Věda a výzkum

Hlavní oblasti výzkumu a vývoje

Výzkum v oboru je zaměřen na problematiku návrhu a hodnocení technických zařízení určených k úpravě stavu vnitřního i venkovního prostředí. Hlavní oblasti výzkumu:

• vývoj zařízení na úpravu prostředí a čistoty ovzduší v obytném i pracovním prostředí tj. větrací, vytápěcí, klimatizační a chladicí zařízení (zkráceně HVAC),
• ​energetická náročnost budov a systémů,
• ​mechanika tekutin a sdílení tepla, výměníky tepla,
• ​obnovitelné zdroje energie (solární kolektory, tepelná čerpadla),
• zařízení a opatření pro snižování hluku a vibrací,
• ochrana a monitorování čistoty ovzduší.
   

Aktuálně řešené projekty

TAČR Prostředí pro život SQ01010076 Vývoj nástrojů pro efektivní provádění sanace azbestu včetně nakládání s azbestovými nebezpečnými odpady s cílem minimalizace negativního dopadu na životní prostředí (2025-2027)

Cílem projektu je navrhnout nástroje pro efektivní řízení a provádění sanace azbestu včetně nakládání s azbestovými nebezpečnými odpady. Projekt si klade za cíl reagovat na současný nevyhovující stav v oblasti sanací azbestu a nakládání s nebezpečnými azbestovými odpady. Řešení projektu povede k vytvoření technických pravidel správné praxe pro sanaci azbestu v souladu s evropskou legislativou.

TAČR Théta 2 TS02020007 Vývoj duálního topného a chladicího panelu nové generace (2025-2028)

Cílem projektu je vývoj otopného a chladicího panelu nové generace. Předmětem řešení je navrhnout, vyrobit a otestovat duální panel, který bude možné používat jak pro vytápění, tak pro chlazení průmyslových i občanských budov. Nevýhodou stávajících sálavých panelů je zejména nedostatečný chladicí výkon díky omezené teplotě chladicí vody. Předmětem projektu je návrh nové konstrukce panelu s cílem intenzifikace chladicího účinku panelu v podobě využití konvektivní složky výkonu díky napojení panelu na nucený přívod větracího vzduchu. Díky průchodu vzduchu skrze navrženou perforaci panelu bude možné využít celou teplosměnnou plochu panelu. Dílčím cílem je rovněž zlepšení akustických vlastností panelu díky navržené
perforaci.

TAČR Théta 2 TK05020003 Vývoj rotačního regeneračního výměníku nové generace (2023-2025)

Cílem projektu je vývoj nové generace rotačního regeneračního výměníku pro zpětné získávání
tepla s vysokým přestupem tepla a nízkou tlakovou ztrátou. Cílem je vyrobit a otestovat výměník s
lomenou vlnou, která zajistí změnu charakteru proudění v kanálku rotačního výměníku, pro zvýšení přestupu tepla a zároveň ke zvýšení účinnosti (teplotního faktoru). Vývoj spočívá v analýze a volbě vhodných geometrických parametrů rotoru (výška vlny, tloušťka plechu) tak, aby měl zároveň nízkou tlakovou ztrátu a byl vyrobitelný s ohledem na křehkost materiálu použitého pro jeho výrobu.

Uskutečněné projekty

TK02020006 Zvyšování účinnosti rotačních regeneračních výměníků (2019 - 2022)

Cílem projektu byl vývoj ekonomicky a energeticky optimalizovaného rotačního regeneračního výměníku pro zpětné získávání tepla s regulací výkonu podle aktuální potřeby. Cílem je dosáhnout maximální účinnosti (teplotního faktoru) při minimální tlakové ztrátě výměníku. Optimalizace spočívá v novém geometrickém návrhu návinu rotoru. Ekonomická optimalizace spočívá ve volbě vhodného typu materiálu, jeho tloušťky a geometrie při zachování energetických parametrů.

TAČR Théta 2 TK02010164 Vývoj nástrojů pro optimální energetickou odezvu budov na požadavky chytré sítě a jejich dopad na energetický trh a životní prostředí (2019 - 2022)

Cílem projektu bylo vyvinout, testovat a vyhodnotit nástroje pro maximalizaci energetické flexibility budov. Konkrétně se výzkum bude zabývat vývojem nadřazeného řídicího systému pro rezidenční a kancelářské budovy. Úkolem vyvíjených nástrojů bude zajistit koordinovaný chod všech energetických systémů budov (vytápění, chlazení, větrání, stínění, místní výroba a akumulace elektrické energie aj.) tak, aby bylo dosaženo optimální energetické odezvy na budoucí požadavky tzv. chytré sítě s ohledem na komfort koncových uživatelů těchto budov. Testování nástrojů bude provedeno jak ve skutečném provozu, tak s využitím virtuálního testovacího prostředí umožňujícího analyzovat širokou škálu provozních scénářů.

TAČR Théta TK04010294 Metodika pro plánování chytrých tepelných sítí: modelové scénáře a nástroje koordinace systémové integrace Power2Heat na úrovni českých měst (2022 - 2024)

Hlavním cílem výzkumného projektu je vytvořit metodiku a podpůrné nástroje pro strategické plánování a účelnou dekarbonizaci sítí centrálního zásobování teplem (SCZT) v českých městech prostřednictvím posílení systémové integrace s důrazem na Power2Heat (P2H) technologie. Projekt zasadí dekarbonizaci SCZT do širšího mezisektorového kontextu v ČR a nabídne vzorové scénáře transformace pro území s existujícími SCZT na základě mezioborového výzkumu. Metodika bude založena na základě scénářů vývoje vycházející z výsledků pokročilé simulace energetických systémů, předpokládaného vývoje energetického trhu a možnostech financování a participativního designu, kdy je návrh již v průběhu projektu konzultován s expertním panelem, zástupci případových měst a dalšími klíčovými aktéry.

OP PIK CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_107/0012492 Vývoj nového typu větrací jednotky

Cílem projektu bylo vyvinout nový typ lokální větrací jednotky pro obytné budovy s vysokými nároky na akustické parametry. Lokální větrací jednotka s otočným rekuperačním výměníkem optimalizuje proudění vzduchu jednotkou, s cílem zabránit negativním zvukovým projevům. Byla vyvinuta na základě spolupráce mezi ČVUT v Praze a společností RECUAIR. Větrací jednotka je určena k instalaci přímo do obytné místnosti a hlukové hledisko je tak jednou z prioritních. Při vývoji nového typu větrací jednotky bylo využito počítačové simulace proudění CFD, měření hluku v akustické laboratoři a měření výkonu v laboratorních podmínkách. Jednotka obdržela český, dánský a americký patent.

OPPIK CZ01.1.02/0.0/0.0/15_019/0004577 Sestavné klimatizační jednoty

Cílem dvouletého výzkumného projektu, byla optimalizace ventilátorové komory pro sestavné klimatizační jednotky ALTEKO Tango. Při vývoji nové řady jednotek ALTON bylo využito počítačové simulace proudění CFD. Inovované konstrukční řešení přináší vyšší energetickou účinnost a nižší akustický výkon generovaný zařízením. Vnitřní uspořádání ventilátorové komory má významný vliv jak na energetickou účinnost celé jednotky, tak na vyzařovaný hluk. Analýza a optimalizace konstrukčního návrhu ventilátorové komory z hlediska proudění vzduchu je složitá problematika, obtížně řešitelná bez použití počítačové mechaniky tekutin (CFD). Pro modelování a simulaci byl použit software ANSYS Fluent.

OP PIK CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024872 - Modulární systém vytápění a přípravy teplé vody

Cílem projektu bylo vyvinout nový typ zapojení výměníkové stanice pro podporu přípravy teplé vody a vytápění nezávisle na potřebě dodávky tepla do obou systémů. Navržený systém využívá plynový ohřívač teplé vody s přímým ohřevem v akumulačním zásobníku teplé vody, kde akumulační objem je současně využíván jak pro přípravu teplé vody, tak i pro dodávku tepla do systému vytápění. Výhodou tohoto principu a návrhu zapojení je, že je možné oba systémy využívat souběžně a nezávisle, což standardní způsoby zapojení zdrojů tepla pro společnou přípravy teplé vody a vytápění neumožňují. Vývoj byl uskutečněn ve spolupráci se společností Quantum, a.s. Součástí vývoje bylo zpracování matematického modelu pro roční simulace navrženého systému u tří různých typů budov, následně sestavení prototypů pro experimentální ověření výsledků. Výstupem projektu je také webová aplikace pro návrh systémů přípravy teplé vody NAVO.

Příklady smluvního výzkumu

S.A.W.E.R. zařízení pro získávání vody ze vzduchu

Cílem smluvního výzkumu bylo navrhnout, sestrojit a otestovat zařízení pro získávání vody ze vzduchu v podmínkách pouště. Po úspěšném testování v laboratorních podmínkách a v poušti bylo zařízení S.A.W.E.R. (Solar Air Water Earth Resource) ústředním exponátem na světové výstavě EXPO 2020 v Dubaji.
 

Více informací se dozvíte na stránkách S.A.W.E.R.