Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative analysis of district heating markets: examining recent prices, regulatory frameworks, and pricing control mechanisms in Poland and selected neighbouring countries

Komorowska Aleksandra, Surma Tomasz

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 1

95--118

EN

Recent dynamic changes in global fossil fuels markets and the European carbon dioxide emis sion allowances system have significantly impacted the energy sectors. These fluctuations also influence district heating (DH) markets where coal and natural gas remain dominant energy vec tors in numerous European countries. District heating markets are distinct from other commodity markets due to their local nature and distribution requirements. Consequently, they can operate under various market models and have different price design policies depending on the country and region. With these considerations, this study aims to review and analyse the current market models and regulations of price formulation in the context of final prices in selected district heating mar kets. The primary objective is to conduct an in-depth analysis of the key district heating markets in Poland and compare the outcomes with the markets of neighbouring countries, including the Czech Republic, Slovakia, Lithuania, Latvia, Estonia, and Germany. Poland is taken as an example due to its high dependence on fossil fuels and its vulnerability to current global price fluctuations. The results indicate that Poland has one of the most regulated district heating markets, and these regulations can impact the profitability of district heating companies with high prices of fuel and carbon certificates observed in global markets. To create incentives for potential investors and incumbent companies to develop more sustainable and low-emission district heating markets in Poland – whe re energy transition processes are still underway – it is recommended to increase the frequency of formulation and approval of tariffs.

PL

Obserwowane w ostatnim czasie dynamiczne zmiany na globalnych rynkach paliw kopalnych oraz uprawnień do emisji dwutlenku węgla mają znaczący wpływ na sektory energetyczne. Fluktuacje te wpły wają także na rynki ciepła systemowego, gdzie węgiel i gaz ziemny nadal pozostają dominującymi nośni kami energii pierwotnej w wielu krajach europejskich. Rynki ciepła systemowego różnią się od rynków innych produktów ze względu na ich lokalny charakter i wymagania związane z transportem i dystrybucją. W związku z tym, w zależności od kraju, mogą one funkcjonować w różnych modelach rynkowych oraz mieć odmienne polityki kształtowania cen. W związku z powyższym, niniejszy artykuł ma na celu przegląd i analizę obecnych modeli rynkowych oraz regulacji kształtowania cen w kontekście cen na wybranych rynkach ciepła systemowego. Głównym celem jest przeprowadzenie dogłębnej analizy największych ryn ków w Polsce i porównanie wyników z sąsiadującymi państwami, tj. z Czechami, Słowacją, Litwą, Łotwą, Estonią i Niemcami. Polska została wybrana jako przykład ze względu na znaczną zależność od paliw kopalnych i podatność na obecne fluktuacje cen na rynkach międzynarodowych. Wyniki przeprowadzonej analizy wskazują, że Polska ma jeden z najbardziej uregulowanych rynków ciepła sieciowego, a regulacje te mogą wpływać na rentowność firm ciepłowniczych. W celu wypracowania zachęt dla potencjalnych inwestorów i obecnych przedsiębiorstw ciepłowniczych do rozwijania zrównoważonych i niskoemisyj nych systemów ciepłowniczych, rekomendowane jest rozważenie możliwości zwiększanie częstotliwości formułowania i zatwierdzania taryf ciepłowniczych.

2

Battery energy storage utilization in optimization of heat production in district heating sector

Nowakowski Rafał

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 1

9--18

EN

The innovative approach to the issues of integration of an electricity storage, heat storage and an electrode heating boiler in the heating system in this paper is presented. In recent years, a growing share of renewable energy sources in heating has been observed, which may result in the dynamics of electricity price variability being greater and more frequent than in daily and annual periods. This may apply in particular to the price of heat from electrode boilers. The proposed solution to optimize heat prices at an acceptable level for end users, consisting in connecting an electrode heating boiler with heat and electricity storage facilities is presented.

PL

W artykule przedstawiono innowacyjne podejście do zagadnień integracji magazynu energii elektrycznej, magazynu ciepła i elektrodowego kotła ciepłowniczego w systemie ciepłowniczym. W ostatnich latach można zaobserwować rosnący udział odnawialnych źródeł energii w ciepłownictwie, co może spowodować, że dynamika zmienności cen energii elektrycznej będzie większa i częstsza niż w okresach dobowych oraz rocznych. Może to dotyczyć w szczególności ceny ciepła z kotłów elektrodowych. W artykule przedstawiono propozycję rozwiązania dla optymalizacji cen ciepła, na akceptowalnym poziomie dla odbiorców końcowych, polegające na połączeniu elektrodowego kotła ciepłowniczego z magazynami ciepła i energii elektrycznej.

3

Geothermal Potential of the Lublin Trough is Low-temperature and North-concentrated. What May Be Environmental Impact of Their Use?

Ciapała Bartłomiej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2023

|

Tom 25

86--104

EN

The geothermal potential is challenging to assess, as on the one hand it requires subsurface parametric description; on another – the variable surface influences the potential and geological conditions. In the article, the author presents a novel method for assessing geothermal potential and its environmental impact. The procedure is implemented to evaluate the geothermal potential of the Lublin trough. Geological modelling and GIS analyses are used to determine prospective areas where geothermal water accessibility and sufficient head demand occur in the direct vicinity. Maximal geothermal heat production is estimated, and upon that – possible avoided emissions of air pollutants. The study results indicate that this region's geothermal resources are of low temperature (<50°C), so the only opportunity for exploitation is the direct use of geothermal water in objects or the operation of ultra-low-temperature district heating systems. The main geothermal energy production potential of the Lublin trough is in its northern part, close to the Warszawa trough and nearby main fracture zones. In total, up to 300 GWh of geothermal heat per year might be produced and consumed in the study area if residential and commercial objects could take advantage of ultra-low-temperature district heating system. It would lead to locally significant limitation of air pollutant emissions and decreased fossil fuel consumption.

4

Benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego w istniejącej ciepłowni gazowej

Instal

|

2023

|

nr 9

16--23

PL

Zgodnie z prognozami „Polityki energetycznej Polski do 2040 roku” (PEP2040), krajowa strategia energetyczna ma dążyć do neutralności klimatycznej. Cel ten ma zostać osiągnięty poprzez zwiększenie efektywności energetycznej przy udziale odnawialnych źródeł energii (OZE) oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych. Planowane zapotrzebowanie na energię elektryczną ma wzrosnąć od wartości 173,5 TWh (dane za 2022 r.) do 230,0 TWh (prognoza na 2040 r.), co będzie wymuszało budowę nowych źródeł energii elektrycznej m. in. opalanych gazem ziemnym lub gazem ziemnym z domieszką wodoru. Otwiera to nowe możliwości przed ciepłowniami, które instalując kogeneracyjny silnik gazowy, mają możliwość: (I) dywersyfikacji źródeł przychodu o dodatkową sprzedaż energii elektrycznej, (II) przeniesienia części kosztów stałych wynikających z działalności ciepłowniczej na działalność związaną z elektroenergetyką, (III) otrzymania w dłuższej perspektywie statusu efektywnej sieci ciepłowniczej, (IV) ograniczenia znacznego wzrostu podwyżek cen ciepła, (V) generacji dodatkowego przychodu, w szczególności w sezonie letnim, gdy produkcja ciepła wynika głównie z zapotrzebowania na ciepłą wodę. Inwestycję należy przeanalizować pod kątem zagrożeń płynących z niestabilnych cen na rynku gazu oraz dodatkowych możliwości jakie daje sprzedaż energii elektrycznej na rynku bilansującym, gdzie cena sprzedaży jest aktualizowana z godzinowym interwałem. Takie podejście daje większą elastyczność w porównaniu do modelu kształtowania taryf dla ciepła zatwierdzanych przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE). Zaprezentowane w artykule benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego bazują na doświadczeniu z uruchomienia elektrociepłowni w Białogardzie (woj. Zachodniopomorskie) wykorzystującej silniki tłokowe zasilane gazem ziemnym. Obiekt na przestrzeni kilkunastu lat przeszedł transformację od wytwarzania ciepła w lokalnych kotłowniach opalanych węglem kamiennym, a następnie paliwem gazowym, do jednej centralnej elektrociepłowni, która połączyła wszystkie lokalne kotłownie miejską siecią ciepłowniczą (MSC). Doświadczenie z działań modernizacyjnych istniejących kotłowni oraz przegląd różnych aspektów stosowania kogeneracji gazowych, które zostały opisane w niniejszym artykule ma na celu rozpoczęcie dyskusji nad zmianą aktów prawnych w zakresie kogeneracji, celem ich dostosowania do dynamiki rynku.

EN

According to the forecasts of the “Energy Policy of Poland until 2040” (PEP2040), the national energy strategy is to strive for climate neutrality. This goal is to be achieved by increasing energy efficiency with the use of renewable energy sources (RES) and reducing greenhouse gas emissions. The planned demand for electricity is to increase from 173.5 TWh (data for 2022) to 230.0 TWh (forecast for 2040), which will force the construction of new electricity sources, e.g. based on natural gas or its mix with hydrogen. This opens up new opportunities for heating plants, which, by installing a cogeneration gas engine, have the opportunity to: (i) diversify their sources of income by additional sales of electricity, (ii) transfer part of the fixed costs resulting from heating operations to activities related to the power industry, (iii ) obtaining the status of an effective heating network in the long term, (iv) limiting a significant increase in heat price increases, (v) generating additional income, in particular in the summer season, when heat production results mainly from the demand for hot utility water. The investment should be analyzed in terms of threats arising from unstable prices on the gas market and additional opportunities offered by the sale of electricity on the balancing market, where the sale price is updated with an hourly interval. This approach gives greater flexibility compared to the model of shaping heat tariffs approved by the President of the Energy Regulatory Office (URE). The benefits and limitations of the installation of the cogeneration system presented in the article are based on the experience from the commissioning of the CHP plant in Białogard (Zachodniopomorskie Voivodeship) based on natural gas-fired piston engines. Over the course of several years, the facility has undergone a transformation from generating heat in local boiler houses fired with hard coal, and then with gas fuel, to one central heat and power plant, which connected all local boiler houses with the municipal heating network. The experience from the modernization of existing boiler houses and the review of various aspects of the use of gas cogeneration, which are described in this article, is intended to start a discussion on amending legal acts in the field of cogeneration in order to adapt them to market dynamics.

5

A Review on Crop Responses to Nanofertilizers for Mitigation of Multiple Environmental Stresses

Singh Abhishek, Rajput Vishnu D., Al Tawaha Abdel Rahman Mohammad, Al Zoubi Omar Mahmoud, Habeeb Talaat, Rawat Sapna, Ghazaryan Karen, Minkina Tatiana

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 7

280--296

EN

Over the past years, alterations in the environment have had an adverse impact on the global agricultural system, leading to difficulties in plant growth, physiology, and productivity due to non-living factors. These difficulties pose a significant risk to both global food security and agricultural advancement, necessitating innovative methods for long-term sustainability. Nanotechnology has emerged as a promising solution to address these difficulties by utilizing nanoscale products like nanofertilizers, nanofungicides, nanoherbicides, and nanopesticides. Nanoparticles provide distinct advantages in agriculture due to their small size, ability to easily penetrate cellular barriers, and efficient absorption by plants. Numerous studies have demonstrated that the application of nanoparticles can improve both the quantity and quality of crop yields, even when faced with various biological and environmental pressures. This research study primarily focuses on investigating the impact of non-living pressures on plants and examining how nanoparticles can help alleviate these effects. Additionally, it explores the molecular, metabolic, and anatomical adaptations that plants undergo to thrive in challenging environments. Nonetheless, it is essential to acknowledge that the widespread utilization of nanotechnology raises concerns regarding potential risks to the environment and human health.

6

Rozwój sieci ciepłowniczych i sposoby wykorzystania ciepła z wody powrotnej, jako jeden z kierunków zmierzających do osiągniecia neutralności klimatycznej

Zbrzeźniak Rafał

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 12

25--32

PL

Sieci ciepłownicze są kluczowym elementem systemów energetycznych umożliwiające efektywne dostarczanie ciepła do budynków. W sieciach tych występuje możliwość wykorzystania ciepła z wody powrotnej, które obecnie trafia ponownie do wytwórcy generując po drodze straty w sieci ciepłowniczej. W artykule przedstawiono historię rozwoju sieci ciepłowniczych, powody obniżania jej parametrów oraz techniczne rozwiązania umożliwiające wykorzystanie ciepła z wody powrotnej. Przedstawiono także perspektywy i związane z nimi wyzwania dotyczące efektywnego wykorzystania ciepła z wody powrotnej w sieciach ciepłowniczych.

EN

District heating networks are a key component of energy systems, enabling the efficient supply of heat to many buildings. Within these networks there is the opportunity to use the heat from the return water, which currently returns to producer generating losses in the heating network along the way. This article presents the history of district heating networks, reasons for lowering its parameters and technical solutions enabling the use of heat from return water. It also presents the prospect and challenges associated with the effective use of heat from return water in district heating networks.

7

Układy do pozyskiwania energii elektrycznej małej mocy

Górski Krzysztof, Kozieł Mateusz, Zawadzki Jan, Rosińska Karolina

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

91--95

PL

W pracy przedstawiono przegląd literatury dotyczącej pozyskiwania energii znajdującej się w otoczeniu (energy harvesting- EH). Skupiono się na pozyskiwaniu energii EH ze źródeł małej mocy, co powoduje, że występują ograniczenia w stosowaniu harvestingu do urządzeń elektronicznych, które charakteryzują się niewielkim poborem prądu. Dokonano przeglądu fabrycznych rozwiązań układów scalonych wykorzystujących komponenty do pozyskiwania energii z otoczenia i jednoczesnego zasilania urządzeń elektronicznych małej mocy. Zaproponowano koncepcję wykorzystania pozyskiwania energii EH do zastosowań militarnych.

EN

The paper reviews the literature on energy harvesting in the environment (energy harvesting - EH). The focus was on obtaining EH energy from low-power sources. As a result, there are limitations in using harvesting for electronic devices that are characterized by a low power consumption. The factory solutions of semiconductor systems using components for obtaining energy from the environment were reviewed. The concept of using EH energy for military applications was proposed

8

Experimental studies of design-and-technological parameters of heat exchanger

Yaropud Vitalii, Kupchuk Ihor, Burlaka Serhiy, Poberezhets Julia, Babyn Ihor

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 10

57--60

EN

As a result of experimental studies, a mathematical model of the influence of the length of the air duct, volumetric air flow, air temperature in the external environment on the useful thermal power of the developed heat exchanger for its given geometric parameters was obtained. As a result of experimental studies, the optimal values of the design and technological parameters of the developed heat exchanger have been established, at which its useful thermal power is maximum.

PL

W wyniku badań eksperymentalnych uzyskano model matematyczny wpływu długości kanału powietrznego, objętościowego przepływu powietrza, temperatury powietrza w środowisku zewnętrznym na użyteczną moc cieplną opracowanego wymiennika ciepła dla zadanych parametrów geometrycznych. W wyniku badań eksperymentalnych ustalono optymalne wartości parametrów konstrukcyjnych i technologicznych opracowanego wymiennika ciepła, przy których jego użyteczna moc cieplna jest maksymalna.

9

Udział energii odnawialnej w polskim miksie energetycznym w odniesieniu do innych krajów

Ciechanowska Maria

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 12

892--900

PL

W artykule przedstawiono działania Komisji Europejskiej ujęte w planie REPowerEU, mające na celu z jednej strony zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego krajów członkowskich UE po agresji Rosji na Ukrainę i nałożeniu sankcji na Rosję, a z drugiej – ograniczenie nasilających się obecnie coraz bardziej negatywnych zmian klimatycznych. Aby przeciwdziałać tym zmianom, koniecznością jest odejście od wykorzystywania paliw kopalnych na rzecz odnawialnych źródeł energii (OZE). Scharakteryzowano udział energii OZE w bilansach energetycznych wybranych krajów europejskich i pozaeuropejskich poprzez przedstawienie wielkości zainstalowanej mocy energii elektrycznej pochodzącej z poszczególnych typów źródeł energii: wiatru, promieniowania słonecznego, wody, biomasy (biopaliwa stałe, ciekłe i gazowe) oraz z zasobów geotermalnych. Dane te pochodzą z roku 2021 i dotyczą krajów najbardziej zaawansowanych we wdrażaniu technologii OZE. Drugim analizowanym parametrem jest wielkość ciepła wygenerowanego ze źródeł odnawialnych oraz pozyskanego w procesie wysokosprawnej kogeneracji. W rozdziale dotyczącym udziału energii odnawialnej w strukturze polskiej energetyki przedstawiono wyniki z I półrocza 2022 r., wskazujące, że zielona energetyka stanowiła tylko 22,5% całej wyprodukowanej energii, przy największym udziale elektrowni wiatrowych (11,9%) i instalacji fotowoltaicznych (4,4%). Podkreślono ogromny rozwój w kraju fotowoltaiki (liczba instalacji w maju 2022 r. wynosiła 1 083 600 szt.) oraz duży potencjał rozwojowy pomp ciepła. Omówiono wybrane dokumenty krajowe mające wpływ na powstawanie nowych źródeł OZE, konieczność ich dostosowania do aktualnych potrzeb, a także wprowadzenia uproszczonych procedur i skrócenia terminów udzielania zezwoleń na inwestycje OZE.

EN

The article presents the actions of the European Commission included in the REPowerEU plan, intended on the one hand to ensure the energy safety of the EU member states after the Russian aggression against Ukraine and regarding the sanctions imposed on Russia, and on the other hand – to limit the currently intensifying and increasingly negative climate changes. In order to counteract these changes, it is necessary to phase out the utilisation of fossil fuels in favour of renewable energy sources (RES). The share of RES energy in the energy balances of selected European and non-European countries has been characterised by presenting the magnitude of the installed power of electricity originating from the individual types of energy sources: wind, sunlight, water, biomass (solid, liquid and gaseous biofuels), as well as from geothermal resources. These data originate from 2021, and they refer to the most advanced countries in the implementation of RES technologies. The second analysed parameter is the amount of heat generated from renewable sources and acquired in the process of high-efficiency cogeneration. The chapter involving the share of renewable energy in Polish energy structure presents the results from the 1st half of 2022, pointing out that green energy amounted to only 22.5% of the entire produced energy, with the highest percentages of wind farms (11.9%) and photovoltaic installations (4.4%). The enormous growth of photovoltaics in the country (the number of installations in May 2022 was 1,083,600) is emphasised along with the high development potential of heat pumps. Selected national documents having an impact on the creation of new RES are discussed along with the necessity to adjust them to the current needs, and to introduce simplified procedures and reduction of the times of granting permits for RES investments.

10

Aspekt energetyczny działania komór spalania okrętowych turbinowych silników spalinowych

Girtler Jerzy

Journal of Polish CIMEEAC

|

2022

|

Vol. 17, no 1

44--57

PL

Przedstawiono zmodyfikowaną propozycję wartościowania (ilościowego określenia) działania komór spalania turbinowych silników spalinowych z uwzględnieniem zachodzących w nich oddziaływań energetycznych. Propozycja ta uzupełnia i uściśla rozważania zawarte w publikacji [4]. Przedstawione rozważania bazują na fakcie, że w komorach spalania tego rodzaju silników spalinowych zachodzi przekształcanie energii chemicznej zawartej w dostarczonym do niej paliwie (ściślej – energii chemicznej zawartej w mieszaninie paliwowo-powietrznej powstałej w tej komorze) na energię wewnętrzną spalin i związaną z nią ich energię ciśnienia powstających podczas spalania paliwa. Ta forma przemiany energii została nazwana ciepłem (Q). Ciepło Q odniesione do jednostki czasu t spalania paliwa zostało nazwane strumieniem ciepła (Q). Przyjęto także, że w przestrzeniach między łopatkowych wirnika turbiny zachodzi proces zamiany części energii wewnętrznej spalin, ale tylko tej, którą jest energia kinetyczna ich cząstek będących w ruchu cieplnymi (czyli energia termiczna) i wynikającą z niej energię ciśnienia na energię kinetyczną ruchu obrotowego tegoż wirnika. Zwrócono uwagę, że proces ten może być nieprawidłowy, w przypadku niewłaściwego działania komory spalania. Działanie komory spalania turbinowego silnika spalinowego zostało w tym artykule zinterpretowane, jako przetwarzanie energii chemicznej spalanego paliwa na energię wewnętrzną powstających spalin w ustalonym czasie. Wartościowanie tak rozumianego działania komór spalania tego rodzaju silników spalinowych, zaproponowane w tym artykule, polega na określeniu ilościowym tego działania za pomocą wielkości fizycznej, którą cechuje wartość liczbowa z jednostka miary nazwana dżulosekundą [dżul x sekunda]. Do oceny procesu pogarszania się działania komór spalania dowolnego turbinowego silnika spalinowego zaproponowano podejście statystyczne, w którym zastosowano estymację przedziałową wartości oczekiwanej E(Qt) ciepła w chwili t oraz modele deterministyczny i probabilistyczny oceny działania komory spalania, przy czym do opracowania modelu probabilistycznego zastosowano jednorodny proces Poissona. Wspomniane ciepło jest interpretowane jako forma (sposób) przemiany w komorze spalania silnika energii chemicznej mieszaniny paliwowo-powietrznej na energię wewnętrzną i związanej z nią energię ciśnienia spalin uzyskaną podczas spalania w niej paliwa.

11

Straty ciepła w obiegu cyrkulacyjnym instalacji ciepłej wody użytkowej

Bugała Aleksandra, Grzywacz Maciej

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 6

18--22

PL

Tematyką artykułu są badania strat ciepła w obiegu cyrkulacyjnym instalacji ciepłej wody użytkowej w wielorodzinnym budynku mieszkalnym. Przedstawiono wyniki badań za pomocą dodatkowo opomiarowanego węzła ciepłowniczego; badania wykonano w okresie zimowym i letnim. Wykonano analizę strat ciepła w instalacji c.w.u. oraz podano zalecenia dotyczące możliwości ich zmniejszenia.

EN

The topic of the article is a study of heat losses in the circulation circuit of a hot water system in a multi-family residential building. The results of the investigations are presented with the use of an additionally metered district heating substation; the investigations have been conducted in the winter and summer seasons. An analysis of heat losses in the domestic hot water installation has been conducted and recommendations have been given for their reduction.

12

Izolacja cieplna urządzeń energetycznych, a straty ciepła w piecu fluidalnym przeznaczonym do spalania komunalnych osadów ściekowych

Cichowicz Robert, Wiśniewski Jacek

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 6

10--17

PL

Izolacje wewnętrzne i zewnętrzne są stosowane w celu zmniejszenia oddziaływania procesów wymiany ciepła od urządzeń energetycznych do otoczenia, a także, aby zmniejszyć ich straty oraz zwiększyć wydajność urządzenia. Przemysłowe urządzenia wysokotemperaturowe, do których należą piece fluidalne, nie zawsze muszą mieć izolację zewnętrzną. W przedstawionych rozważaniach pominięto bardzo ważną sprawę związaną z BHP, natomiast skupiono się na problemie powstawania strat ciepła i ich wykorzystaniu. Jest to szczególnie istotne, ponieważ znajomość zasad wymiany ciepła pozwala na polepszenie warunków tego procesu, zmniejszenie start oraz na zwiększenie wydajności powierzchni grzejnych i zachowanie odpowiednich kształtów tych powierzchni. Ważnym elementem jest także wykorzystanie powstających strat ciepła do innych celów, które mogą wpłynąć na racjonalną gospodarkę ciepłem w halach przemysłowych. Przykładem takiej racjonalnej gospodarki ciepłem, może być właśnie piec fluidalny przeznaczony do spalania komunalnych osadów ściekowych. W takim przypadku ogniotrwała wymurówka stanowi izolację pomiędzy komorą spalania, a otoczeniem. Natomiast wpływ procesów wymiany ciepła, m.in. strat ciepła jest zauważalny przez zwiększoną temperaturę w otoczeniu pieca. W takiej sytuacji pojawiają się następujące pytania: czy dodatkowa izolacja zewnętrzna jest potrzebna, czy eksploatacja takiego urządzenia będzie możliwa i łatwiejsza, czy straty ciepła będzie można wykorzystać? Są to tezy, na które autorzy spróbują odpowiedzieć w niniejszym artykule. Przeprowadzone badania pozwalają na stwierdzenie, że straty ciepła są wywołane jego przenikaniem, że izolacja nie jest koniecznie potrzebna w eksploatacji tego typu urządzeń, a różnice temperatury można wykorzystać do zwiększenia komfortu cieplnego pomieszczeń przemysłowych.

EN

Internal and external insulations are used to reduce the impact of heat transfer processes from power equipment to the environment, and to reduce heat loss and increase equipment efficiency. Industrial high-temperature equipment, which includes fluidized bed furnaces, does not always need to have external insulation. In the presented considerations, a very important issue related to health and safety was omitted, while the focus was on the problem of heat loss generation and its utilization. It is particularly important because the knowledge of the principles of heat exchange allows for improving the conditions of this process, reducing the start and increasing the efficiency of heating surfaces and maintaining the appropriate shapes of these surfaces. An important element is also the use of the arising heat losses for other purposes, which may influence rational heat management in industrial halls. An example of such rational heat management may be a fluidized bed furnace intended for burning communal sewage sludge. In such a case the refractory lining constitutes the insulation between the combustion chamber and the surroundings. On the other hand, the influence of heat exchange processes, among others heat losses, is noticeable by increased temperature in the furnace surroundings. In such a situation the following questions arise: is additional external insulation necessary, will it be possible and easier to operate such a device, will the heat loss be usable? These are the theses that the authors will try to answer in the following article. The conducted research allows us to conclude that heat losses are caused by its penetration, that insulation is not necessarily needed in the operation of this type of equipment, and temperature differences can be used to increase thermal comfort of industrial rooms.

13

Thermodynamic calculation of a rotary engine with external heat supply based on the ideal rallis cycle

Usenkov Roman A., Popov Igor A., Gortyshov Yuri F., Kokhanova Svetlana Y., Latypov Ravil A.

Acta Mechanica et Automatica

|

2022

|

Vol. 16, no. 1

40--47

EN

The design and kinematic scheme of the operation of a rotary external combustion engine with offset shafts have been developed. Expressions are obtained that make it possible to calculate the values of the increasing and decreasing functions of the working volume of the hot and cold cavities with a change in the angle of rotation of the rotor. An expression is obtained for calculating the compression ratio in the cold cavity of a rotary heat engine with an external heat supply. An expression has been determined that makes it possible to calculate the total torque of a rotary external combustion engine. A comparative analysis of the torque values of a rotary heat engine with an external heat supply and a Wankel engine is carried out. An assessment of the efficiency of an external combustion engine with offset shafts is carried out. Based on the thermodynamic calculations using ideal Erickson and Rallis cycles for a rotary external combustion engine, the processes occurring inside the hot and cold cavities of a heat engine are described. The thermodynamic condition parameters at the characteristic points of the cycle are determined and expressions are obtained that determine the thermal efficiency of the ideal Erickson and Rallis cycles in relation to the considered external combustion engine. A method for calculating the ideal cycle for an external combustion engine with offset shafts is presented.

14

Przegląd metod ogrzewania nawierzchni drogowych

Pasztetnik Agata

Przegląd Komunikacyjny

|

2021

|

R. 76, nr 12

8--13

PL

Kluczowym aspektem utrzymania zimowego dróg jest usuwanie śliskości zimowej. W artykule przedstawiono przegląd metod ogrzewania nawierzchni będących alternatywą dla standardowych sposobów radzenia sobie ze śniegiem i lodem. Przenalizowano ogrzewanie: hydrauliczne, elektryczne, mikrofalowe oraz indukcyjne. Przedstawiono badania i realizacje poszczególnych metod.

EN

The main aspect of winter maintenance is removing winter slipperiness. The paper presents an overview of pavement heating methods that are an alternative to standard methods of dealing with snow and ice. Hydraulic, electric, microwave and induction heating was analyzed. The research and implementation of individual methods were presented.

15

Effect of repeated vehicle braking on the warming of selected parts of the vehicle

Synák František, Rievaj Vladimír, Kučera Matej, Šebök Milan, Skrúcaný Tomáš

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2020

|

z. 107

183--196

EN

The friction brakes convert a significant part of a vehicle’s kinetic energy into thermal energy. Some of its parts is distributed to the places around the brakes, and another part is accumulated in several vehicle components. This article is focused on the measurement of temperature increase of selected vehicle components during re-deceleration. These components include brake discs, brake pads, calliper, wheel rim and tire side in the area of its bead and tread. The measurements were performed during the repeated braking of a fully-loaded vehicle according to ECE Regulation No 13 - type I.

16

Results of Jet Fan Tests Using Experimental and Numerical Techniques

Kubicki Grzegorz, Tekielak-Skałka Izabela

Safety & Fire Technology

|

2020

|

Vol. 55, iss. 1

6--14

EN

Aim: The aim of the experiments was to check if different jet fans with similar parameters had a similar air flow profile. The study was also aimed at testing whether normal and reverse flow direction have the same profile. Next, the obtained results of velocity distribution along the airflow axis were compared with the results of numerical analysis carried out using tools commonly applied in Poland. Project and methods: The study involved three jet fans (W1 and W3 were manufactured as reversible units, W2 was a unidirectional device). The tests were conducted in two empty warehouses to investigate airflow velocity. The measurements were performed along the axis of the fans and at additional specific points. The first measurement point was located at the fan inlet plane. The following measurements were conducted at 0.6-meter intervals at a distance of 3.6 m from the fans and at 1.2-meter intervals at a distance from 3.6 m to 24.0 m from the fan. The velocity at each measurement point was determined as the average of a 10-second measurement. The velocity measurements were conducted using an ultrasonic anemometer – Windmaster Pro. At the second stage of the study, CFD analysis was performed. Two models were devised in both Ansys Fluent and FDS. Each CFD model presented a single fan in warehouses. Models included the actual position of the fan, doors, columns and joists. Different settings and different sizes of the computational mesh were used in CFD simulation. Results: The study resulted in an air profile along three different jet fans. Velocity profiles in normal and reverse directions were compared. Significant differences were found between airflows for normal and reverse directions. Additionally, it was possible to compare the obtained results in real scale and a CFD simulation performed in the ANSYS FLUENT 13, FDS 5.5.3 and FDS 6. Some of the CFD simulations provided a good similarity of airflow profiles in CFD and real tests, while others did not. Thus, the study showed which settings provided the best results. Conclusions: Each of the tested fans is characterised by a different airflow distribution. The velocity distribution profile is different for the normal and reverse direction in the studied reversible fans despite the same air stream blown in both directions. The performed analyses show that CFD programs can solve velocity correctly, but this requires good settings.

PL

Cel: Celem badań było sprawdzenie, czy różne wentylatory strumieniowe o różnej konstrukcji, ale zbliżonych parametrach pracy, generowały podobny profil przepływu powietrza. Badania prowadzone były w warunkach pracy normalnej i rewersyjnej. Uzyskane rezultaty pomiarów rozkładu prędkości wzdłuż osi przepływu powietrza zostały wykorzystane do porównania wyników analiz numerycznych wykonywanych przy użyciu powszechnie stosowanych w Polsce narzędzi. Projekt i metody: Przedmiotem badań były trzy wentylatory strumieniowe różnych producentów. Dwa z nich (W1 i W3) posiadały zdolność do pracy w kierunku normalnym i rewersyjnym, W2 był urządzeniem jednokierunkowym. Testy zostały przeprowadzone w pustej przestrzeni hali magazynowej. Pomiary prędkości przepływu powietrza, wykonane za pomocą anemometru ultradźwiękowego (WindmasterPro), realizowane były w osi wentylatorów, a pomiary wykonywane były co 0,6 m w odległości do 3,6 m od wylotu wentylatora i co 1,2 m w odległości od 3,6 do 24,0 m. Prędkość w każdym punkcie określano jako średnią z 10 s pomiaru. Badania numeryczne dla każdego z wentylatorów zostały wykonane na dwóch modelach stworzonych w Ansysy Fluent i FDS. Modele zawierały pełne odwzorowanie położenia wentylatorów oraz elementów konstrukcyjnych hali. W symulacjach zastosowano różne ustawienia i rozmiary siatki obliczeniowej. Wyniki: Rezultatem badań było określenie i porównanie charakterystyki przepływu powietrza dla trzech różnych wentylatorów strumieniowych. Pomimo podobnej wielkości jednostek wyniki badania wykazały znaczącą różnicę między poszczególnymi charakterystykami przy przepływie normalnym i pomiędzy przepływem powietrza w kierunku normalnym i odwrotnym. Wyniki rzeczywiste zostały porównane do wyników symulacji CFD przeprowadzonych w ANSYS FLUENT 13, FDS 5.5.3 i FDS 6. Niektóre symulacje CFD pozwoliły na uzyskanie dobrego podobieństwa profilu przepływu powietrza w CFD i rzeczywistych testach, a niektóre nie. Pozwala to na określenie ustawień, przy których uzyskane wyniki najlepiej odwzorowują stan rzeczywisty. Wnioski: Każdy z badanych wentylatorów charakteryzuje się innym rozkładem przepływu powietrza przy pracy normalnej. Znaczną różnicę widać również przy pracy badanych wentylatorów w kierunku normalnym i rewersyjnym, pomimo takiej samej wielkości strumienia powietrza wdmuchiwanego w obu kierunkach. Przeprowadzone analizy pokazują, że programy CFD potrafią poprawnie rozwiązać prędkość, ale potrzebują dobrych ustawień.

17

Assessment of the Possibility of Introducing a Cogeneration System in the Biogas Development Process by the Example of the Wastewater Treatment Plant Located in Rybnik Orzepowice

Karwot Janusz, Bondaruk Jan, Zawartka Paweł

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 2

1116--1131

EN

The paper presents and discusses the 6-year effects of the operation of a biogas-fired cogeneration system which operates at the Rybnik Orzepowice sewage treatment plant. The qualitative composition of biogas, average daily amount of biogas produced, total demand of the sewage treatment plant for electricity and the amount of electricity obtained from biogas were presented. Regarding the average daily biogas production for the years 2013–2018, it can be stated that it remains at the level of 2,809 m3/d (±33%). The average daily total electricity consumption for 2013-2018 remains at 8,846 kWh/d (-13.8%; +20.6%). The average daily amount of electricity produced from biogas for the years 2013-2018 remains at the level of 3,892 kWh/d (-38.7%; +10.1%). Electricity generated from biogas allows us to cover the demand of the treatment plant at 44% (minimum 39%, maximum 50%). In the analysed period, biogas consumption by individual facilities was: cogeneration unit approx. 65%, boilers: 10%, flare: 25%. Based on the operational data, it was calculated that: the unit indicator for biogas extraction from sewage, on average is 0,1584 mn3/m3 (min. 0,0937 mn3/m3, max.: 0,2291 mn3/m3), the unit indicator for biogas extraction in relation to for COD load an average of 0.22 m3of biogas/kg COD (min. 0.09 m3of biogas/kg COD, max. 0.47 m3of biogas/kg COD), the unit ratio of biogas extraction in relation to the BZT5 load was on average 0.61 m3biogas/kg BZT5 (min. 0.28 m3biogas/kg BZT5, max. 1.20 m3biogas/kg BZT5).

PL

W artykule przedstawiono i omówiono 6-cio letnie efekty pracy układu kogeneracyjnego zasilanego biogazem, który pracuje w Oczyszczalni Ścieków Rybnik Orzepowice. Zaprezentowano skład jakościowy biogazu, średniodobową ilość wytwarzanego biogazu, całkowite zapotrzebowanie oczyszczalni na energię elektryczną oraz ilość energii elektrycznej uzyskiwanej z biogazu. Średniodobowa produkcji biogazu, za lata 2013-2018 można stwierdzić, że utrzymuje się ona na poziomie 2,809 m3/d (±33%). Średniodobowe całkowite zużycie energii elektrycznej za lata 2013–2018, utrzymuje się on poziomie 8,846 kWh/d (-13,8%; +20,6%). Średniodobowa ilość produkowanej energii, energii elektrycznej z biogazu za lata 2013–2018 utrzymuje się on poziomie 3,892 kWh/d (-38,7%; +10,1%). Energia elektryczna wytwarzana z biogazu pozwala na pokrycie zapotrzebowania oczyszczalni na poziomie 44% (minimalnie 39%, maksymalnie 50%). W analizowanym okresie zużycie biogazu przez poszczególne obiekty wynosiło: jednostka kogeneracyjna ok. 65%, kotły: 10%, pochodnia: 25%. Na podstawie danych eksploatacyjnych obliczono, że: jednostkowy wskaźnik pozyskania biogazu ze ścieków, średnio wynosi 0,1584 mn3/m3 (min. 0,0937 mn3/m3, max.: 0,2291 mn3/m3), jednostkowy wskaźnik pozyskania biogazu w odniesieniu do ładunku ChZT średnio wynosił 0,22 m3 biogazu/kg ChZT (min. 0,09 m3 biogazu/kg ChZT, max. 0,47 m3 biogazu/kg ChZT), jednostkowy wskaźnik pozyskania biogazu w odniesieniu do ładunku BZT5 średnio wynosił 0,61 m3 biogazu/kg BZT5 (min. 0,28 m3 biogazu/kg BZT5 w, max. 1,20 m3 biogazu/kg BZT5).

18

Numerical investigation of heat transfer enhancement in heat sinks using multiple rows vortex generators

Fathi Shayan, Yazdi Mohamad Eftekhari, Adamian Armen

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 1

97--108

EN

This study investigates the application of multiple rows vortex generators for heat transfer improvement of heat sinks. At first, five different geometries of heat sinks are investigated. After choosing the optimum heat sink geometry based on the heat transfer performance and pressure drop characteristic, application of multiple rows of vortex generators is investigated for heat transfer improvement. The effect of different parameters including the number of vortex generator rows, distance between them and also their inclination angle on the heat transfer performance of heat sinks are studied as well. Numerical investigations are done based on the finite volume method. The numerical computations have been validated with available experimental data. The results show that the wavy form of geometry of heat sinks has the best heat transfer performance among the considered ones. This geometry showed an 11% increase in the heat transfer rate compared to a conventional plate-fin heat sink. In addition, by using one, two and three rows vortex generators, thermal performance of heat sink has been improved by 10, 14 and 16%, respectively.

19

Enhancing the exhaust heat recovery in integrated energy plant

Radchenko Mykola, Radchenko Andrii, Mikielewicz Dariusz, Forduy Serhiy, Zubarev Anatolii, Khaldobin Viktor

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2020

|

Vol. 4, nr 4

157--165

EN

The efficiency of exhaust heat recovery in typical integrated energy plant on the base of reciprocating gas engines with absorption lithium-bromide chiller for combined electricity, heat and refrigeration supply of the factory Sаndorа-PepsiCо Ukraine is analyzed. The reserves of decreasing the heat exhausted into atmosphere are revealed on the base of monitoring data and their realization through conversion into refrigeration for cooling the engine cyclic air is proposed. Some scheme decisions of improved and innovative exhaust heat recovery systems providing deep heat conversing into refrigeration for engine cyclic air cooling are developeded.

20

Modelling of heat generation and transfer in metal cutting: a short review

Grzesik Wit

Journal of Machine Engineering

|

2020

|

Vol. 20, No. 1

24--33

EN

This paper overviews thermal fundamentals in metal cutting process for the determination of the amount of heat in the cutting zone which represents the interfaces between the cutting tool, the chip and the workpiece materials. Different measuring and predicting techniques of the tool-chip contact temperature and corresponding heat flux based on the estimated heat partition are outlined. The main focus was on the differently coated cutting tools and their role in controlling thermal behaviour of the cutting process. The computed algorithms for analytical and numerical methods as well as their main advantages and disadvantages, and practical applications in machining are overviewed. A number of practical solutions obtained in the Department of Manufacturing Engineering, TU of Opole are presented.