HYPERGRYD

Projekt finansowany ze środków programu ramowego Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020" na podstawie umowy o udzielenie dotacji nr 101036656.

HYBRID COUPLED NETWORKS FOR THERMAL-ELECTRIC INTEGRATED SMART ENERGY DISTRICTS

HYBRYDOWO SPRZĘŻONE SIECI CIEPŁOWNICZO-ELEKTROENERGETYCZNE DLA INTELIGENTNYCH DZIELNIC ENERGETYCZNYCH

www.hypergryd.eu

Program: Horizon 2020, Call: H2020-LC-GD-2020 (the European Green Deal), Topic: LC-GD-2-1-2020, Type of action: RIA

Koordynator: Armengol & Ros Consulting Engineers Ass, Hiszpania

Konsorcjum: 19 Partnerów z 7 krajów europejskich

Cele projektu:

HYPERGRYD ma na celu opracowanie koncepcji rozwiązania konstrukcyjnego i technologicznego oraz zaprojektowanie zestawu replikowalnych i skalowalnych, efektywnych kosztowo rozwiązań technicznych (projektowych i technologicznych), które umożliwią integrację OZE z sieciami (w szczególności cieplnymi), w tym opracowanie innowacyjnych kluczowych elementów konstrukcyjnych maszyn i urządzeń, równolegle z usługami ICT, w celu optymalizacji obsługi systemów zwiększonej złożoności od poziomu budynku do poziomu lokalnej wspólnoty. Powstałe w ramach projektu HYPERGRYD rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne pozwolą na przyspieszenie zrównoważonej transformacji, planowanie i modernizację sieci ciepłowniczych i chłodniczych (DHC) w kierunku czwartej i piątej generacji. Projekt ma również na celu opracowanie systemu zarządzania i optymalizacji przepływami energii (w tym cieplnej) w zespole zintegrowanych systemów energetycznych w czasie rzeczywistym. Najlepsze z powstałych podczas realizacji projektu rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych zostaną wykonane i wdrożone w postaci czterech prototypowych demonstratorów w postaci Live-in-the-Labs w trzech reprezentatywnych strefach klimatycznych: we Włoszech, w Polsce i w Austrii.

IMP PAN będzie głównie zaangażowany w prace koncepcyjne i projektowe, opracowanie technologii wytwarzania, opracowanie metod diagnostycznych, prowadzenie analiz wytrzymałościowych, termodynamicznych i z zakresu mechaniki płynów. Prace badawcze w obszarze demonstratora technologii będą prowadzone w Centrum Badawczym IMP PAN-KEZO, ze szczególnym uwzględnieniem urządzeń takich jak: innowacyjne pompy ciepła, magazyny z materiałem PCM (Phase Change Material) i układy wysokosprawnych wymienników ciepła. W ramach projektu zostanie opracowana i przetestowana innowacyjna pompa ciepła zintegrowana z magazynem PCM. Docelowo zakłada się, że niniejsza pompa ciepła będzie charakteryzowała się większą sprawnością o około 20% od standardowych rozwiązań dostępnych obecnie na rynku. Urządzenie to zostanie zintegrowane z istniejącym systemem zasilanym z gruntowej pompy ciepła z CO₂. Zostaną opracowane dynamiczne modele urządzeń (nadkrytycznej pompy ciepła z CO₂, układu adsorpcyjnego, magazynu PCM). Współpraca urządzeń modelowana będzie za pomocą wypracowanych w ramach projektu autorskich modeli w Matlab i Dymola. Projekt Hypergryd pozwoli również na opracowanie oraz przetestowanie innowacyjnego układu CHP opartego o silnik parowy współpracujący z kotłem wielopaliwowym. Prace eksperymentalne pozwolą na wyznaczenie charakterystyk pracy silnika w zmiennych obciążeniach oraz przy parametrach obciążeń krytycznych. W badaniach zostanie wykorzystany system monitorowania stanu konstrukcji, będzie badany wpływ naprężeń cieplnych. Dodatkowo w ramach projektu ma powstać konstrukcja długoterminowego magazynu sorpcyjnego ciepła. W pracach nad magazynem zostaną zastosowane techniki obliczeń numerycznych w zakresie mechaniki płynów i wymiany ciepła. Przedstawiony powyżej zakres prac, obejmujący w dużej części budowę i eksploatację maszyn, wymianę ciepła, diagnostykę, modelowanie i wytrzymałość materiałów, pozycjonuje te prace w dyscyplinie inżynieria mechaniczna.

W zakres zagadnień rozpatrywanych w projekcie wchodzą tematy zaliczane do:

- mechaniki konstrukcji i podstaw konstrukcji maszyn – z uwagi na konieczność zaprojektowania, skonstruowania i przeprowadzenia testów pompy ciepła zintegrowanej z magazynem PCM; zaprojektowania, konstrukcji i badań eksperymentalnych układu sorpcyjnego, wykonania obliczeń wytrzymałościowych, zaprojektowania, konstrukcji i badań eksperymentalnych innowacyjnego układu kogeneracyjnego opartego na silniku parowym;

- mechaniki płynów – ze względu na konieczność obliczeń przepływowych w układach pomp ciepła; obliczeń adsorbera i desorbera;

- termodynamiki i wymiany ciepła – z uwagi na konieczność wykonania obliczeń CFD w elementach nadkrytycznej pompy ciepła z CO₂; obliczeń powierzchni wymiany ciepła w magazynach PCM i układzie sorpcyjnym; wyznaczenia współczynników wymiany ciepła podczas przemian fazowych w magazynach PCM;

- metrologii – z uwagi na zaprojektowanie układów pomiarowych i akwizycji danych oraz statystycznej obróbki danych.

W skład konsorcjum projektu HYPERGRYD wchodzą następujący Partnerzy:

1. Armengol & Ros Consulting Engineers Ass., ES

2. Comet Gesinco SL, ES

3. Kungliga Tekniska Hoegskolan, SE

4. Consiglio Nazionale Delle Ricerche, IT

5. Sorption Technologies GmbH, DE

6. AIT Austrian Institute of Technology GMBH, AT

7. Ranotor AB, SE

8. Gussing Energy technologies gmbh, AT

9. IDP INGENIERIA Y ARQUITECTURA IBERIA SL, ES

10. encoord GmbH, DE