Ultrawysokotemperaturowa pompa ciepła. PG liderem projektu DUOHEAT | WIMiO - Politechnika Gdańska

Zadanie to jest obarczone dużym ryzykiem naukowym i technologicznym, ponieważ przeniesienie ciepła o tak dużą różnicę temperatur jest jak dotąd komercyjnie nieosiągalne.

W skład konsorcjum wchodzą dodatkowo Akademia Górniczo-Hutnicza i Instytut Maszyn Przepływowych PAN.

Celem projektu jest stworzenie i przygotowanie do komercjalizacji ultrawysokotemperaturowej pompy ciepła zdolnej wytwarzać ciepło o temperaturze nawet do 200°C.  Kluczową cechą urządzenia będzie spiętrzenie (lift) temperatury, czyli różnica między temperaturą źródła a odbiornika ciepła, który wyniesie co najmniej 100 K. W praktyce oznacza to, że pompa ciepła podniesie temperaturę niskotemperaturowego ciepła odpadowego do poziomu przydatnego w wielu wymagających procesach przemysłowych jak przemysł spożywczy (suszenie i pasteryzacja), przemysł drzewny (suszenie drewna), przez przemysł chemiczny (reakcje chemiczne wymagające ogrzewania), po produkcję żywności.

- W wielu procesach przemysłowych znaczne ilości ciepła odpadowego są bezpowrotnie „zrzucane” do środowiska, m.in. w postaci gorącego powietrza o temperaturze około 100°C czy pary. W ramach naszego projektu, dzięki zastosowaniu pompy ciepła, planujemy odzyskać tę niewykorzystaną energię. Podniesienie temperatury ciepła odpadowego o co najmniej 100°C pozwoli na jego ponowne wykorzystanie w przemyśle  – mówi prof. Dariusz Mikielewicz, prorektor ds. nauki, dyrektor Instytutu Energii, kierownik projektu.

Projekt zakłada przeprowadzenie kompleksowych badań eksperymentalnych, analitycznych oraz numerycznych, które obejmą sprężarkę, wymienniki ciepła, dobór czynnika roboczego, przemiany fazowe oraz przepływy dwufazowe.

Sprężarka głównym elementem systemu

Sercem tego systemu będzie bezolejowa wysokoobrotowa sprężarka odśrodkowa o wysokiej sprawności. Zastosowanie łożysk i uszczelnień niewymagających oleju umożliwi ograniczenie strat, uprości obsługę i wyeliminuje wyciek substancji szkodliwych dla środowiska.

W trosce o środowisko

- Drugim istotnym elementem jest wybranie czynnika roboczego. Moją intencją, jako kierownika tego projektu jest to, by czynnik był naturalny, organiczny, który nie wpłynie na środowisko negatywnie – dodaje prof. Mikielewicz.

Projekt „DUOHEAT” przyczyni się rozwoju gospodarki opartej o zrównoważony sposób produkcji ciepła, co zapewni stały i ekologiczny rozwój zarówno przyszłego systemu elektro-energetycznego, jak i czystą produkcję ciepła. Stabilne powiązanie odbioru energii elektrycznej do produkcji ciepła z systemem elektroenergetycznym zapewni warunki do rozwoju w sektorze odnawialnych źródeł energii i efektywności energetycznej jednostek jądrowych planowanych do instalacji w Krajowym Systemie Energetycznym.

Prace nad projektem będą trwały do 29 marca 2029 r.

Projekt pt. „Wdrożenie innowacyjnej dwustopniowej pompy ciepła do elektryfikacji wysokotemperaturowych procesów cieplnych – DUOHEAT jest finansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG). Kwota finansowania: 10 992 912,95 zł.