Selektivno razbitje spektra sevanja sonca omogoča različne možnosti aplikacij fotonapetostnih modulov, kot tudi sončnih sprejemnikov toplote. Še posebej pa je zanimivo v primeru, ko gre za sočasno proizvodnjo elektrike in toplote v okviru t.i. hibridnih ali fotonapetostnih toplotnih sprejemnikih sončne energije. Znano je, da povišana temperatura negativno vpliva tako na izkoristek fotonapetostnih celic, kot tudi na izkoristek sončnega sprejemnika toplote, kar se pri slednjem odraža skozi toplotne izgube. V projektu smo zasnovali, analizirali in izbrali optimalno konceptualno rešitev za sprejemnik sončne energije z razbitjem spektra. Na ta način smo določili najbolj primerne mehanizme, nato pa jih tudi ovrednotili v smislu najenostavnejše rešitve za aplikacijo v prototipni napravi. Eksperimentalno smo verificirali postavljeni koncept selektivnega fotonapetostnega (toplotnega) sprejemnika sončne energije. V ta namen smo postavili merilno progo za določanje karakteristik fotovoltaičnih modulov (PV), selektivnih in hibridnih fotovoltaičnih modulov z vgrajenimi sprejemniki toplote (PVT). Eksperimentalna proga je omogočala merjenje električne (PV in PVT) in toplotne moči (PVT) modulov v realnem času. Poleg tega je bila proga zasnovana tako, da je možno spreminjati pogoje obratovanja sprejemnika toplote hibridnega modula, ter tako določiti njegove karakteristike za različne temperaturne režime. Za vzpostavitev delovanja eksperimentalne proge smo postavili merilno-krmilni sistem, ki je bil povezan z ustreznimi regulacijskimi elementi in merilniki. Na podlagi rezultatov projekta, v katerem smo razvili edinstveni prototip ugotavljamo, da je prototip ter navezujoča tehnologija zelo primeren za nadaljnji razvoj v smeri industrializacije.
F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 13900315The article gives a review on different design concepts of electrocaloric refrigeration devices. For these concepts, the operation characteristics, estimated by numerical simulations, are shown and compared. Up to date, only few electrocaloric prototype devices were developed. Their operation confirm the basic principle of operation, however, a relatively large deviation between the numerical and experimental results can be seen. The reason for this deviation partly lies in a number of different effects (heat transfer to the environment, Joule heating, hysteresis losses, etc.). These effects are usually not taken into account when modelling an electrocaloric cooling device. Therefore the article gives more detailed information on this issue. In order to provide most realistic evaluation of the performance of the electrocaloric devices, the above mentioned effects should be incorporated within numerical models. The results obtained from such models can then provide guidelines for the construction and operation of the electrocaloric cooling devices.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 14175515Cilj predštudije projekta Razvoj računalniškega dinamičnega modela za hladilne aparate je bil: raziskava zadnjega stanja in obstoječih rešitev na področju dinamičnega modeliranja hladilno zamrzovalnih (HZ) aparatov in razvoj osnovnega skeleta računalniškega programa. Raziskava zadnjega stanja in obstoječih rešitev na področju dinamičnega modeliranja HZ aparatov nam je pokazala, da raziskovalci v največji meri uporabljajo numerične pristope reševanja diferencialnih enačb in empirične korelacije, ki temeljijo na eksperimentih. Modeli, uporabljeni v pregledani literaturi, popisujejo tako stacionarno kot nestacionarno delovanja hladilnega sistema/komponente. Orodja, ki so jih avtorji člankov uporabljali pri modeliranju hladilnih sistemov so bila naslednja: Gambit in Fluent (CFD), EES platforma (inženirski solver enačb), REFPROP 7 (izračun termodinamskih lastnosti hladiv), ESI – OpenCFD, Matlab/Simulink, Modellica. Večina modelov, predstavljenih v izvirnih znanstvenih člankih je validirana, medtem ko je eksperimentalnih validacij v ostalih virih literature precej manj. Razvoj osnovnega skeleta računalniškega programa je temeljil na procesu vstavitve programa REFPROP v programski paket NI LabVIEW. Ta program omogoča izračun termodinamičnih in transportnih lastnosti industrijsko pomembnih hladiv in njihovih zmesi. Sledila je izgradnja uporabniškega grafičnega vmesnika računalniškega programa za simulacijo delovanja HZ aparata. Zgrajen je iz intuitivnega uporabniškega vmesnika s številnimi kontrolami, indikatorji ter grafi ter blokovne sheme, ki povezuje programsko kodo (LabVIEW, Matlab, C++ kodo ter integrirane dinamično povezovalne knjižnice) s kontrolami, indikatorji ter grafi iz uporabniškega vmesnika. Blokovna shema, v kateri so uporabljene preproste matematične relacije za popis termodinamike in prenosa toplote, je torej povezana s fizikalnim ozadjem delovanja HZ aparata. Računalniški program v predsimulaciji omogoča preprocesiranje podatkov, kjer se osnovni geometrijski in ostali podatki procesirajo in pošljejo v simulacijski del računalniškega progama. Izračuni simulacije so naslednji: hladilna moč, toplotni tok- kondenzator, priključna električna moč kompresorja, dejanski COP, Carnotov COP, izkoristek (učinek) hladilnika, razmerje tlakov, temperatura uparjanja, tlak uparjanja, temperatura kondenzacije, tlak kondenzacije, začetni tlak v sistemu, izentropni izkoristek kompresorja, trenutna temperatura hladilnega dela aparata, trenutna temperatura zamrzovalnega dela aparata.
F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 14301979Zmanjšanje rabe energije in odprava izgube energije sodita med glavne cilje Evropske unije. Obstaja precejšen potencial za zmanjšanje rabe, predvsem v energetsko intenzivnih sektorjih, kot so stavbe, proizvodnja, pretvorba energije in promet. V državah EU predstavljajo potrebe po energiji v stavbnem sektorju približno 40 % celotne rabe energije. V Sloveniji je bil pretežni del te energije namenjen ogrevanju. Pričakujemo, da se bo s podobnim trendom kot v ostalem svetu, povečeval tudi delež energije za hlajenje in prezračevanje. Za zniževanje trenda rabe energije zaradi klimatizacije se uveljavljajo inovativne tehnologije in izboljšanje energijske učinkovitosti obstoječih klimatskih sistemov. V sklopu aktivnosti za zagotavljanje energijske učinkovitosti so zahtevani tudi redni pregledi klimatskih sistemov. Namen rednega pregleda klimatskih sistemov je priprava predlogov za povečanje energijske učinkovitosti sistema ali njegovo zamenjavo. Redni pregledi klimatskih sistemov v kombinaciji s sistemom avtomatizacije, nadzora in merjenjem rabe energije omogočajo uporabnikom številne prednosti (doseganje in zagotavljanje ugodnih bivalnih in delovnih pogojev, optimalno delovanje naprav, prihranek energije, ponovljivo in predvidljivo vodenje procesov, lažje odkrivanje in odpravo napak, učinkovitejše vzdrževanje).
F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso
COBISS.SI-ID: 14013467V članku predstavljamo raziskave spreminjanja srčnega utripa (HR) in krvnega tlaka starostnikov ob spremenjenih parametrih toplotnega okolja in kvalitete zraka v prostoru, ki ju okarakteriziramo s Humidex parametrom in koncentracijo CO2. Rezultati so pokazali, da HR narašča z naraščanjem toplotne obremenitve in slabšanjem kvalitet zraka v prostoru, medtem ko se krvni tlak zmanjša, kot posledica psihološkega odziva na spremenjene parametre okolja. Raziskave so pokazale, da je skupni vpliv toplotne obremenitve in slabe kvalitete zraka na krvni tlak in srčni utrip večji od vpliva izpostavljenosti posameznemu vplivu. Načrtovalci in nosilci odločanja, ki delujejo na področju načrtovanja notranjega okolja za starostnike in druge rizične skupine, bi se morali zavedati medsebojnega vpliva toplotnega okolja in kvalitete zraka na zdravje in da lahko neustrezne pogoji zaznamo iz fiziološkega odziva stanovalcev.
F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj
COBISS.SI-ID: 4653931