Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

NAPREDNA ELEKTROKALORIČNA PRETVORBA ENERGIJ

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
7.00.00  Interdisciplinarne raziskave     

Koda Veda Področje
T200  Tehnološke vede  Termično inženirstvo, uporabna termodinamika 

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
elektrokalorični efekt, hlajenje, energetska učinkovitost,
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (17)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  19038  dr. Andreja Benčan Golob  Materiali  Raziskovalec  2016 - 2019  542 
2.  30895  dr. Blaž Jelenc  Matematika  Raziskovalec  2016  27 
3.  18580  dr. Andrej Kitanovski  Procesno strojništvo  Vodja  2016 - 2019  514 
4.  50695  dr. Katja Klinar  Procesno strojništvo  Mladi raziskovalec  2018 - 2019  91 
5.  10124  dr. Zdravko Kutnjak  Fizika  Raziskovalec  2016 - 2019  780 
6.  04587  dr. Barbara Malič  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2016 - 2019  1.484 
7.  50705  Simon Nosan    Tehnični sodelavec  2017 - 2019  30 
8.  32160  dr. Nikola Novak  Fizika  Raziskovalec  2017 - 2019  130 
9.  35399  dr. Uroš Plaznik  Konstruiranje  Raziskovalec  2016 - 2019  40 
10.  06415  dr. Alojz Poredoš  Procesno strojništvo  Upokojeni raziskovalec  2016 - 2019  651 
11.  33242  dr. Primož Poredoš  Energetika  Raziskovalec  2016 - 2019  105 
12.  29540  dr. Brigita Rožič  Fizika  Raziskovalec  2016 - 2019  301 
13.  34418  dr. Urban Tomc  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2016 - 2018  99 
14.  35485  dr. Maja Trček  Meroslovje  Raziskovalec  2018 - 2019  40 
15.  29624  dr. Jaka Tušek  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2018 - 2019  156 
16.  26468  dr. Hana Uršič Nemevšek  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2016 - 2019  671 
17.  23834  dr. Boris Vidrih  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2019  147 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.936 
2.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  29.569 
Povzetek
Cilj projekta je zasnovati, numerično in eksperimentalno verificirati ter optimizirati elektrokalorično hladilno napravo, hladilne moči do 50 W, ki se lahko uporablja za manjše hladilnike in predstavlja prednost pred ekvivalentnimi kompresorskimi in sorpcijskimi hladilniki v smislu višje energetske učinkovitosti, okoljevarstva in tihega delovanja. Napravo bo v primerjavi z obstoječimi odlikovala predvsem višja energijska učinkovitost ter okolju prijazno in tiho delovanje brez vibracij. Odločitev za zasnovo majhnega hladilnika izhaja iz dejstva, da klasični majhni hotelski hladilniki delujejo z izredno nizkimi izkoristki. Takšni hladilniki temeljijo predvsem na sorpcijski tehnologiji, ki za potrebe delovanja izkorišča toploto, ki je v primeru hotelov zagotovljena z električno energijo. Kljub dejstvu, da za takšne potrebe obstajajo tudi kompresorski hladilniki, je potrebno poudariti njihove nizke energijske izkoristke, hrupno delovanje, in uporabo okolju neprijaznih hladiv. Raziskovalni rezultati projekta lahko zato pomembno doprinesejo k bodočemu razvoju in raziskavam na področju elektrokaloričnega hlajenja, tehnologij toplotnih črpalk in klimatizacije.    S pomočjo projekta bomo rešili dosedanje znanstvene probleme elektrokaloričnega hlajenja, ki se nanašajo na pomanjkanje znanja o procesiranju elektrokaloričnih materialov z elektrodami v uporabne kompozitne elemente, pomanjkanje eksperimentalnega znanja o termodinamiki in prenosu toplote ter pomanjkanju znanja o izdelavi prototipov elektrokaloričnih naprav in njihovih komponent. Projekt bo zajemal štiri navpične in dva horizontalna delovna sklopa (DS). V DS1 bomo  preučevali in karakterizirali keramične materiale. Razvili bomo numerično orodje ter poiskali rešitve za zasnovo elektrokaloričnih regeneratorjev. Analizirali bomo vpliv delovne tekočine in črpalnega sistema ter različnih termodinamičnih procesov. V DS2 bomo izdelali elektrokalorični regenerator. Konstruirali bomo glavne elemente elektrokaloričnega hladilnika, ter jih integrirali v ohišje hladilnika. Razvili bomo sistem za nadzor in krmiljenje. V DS3 bomo na eksperimentalni progi testirali elektrokalorični hladilnik. Preverili bomo in kasneje optimizirali parametre delovanja hladilnika. Razvili bomo kontrolne algoritme za optimalno delovanje naprave. V DS4 bomo demonstrirali delovanje hladilnika in sicer pri realnih obratovalnih pogojih, ki so značilni za hotelske hladilnike. Razvili bomo tudi virtualno demonstracijsko okolje. Peti delovni sklop (DS5) se nanaša na diseminacijo, šesti sklop (DS6) se nanaša na upravljanje projekta. Oba sklopa bosta potekala horizontalno skozi celoten projekt.
Pomen za razvoj znanosti
Z raziskavami in razvojem elektrokaloričnega hladilnika bomo pridobili znanje in izkušnje na področjih karakterizacije elektrokaloričnih materialov, predelavi (procesiranju) elektrokaloričnih materialov z elektrodami, projektiranju in gradnji elektrokaloričnih regeneratorjev ter projektiranju in gradnji elektrokaloričnih naprav. Zlasti na zadnjih treh področjih je v svetu zaslediti veliko pomanjkanje znanstvenega znanja in izkušenj.   Na podlagi rezultatov projekta bo možno dokazati, da elektrokalorična pretvorba energije predstavlja zanesljivo alternativno tehnologijo prihodnosti, ki ima v primerjavi z ostalimi alternativnimi tehnologijami največji potencial za prihodnje raziskovalne dejavnosti. Menimo, da naprave za pretvorbo energije (ogrevanje, hlajenje, generacija električne energije) v prihodnosti ne bodo vsebovale premikajočih se delov, hkrati pa dosegale visoke energijske učinkovitosti in imele nizek negativen vpliv na okolico. Zaradi tega pričakujemo, da bodo rezultati projekta imeli multiplikativni efekt ter bodo predstavljali pomembno osnovo za nova raziskovalna in razvojna področja, ki se nanašajo na elektrokalorično hlajenje, zamrzovanje, klimatizacijo, tehnologijo toplotnih črpalk in razvoj elektrokaloričnih naprav za proizvodnjo električne energije. To ima lahko tudi velik vpliv na znanstveno skupnost, ki se ukvarja s konvencionalnimi sistemi na zgoraj navedenih področjih. Rezultati projekta bodo zato dobra osnova za odprtje novih področij v znanosti in tehnologiji.   Zato bo zelo pomembno, da v sklopu aktivnosti, namenjenih predstavitvi področju elektrokaloričnega hlajenja, pridobljena znanja prenesemo na naslednje generacije in širšo mednarodno znanstveno skupnost.   V projektu bomo raziskovali tudi različne termodinamične cikle. Rezultati projekta bodo dali zelo pomembno znanje o možnosti izboljšave delovnih karakteristik in energetske učinkovitosti elektrokaloričnih naprav. Zaradi analogije z ostalimi kaloričnimi tehnologijami (magnetokalorično, elastokalorično ter barokalorično hlajenje), se ponuja možnost prenosa znanja in pomembnega doprinosa znanja in izkušenj tudi v te domene.
Pomen za razvoj Slovenije
Pomen za družbo Gorenje d.d. Raziskave in razvoj elektrokaloričnega hladilnika predstavljajo pomembno globalno konkurenčno prednost novih izdelkov z visoko dodano vrednostjo. To bo zagotovo vplivalo na ustvarjanje novih delovnih mest. Globalni trg hotelskih hladilnikov predstavlja okrog 400 milijonov Eurov. Z energetsko visoko učinkovitim produktom lahko podjetje Gorenje bistveno poseže v tovrstni trg in predstavlja enega izmed ključnih proizvajalcev.   Pomembnost za gospodarski sektor hlajenje Gorenje je eden izmed pomembnejših in bolj uveljavljenih proizvajalcev gospodinjskih aparatov v EU, med drugim hladilnikov, zamrzovalnikov in tudi toplotnih črpalk. Izkušnje s področja elektrokaloričnega hlajenja bi zato lahko bile uspešno prenesene tudi na zgoraj navedene izdelke Gorenja. Globalni trg opreme za hlajenje je v letu 2012 znašal 29.1 milijard USD in pričakovano je, da bo do leta 2018 dosegel vrednost 46.6 milijard USD. To pomeni, da je pričakovana rast med letoma 2012 in 2018 kar 8.2 odstotna (http://www.transparencymarketresearch.com).   Pomen za družbo S pomočjo diseminacije rezultatov projekta bomo lahko tako strokovni kot tudi širši javnosti neposredno posredovali informacije o novih možnostih zmanjšanja rabe energije ter zmanjšanja vpliva obstoječih hladiv na okolje.  S pridobljenim znanjem bomo imeli bomo priložnost, da novo generacijo študentov in inženirjev seznanimo s področjem elektrokalorične pretvorbe energije. To bomo dosegli z vpeljavo novih študijskih vsebin v obstoječ izobraževalni program in z uvedbo in organizacijo poletnih šol. Zaradi multiplikativnega efekta rezultatov raziskav bomo lahko močno okrepili področje znanosti kaloričnih pretvorb energij (magnetokalorika, elastokalorika, barokalorika, ter multikalorika).
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno