez alapj án javaslattétel az energiahatékonyság növelésére volt. 89

4 A K + F munka első részében kidolgoztuk a vízkivételi műben és a csatlakozó kutakban működő szivattyúk üzem közbeni mérési módszerét, majd ez alapján végrehajtottuk a méréseket. Ezt követően az adatfeldolgozás módszertanának kifejlesztése és az alapján az elemzések elvégzése volt. Végezetül javaslatot dolgoztunk ki a vízkivételi műben szükséges műszaki átalakításokra és üzemmenetátalakításokra, amelyek végrehajtását követően egyrészt jelentős energia takarítható meg, másrészt biztonságosabb üzemmenet alakítható ki. A 2. ábrán szemléltetésül a gépházi szivattyúk mérés kapcsolási vázlata és a helyszínen konkrétan alkalmazott műszerek láthatók. Eredményképpen megállapítottuk, hogy a leghatásosabb megoldás a t~c~~~ szárítóberen~ezés ~s a léghűtéses kondenzátor közé épített Vlzhuteses kondenzator es egy hozzá csatlakozó hőszivattyús alrendszer. Ezt a megoldást részletesen kidolgoztuk, meghatároztuk a nyerhető energia mennyiségét. Végül költséganalízis segítségével megbecsültük a szükséges beruházás megtérülési idejét csak saját erő és bankhitel felvételének esetére is. 3. ábra Hőmérséklet eloszlás a tárcsás szárítóhoz csatlakozó vezetékekben termovíziós felvételen 2. ábra. A gépházi szivattyúk jelleggörbe mérésének sémája és az alkalmazott műszerek 3.3. Energiafelhasználás racionalizálási lehetőségeinek feltárása a szikszói SZATEV Zrt. technológiai folyamataihoz kapcsolódóan SZATEV Zrt. technológiai rendszerében jelentős energiafelhasználással rendelkező elemek vannak. Ezek egy részénél jelentős hulladék hő keletkezik. Feladatunk e helyek feltérképezése, a hulladékhő mennyiségének meghatározása és az esetleges hasznosítási lehetőségek elemzése volt. Végül pedig konkrét hasznosítási megoldást kellett kidolgozni az erre leginkább alkalmas hőforrás esetére. Az elemzésekhez számos helyen hőmérsékletméréseket és termovíziós felvételeket készítettünk, amelyek segítségével Oásd pl. 3. ábrát) hőveszteséganalízist végeztünk A Székesfehérvári Fűtőmű kapcsolási és hőellátási menetrendjének kidolgozása téli és nyári üzemmenetek esetére A távfűtőművek bonyolult üzemmenettel rendelkező összetett rendszerek. Az ezekben kialakuló viszonyok teljes analízis e ezért csak megfelelően kialakított számítógépi programrendszer segítségével lehetséges. Vizsgálatainkat a THERMIS programcsomag alkalmazásával készítettük el. A vizsgálat első lépéseként feldolgoztuk a fűtőműben rendelkezésre álló korábbi mérési adatokat statisztikai módszerrel elemeztük a hőfogyasztás adatait és meghatároztuk a fogya~z~ók külső hőmérséklet alapján igényelt hőteljesítmény profil.jrut. A feldolgozott adatrendszerre és az említett programrendszerre építve kidolgoztuk a távhőhálózat hidraulikai és hőtechnikai szimulációs modelljét. Ezt követően több szimulációs vizsgálatot végeztünk különböző üzemáliapotok esetére. Ezek két kérdés köré voltak csoportosíthatók

5 A "Mi-lett volna-ha" elemzéseink soran megvalósult üzemállapotokat vizsgáltuk. Ezen elemzéseink tehát ismert mért adatokkal jellemzett üzemállapoton alapultak. A "Mi-van-ha" elemzéseink esetében feladatunk egy-egy feltételezett üzemállapot elemzése volt. Ekkor a hálózati elemek viselkedését, a hálózati elemet mode llező fogyasztási profillal helyettesitettük. 3_5. Ti szalöki Vízerőmű turbina-generátor gépcs oport jának nagy javítása és modernizációja utáni helyszíni átadási meres felügyelete es ellenőrzése A YÍze rőmú je lentős felújításának kettős célja az üzemmenet további -50 évre való biztonságos meghosszabbítása és a gépegységek hatásfokanak növelésével az energiatermelés fokozása volt. Feladatunk e téren az elkészült mú energetikai méréseinek felügyelete és e l emző értékelése volt, felhasználva a YÍzenergiahasznosítás terén szerzett több évtizedes tapasztalatainkat. Kiadja; UNI-FLEXYS Egyetemi Innovációs Kutató és F ej lesztő Közhasznú Nonprofit Kft. UNI,rlEXYS INNOVATív TUDÁSTRANSZFER Kiadásért fe lelő s: Bárkányi Péter marketing vezető ISBN KCSICnelnyilvánitás: A kutatómunka az Új SzéchenYI Terv GOP-l_1.2-08/ Jelü projekt támogatásával valósult meg_ Ugyancsak kiemelésre méltó. hogya tanulmányban bemutatott K.F tevékenysé9 folytatását lehetóvé teszi az ÚJ SzéchenYI Terv TÁ MOP /2lKONV Jehi proje kt tamogatása. Nyomdai munkák: EXTREMGROUP Kft. 92