Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/177
Název projektuProcesy a technologie využití energie a jejich parametry
ŘešitelBorovec Karel Ing., Ph.D.
Školitel projektudoc. Dr. Ing. Tadeáš Ochodek<br />
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuPředmět výzkumu:
Cílem řešení tohoto projektu je řešení několika dílčích zaměření - modulů, jejichž společným jmenovatelem jsou procesy, postupy a technologie využití energie a parametry využívaných procesů. Každý modul bude veden konkrétním doktorandem, v plánu je však působení větší skupiny studentů ve společném řízení.

Projekt se skládá z těchto modulů:
1. Metodika porovnání teoretických a reálných hodnot spotřeby tepla v jednotlivých bytových jednotkách bytového domu
2. Stanovení parametrů spalovací turbíny při využití spalin v parním kotli
3. Možnosti změny obsahu CO a H2 v energoplynu vyráběného zplyňováním biomasy v alotermním generátoru

Moduly:
1. Metodika porovnání teoretických a reálných hodnot spotřeby tepla v jednotlivých bytových jednotkách bytového domu
Účelem projektu je prověření reálných a teoreticky vypočtených spotřeb tepla na vytápění bytového domu. V první fázi bude provedena analýza teoretické energetické náročnosti budovy výpočtem jednotlivých zón v programu Energie. Objekt bude členěn na zóny odpovídající jednotlivým bytům, čímž bude rozlišeno situačního umístění jednotlivých bytů – např. rohový byt nad suterénem, prostření byt, horní rohový byt pod střechou, apod. Byty budou dále popsány z hlediska skladby obyvatelstva (1 důchodce, 2 dospělí a 1 malé dítě, 3 dospělí, atd.). V průběhu otopné sezóny budou pomocí poměrových měřidel měřeny poměrné spotřeby tepla v jednotlivých bytech. Měření bude probíhat s frekvencí cca jednou za 2 týdny. Rovněž bude prováděn odečet plynoměru v plynové kotelně, která slouží výhradně pro vytápění objektu. Současně bude během otopného období zajištěno i měření venkovní teploty.
Pro měření spotřeb tepla v jednotlivých bytech objektu budou použity elektronické indikátory se záznamem spotřeb. Budou vybaveny dvojicí snímačů, které současně měří dvě teploty, čímž je zajištěna ochrana proti ovlivňování měření. Dvoučidlové provedení dále umožní porovnání mezi nerovnoměrně dimenzovanými otopnými tělesy, ke kterému dochází při zateplení pláště, výměně oken, zasklení lodžií, apod. Odečet spotřeb je řešen automatickým ukládáním naměřených hodnot a jejich zobrazováním na displeji. Tyto hodnoty budou v pravidelných intervalech zapisovány. Na základě skutečných a teoretických spotřeb energií bude při zohlednění venkovních teplot stanovena energetická bilance objektu, ověřena přesnost výpočtových metod a v případě nesouladu budou doporučeny vhodnější korekční koeficienty.

2. Stanovení parametrů spalovací turbíny při využití spalin v parním kotli
Předmětem projektu je stanovení parametrů turbíny při využití spalin v parním kotli. Spalovací turbína je technologické zařízení využívající palivo (zemní plyn) k výrobě elektrické energie. V přední části soustrojí se nachází turbokompresor, který komprimuje nasávaný vzduch, v další části se nachází spalovací komora, ve které hoří palivo a komprimovaný vzduch se ohřívá. V další části se nachází samotná turbína, ve které expandují vzniklé spaliny a která vytváří mechanickou energii pro otáčení hřídele. Spaliny se částečně vychladí v následující rekuperační části a opouštějí soustrojí s poměrně značnou částí energie (cca 280°C). Spaliny o teplotě 280°C a vysokém obsahu kyslíku cca 18% obj. nesou cca 2/3 energie paliva, proto je nutné je v maximální míře využít. Spaliny jsou vedeny pomocí spalinového ventilátoru do hořáku parního kotle. Parní kotel je vybaven speciálním hořákem, který je schopen využít spaliny ze spalovací turbíny jako spalovací vzduch. Výstupem projektu bude závislost protitlaku spalin na výstupu turbíny na účinnost a výkon turbíny.

3. Možnosti změny obsahu CO a H2 v energoplynu vyráběného zplyňováním biomasy v alotermním generátoru
Termické zplyňování představuje progresivní technologii pro přeměnu cíleně pěstované či odpadní ligno-celulosové biomasy na výhřevný plyn použitelný pro kogenerační výrobu elektrické energie a tepla s budoucí perspektivou v oblasti výroby transportních paliv či jiných žádoucích komodit.
Při zplyňování dochází termochemickými pochody k oxidaci uhlovodíků a vodní páry v palivu a k jejich bezprostřední redukci na hořlavé plyny, destilační produkty a minerální zbytek. Proces je řízen kontrolovaným přívodem zplyňovacího média a nezbytného reakčního tepla.
Produktem zplyňování je plyn obsahující výhřevné složky (H2, CO, CH4 a další minoritní sloučeniny), doprovodné složky (CO2, H2O, N2) a znečišťující složky (dehet, prach, sloučeniny síry, chlóru, alkálie a další).
Energetické využívání biomasy cestou zplyňování má na rozdíl od jiných způsobů využití tyto zásadní přednosti: možnost kogenerace, převedení pevného paliva s velkým měrným objemem na plynné palivo s možností spalování v tepelných strojích, možnost využít různá alternativní pevná paliva, technologické výhody.
Předmětem výzkumu bude teoretické a experimentální studium vlivu provozních režimů zplyňovací jednotky na obsah výhřevných složek energoplynu vyrobeného z dřevní biomasy s cílem nalezení optimálních energetických charakteristik. Výzkumná činnost je jak základního, tak aplikovaného charakteru. Důraz je kladen především na experimentální stránku výzkumu, jehož účelem je analýza zplyňovacího procesu ve fyzikálním modelu a následně zkušební jednotce o výkonu cca 80 kW. Experimentální měření bude realizováno na alotermním generátoru instalovaném přímo v prostorách Výzkumného energetického centra VŠB-TUO.
Členové řešitelského týmuIng. Karel Borovec, Ph.D.
Ing. Jan Janša, Ph.D.
Ing. Jan Koloničný, Ph.D.
Ing. Petr Nevřela
doc. Dr. Ing. Tadeáš Ochodek
Ing. Petra Petričko
Ing. Michal Židek, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Jednotlivé výstupy projektu vycházejí z činností plánovaných pro jednotlivé moduly. Zároveň jsou uváděny v posloupnosti vyjadřující postup řešení jednotlivých modulů.

1. Metodika porovnání teoretických a reálných hodnot spotřeby tepla v jednotlivých bytových jednotkách bytového domu
• Výpočet teoretických spotřeb tepla na vytápění objektu dle zón
• Zjištění reálných spotřeb v jednotlivých zónách.
• Porovnání teoretických a reálných spotřeb tepla.
• Porovnání jednotlivých reálných spotřeb jednotlivých zón mezi sebou
• Vypracování metodiky výpočtu reálných spotřeb tepla jednotlivých zón vzhledem k jejich umístění v objektu a vzhledem k jejich obsazenosti.

2. Stanovení parametrů spalovací turbíny při využití spalin v parním kotli
• Rešerše dané problematiky
• Návrh měřící trasy
• Bilanční výpočty z naměřených hodnot
• Návrh stanovení provozních podmínek pro dodržení optimálních parametrů

3. Možnosti změny obsahu CO a H2 v energoplynu vyráběného zplyňováním biomasy v alotermním generátoru
• Rešerše dané problematiky
• Návrh postupů vhodných pro experimentální zařízení
• Měření
• Bilanční výpočty z naměřených hodnot
• Vyhodnocení naměřených výsledků
• Publikace výsledků v recenzovaném odborném článku v odborném periodiku

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia140000,-140000,-
3. Materiálové náklady130500,-65600,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek30000,-24340,-
5. Služby56500,-105150,-
6. Cestovní náhrady30000,-51910,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory43000,-43000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady430000,-
Uznané náklady430000,-
Celkem běžné finanční prostředky430000,-430000,-