Výzkumníci z FEKT ověřovali parametry inovativního ohřívače DROVEN
Tým z Ústavu teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE) se podílel na numerickém modelování systému DROVEN, který přináší technologii z leteckého průmyslu do ohřevu vody a dosahuje až desetkrát vyšší účinnosti přenosu tepla než konkurenční ohřívače.
Tomáš Kříž (vlevo) a Jan Mikulka, Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky, FEKT. | Autor: Jakub Rozboud
Systém DROVEN, který je nyní komerčně nabízen společnostmi ENBRA, DROVEN HEATING a dalšími výrobci tepelné techniky, prošel na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT) důkladnou numerickou CFD analýzou (Computational Fluid Dynamics). Výzkumníci z Ústavu teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE) se ve spolupráci se společností ENBRA zaměřili na identifikaci technologických a provozních limitů tohoto patentově chráněného ohřívacího prvku.
Komplexní numerické modelování
„Naším cílem bylo numerickým modelováním identifikovat technologické a provozní limity ohřívacího prvku DROVEN," vysvětluje Jan Mikulka, vedoucí UTEE. Výzkumný tým se soustředil na čtyři klíčové oblasti: určení přestupu tepla při různých výkonech, stanovení minimálního průtoku pro udržení turbulentního proudění, vliv teploty vody na proudění a dynamický tlak na teplosměnné ploše. „Unikátní výzkum umožnil stanovit minimální průtok vody, při kterém se udržuje spirálně turbulentní proudění nutné pro maximalizaci přechodu tepla z deskového ohřívače," dodává Tomáš Kříž z UTEE, který provedl numerické simulace a měření.
Výsledky ukázaly, že průtok o velikosti 5 l/min je minimální pro zajištění efektivity při přenosu tepla v ohřívači. Systém při svých malých rozměrech (340 × 70 mm, 2 kg) dokáže pracovat s výkonem až 12 kW a ohřát protékající vodu až o 30°C při průtoku 4 litry za minutu.
Ověření spirálně turbulentního proudění
Numerické modelování potvrdilo, že spirálně turbulentní proudění se skutečně udržuje v celém objemu ohřívače. „Bylo zjištěno, že rychlost proudění se snižuje směrem k výstupu a proud si při optimalizovaném uspořádání ohřívače udržuje tvar šroubovice," dodává Mikulka. Analýza prokázala, že spirálně turbulentní proudění je zachováno v celé pracovní oblasti teplot pro teplou užitkovou vodu od 20°C do 70°C.
Extrémní rychlost ohřevu je patrná z výsledků - voda se dokáže ohřát z téměř nulové teploty na 17°C za pouhých 5 sekund. Odchylka mezi simulacemi a skutečným měřením nepřesáhla 2,5 %, což potvrzuje přesnost numerického modelu.
Zobrazení ohřívače při simulaci. | Autor: Jakub Rozboud
Přínos pro energetickou účinnost
Systém je ideálně navržen pro kombinaci s fotovoltaickými panely a dalšími obnovitelnými zdroji energie. Dokáže doohřívat pouze odebírané množství vody, což minimalizuje tepelné ztráty ze zásobníku. Technologie získala ocenění Velká cena AOVT 2022 (cena Asociace obchodu voda – topení) za inovativní výrobek v oboru.
Výsledky numerického modelování přispívají k plnění klimatických cílů EU a podporují rozvoj technologií pro efektivnější využití energie z obnovitelných zdrojů.
Výstupy jsou součástí projektu CZ.01.1.02/0.0/0.0/19_262/0020065 "Vývoj zařízení pro ohřev kapaliny".
Odpovědná osoba | Ing. Zdeňka Koubová |
---|---|
Datum publikování |

Firemní spolupráce
Řešíte problém, s kterým si nevíte rady?
Obraťte se na naši fakultu. Pomůžeme vám!
Zjistit více o firemní spolupráci