Modelowanie procesów wymiany ciepła i masy w wymienniku z M-obiegiem stosowanym w instalacjach klimatyzacyjnych

Autor z profesorem Valerijem Maisotsenką, twórcą M-obiegu, w trakcie badań prowadzonych w laboratorium NSIDC należącym do NASA w 2013 r. (Boulder, Kolorado, USA)

W ramach pracy doktorskiej zajmuję się badaniami procesów wymiany ciepła i masy w wymiennikach z obiegiem Maisotsenki (skr. M-obieg). Jest to unikalny obieg termodynamiczny oparty na pośrednim wyparnym ochładzaniu powietrza (ochładzanie powietrza tylko za pomocą odparowania wody), który pozwala na praktycznie darmowe pozyskiwanie odnawialnej energii chłodniczej na potrzeby klimatyzacji. Na rynku energii odnawialnej coraz powszechniej są dostępne ofert dla rozwiązań grzewczych, natomiast nie ma praktycznie żadnych ofert dla rozwiązań chłodniczych. Powstała zatem znacząca luka badawcza oraz duży potencjał wdrożeniowy. Szacuje się, że koszt ochładzania powietrza jest ok. 2,5 do 3 razy droższy niż koszt jego ogrzewania, dlatego opracowanie nowych rozwiązań staje się istotnym wyzwaniem badawczym.

Bardzo istotnym aspektem prowadzenia badań podstawowych jest przyszła użyteczność ich wyników poza światem akademickim. Dlatego prowadzone były rozmowy z przedstawicielami przemysłu zajmującymi się energią odnawialną, w celu sprawdzenia zapotrzebowania na wyniki projektu. Zapotrzebowanie na wyniki prowadzonych w ramach projektu badań podstawowych zgłaszały współpracujące z autorem przedsiębiorstwa przemysłowe. Unikalne własności M-obiegu czynią go niezwykle atrakcyjnym dla Polski, gdzie typowe obiegi wyparne nie znajdują powszechnego zastosowania ze względu na stosunkowo wysoką wilgotność klimatu.

Celem naukowym projektu jest wypełnienie luki badawczej w zakresie badań podstawowych dotyczących obiegu Maisotsenki: przeprowadzone zostaną detaliczne badania eksperymentalne oraz teoretyczne (z wykorzystaniem zaawansowanego modelowania matematycznego). W ramach projektu opracowane zostaną unikalne modele matematyczne zgodne z teorią ε-NTU, a następnie przeprowadzona zostanie ich eksperymentalna walidacja na współpracującej z autorem jednostce zagranicznej (Stony Brook University, Nowy Jork, USA). Opracowane modele i sposoby realizacji M-obiegu posłużą do przyszłych prac z dziedziny badań stosowanych, tj. wdrożenia nowych wymienników ciepła do urządzeń klimatyzacyjnych produkowanych przez współpracujące z autorem instytucje przemysłowe.

mgr inż. Demis Pandelidis

Autor w trakcie pracy na Politechnice Wrocławskiej, 2015

Jest doktorantem na wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Studia magisterskie ukończył na tym samym wydziale w 2011 r. Jego specjalizacją naukową jest modelowanie matematyczne procesów wymiany ciepła i masy w urządzeniach stosowanych w systemach grzewczych, chłodniczych i klimatyzacyjnych. Jest autorem dwóch zgłoszeń patentowych, kilkunastu artykułów z tzw. Listy filadelfijskiej, kilkunastu referatów na konferencjach międzynarodowych oraz kilkudziesięciu innych artykułów, rozdziałów w książkach i referatów konferencyjnych.

Data publikacji: 26.10.2015