Technika sanitarna

Wykaz oznaczeń i skrótów / 11
Przedmowa / 13
Wstęp / 17

1. Natryskiwanie cieplne powłok / 19
1.1. Metody nanoszenia warstw i powłok / 20
1.2. Natryskiwanie łukowe / 23
1.3. Natryskiwanie plazmowe / 25
1.4. Natryskiwanie płomieniowe / 28
1.4.1. Natryskiwanie płomieniowe z prędkością poddźwiękową / 28
1.4.2. Natryskiwanie płomieniowe z prędkością naddźwiękową HVOF / 31
1.5. Natryskiwanie laserowe / 39
1.6. Natryskiwanie na zimno (Cold Spray) / 40
1.7. Stopowanie i przetapianie laserowe / 43
1.7.1. Stopowanie laserowe / 43
1.7.2. Przetapianie laserowe powłok / 46
1.8. Porównanie metod natryskiwania / 46
2. Wybrane właściwości powłok natryskiwanych / 50
2.1. Proces tworzenia się powłoki / 50
2.2. Przyczepność powłoki do podłoża / 52
2.2.1. Wpływ przygotowania powierzchni / 53
2.2.2. Wpływ temperatury / 54
2.2.3. Wpływ energii kinetycznej / 54
2.2.4. Wpływ fizykochemicznych własności materiałów / 55
2.3. Naprężenia własne w warstwach powierzchniowych / 57
2.4. Naprężenia własne wywołane niedopasowaniem cieplnym / 61

3. Materiały powłokowe do natryskiwania / 66
3.1. Materiały metalowe / 66
3.1.1. Stopy na osnowie żelaza / 66
3.1.2. Stopy na osnowie kobaltu / 67
3.1.3. Stopy na osnowie niklu / 67
3.1.4. Stopy na osnowie miedzi / 68
3.2. Czyste metale / 68
3.3. Kompozyty ceramiczno-metalowe / 69
3.4. Materiały ceramiczne / 69
3.5. Tworzywa sztuczne / 70

4. Badania powłok nanoszonych termicznie metodą płomieniową i detonacyjną / 71
4.1. Badania wstępne powłok nanoszonych termicznie metodą płomieniową i detonacyjną / 73
4.2. Charakterystyka materiałów powłokowych / 73
4.3. Naprężenia w układzie powłoka – podłoże / 75
4.4. Budowa przyrządu do badania wygięcia podłoża z powłoką po procesie natryskiwania / 78
4.5. Natryskiwanie powłok tytanowych na podłoża ceramiczne / 79
4.6. Wyznaczanie naprężeń własnych w natryskiwanych powłokach / 80
4.6.1. Powłoki tytanowe / 80
4.6.2. Powłoki kompozytowe/ Ti+Al2O3 / 82
4.7. Analiza numeryczna naprężeń własnych w powłokach tytanowych i kompozytowych / 83
4.7.1. Wyniki obliczeń / 84
4.8. Pole temperatury w czasie chłodzenia układu powłoka–podłoże / 88
4.8.1. Przedmiot badań / 89
4.8.2. Założenia do obliczeń numerycznych / 90
4.8.3. Wyniki obliczeń / 91
4.8.4. Analiza porównawcza wyników obliczeń rozkładu temperatury / 96
4.9. Badania naprężeń w powłokach Ti oraz Ti+Al2O3 natryskiwanych metodą detonacyjną na podłoże Al2O3 / 103
4.9.1. Materiały powłokowe / 103
4.9.2. Parametry natryskiwania detonacyjnego / 104
4.9.3. Pomiary krzywizny wygięcia w próbkach po natryskiwaniu detonacyjnym / 105
4.9.4. Naprężenia w natryskanej powłoce na podstawie krzywizny wygięcia próbki / 106
4.10. Podsumowanie / 111

5. Modelowanie naprężeń własnych w procesie natryskiwania termicznego / 114
5.1. Wstęp – modelowanie fizyczne procesu i generowania naprężeń własnych / 114
5.2. Metodologia przyjęta do modelowania naprężeń własnych w termicznie nakładanych powłokach / 117
5.3. Modelowanie uderzenia cząstek przy użyciu programu ANSYS-AUTODYN / 120
5.4. Wybrane wyniki obliczeń / 125
5.5. Modelowanie uderzenia cząstek w podłoże / 128
5.6. Uderzenie cząstek Ti w podłoże Al2O3 i cząstek w podwarstwę w procesie natrysku detonacyjnego / 129
5.6.1. Wpływ temperatury początkowej cząstki / 132
5.7. Model termomechaniczny procesu termicznego natryskiwania / 135
5.7.1. Rozkłady temperatury w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3 podczas natryskiwania detonacyjnego / 140
5.7.2. Rozkłady naprężeń w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3, natrysk detonacyjny / 142
5.7.3. Wpływ temperatury podgrzania podłoża na naprężenia w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3 / 143
5.8. Wpływ prędkości uderzenia na naprężenia własne w układzie powłoka (Ti)–podłoże (Al2O3) / 154
5.8.1. Wyniki dynamicznych obliczeń uderzenia cząstki materiału powłokowego w podłoże ceramiczne / 156
5.8.2. Uderzenie cząstek materiału powłokowego Ti w podwarstwę powłoki Ti / 161
5.8.3. Wyniki obliczeń rozkładów temperatury dla różnych prędkości natryskiwania / 165
5.8.4. Wyniki obliczeń ugięć płyty i rozkładów naprężeń dla różnych prędkości natryskiwania / 168
5.9. Podsumowanie / 173

6. Modelowanie uderzenia pojedynczej cząstki w podłoże / 175
6.1. Opis modelu / 175
6.2. Model Steinberga-Guinana / 178
6.3. Model Johnsona-Holmquista / 180
6.4. Model pomocniczy Cu-Cu / 183
6.4.1. Budowa geometryczna i numeryczna / 183
6.4.2. Symulacja komputerowa / 184
6.5. Założenia do modelu cząstka Ti natryskiwana na podłoże ceramiczne i metalowe / 188
6.5.1. Wyniki modelowania natryskiwania cząstki Ti na podłoże ceramiczne Al2O3(V = 500 m/s) / 189
6.5.2. Model natryskiwania cząstki Ti na podłoże ceramiczne Al2O3 (V = 800 m/s) / 196
6.6. Analiza porównawcza symulacji uderzenia cząstek w podłoże ceramiczne i metalowe / 201
6.6.1. Cząstka tytanowa / 201
6.6.2. Cząstka miedziana / 207
6.6.3. Geometria cząstki po uderzeniu w podłoże / 215
6.7. Modelowanie uderzenia rozgrzanej cząstki Ti w podłoże ceramiczne / 216
6.7.1. Model geometryczny / 216
6.7.2. Wyniki symulacji deformacji modeli / 218
6.7.3. Rozkład temperatury w układzie cząstka Ti–podłoże Al2O3 / 223
6.7.4. Rozkład naprężeń zredukowanych w układzie cząstka Ti–podłoże Al2O3 / 224
6.8. Podsumowanie / 228

7. Badania strukturalne i modelowanie naprężeń własnych w powłokach metalowych natryskiwanych metodą HVOF na ceramikę / 231
7.1. Stanowisko do natryskiwania / 231
7.2. Badania strukturalne / 236
7.3. Badania zwilżalności powłok / 241
7.3.1. Badania zwilżalności w argonie / 243
7.3.2. Badania zwilżalności w próżni / 244
7.3.3. Podsumowanie / 245
7.4. Badania naprężeń własnych w układzie powłoka–podłoże / 245
7.4.1. Wyznaczanie naprężeń własnych w oparciu o krzywiznę wygięcia próbki / 246
7.4.2. Badania naprężeń własnych w powłokach metodą rentgenowską (X-ray) / 251
7.5. Podsumowanie / 256
7.6. Numeryczna i eksperymentalna analiza naprężeń własnych generowanych w metalicznych powłokach nanoszonych metodą HVOF na podłoże Al2O3 / 257
7.6.1. Uderzenie cząstek Ti w podłoże Al2O3 / 257
7.6.2. Rozkłady temperatury w układzie powłoka Ti, Cu, Ni / 260
7.6.3. Rozkłady naprężeń w układzie powłoka Ti (Cu; Ni) – podłoże Al2O3 / 263
7.6.4. Podsumowanie / 267

8. Badania odkształceń i naprężeń w natryskiwanych powłokach Ti i Cu metodą interferometrii siatkowej / 269
8.1. Metoda interferometrii siatkowej / 269
8.2. Technologia siatek dyfrakcyjnych / 272
8.3. Automatyczna analiza obrazów prążkowych / 272
8.4. Stanowisko pomiarowe / 273
8.5. Procedura pomiarowa / 275
8.6. Pomiary na powłoce tytanowej natryskanej na podłożu Al2O3 / 276
8.6.1. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm przed wykonaniem nacięcia / 277
8.6.2. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu nacięcia / 278
8.6.3. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu drugiego nacięcia / 281
8.6.4. Pomiary w małym polu pomiarowym (3,7×3,7 mm) / 284
8.7. Pomiary na powłoce miedzianej natryskanej na podłożu Al2O3 / 286
8.7.1. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm przed wykonaniem nacięcia / 287
8.7.2. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu nacięcia / 288
8.7.3. Pomiary w małym polu pomiarowym (3,7×3,7 mm) / 291
8.8. Porównanie odkształceń dla próbek z powłoką Cu i Ti / 293
8.9. Modelowanie ugięcia i naprężeń własnych w układach Cu/Al2O3 i Ti/Al2O3 przed i po przecięciu płyty / 296
8.9.1. Model powłoka Cu–podłoże Al2O3 / 297
8.9.2. Model powłoka Ti–podłoże Al2O3 / 299
8.10. Porównanie wyznaczonych naprężeń własnych / 302
8.11. Podsumowanie / 302

9. Podsumowanie i wnioski końcowe / 305
Bibliografia / 314

W skrypcie zawarto podstawowe informacje o możliwości zwiększenia udziału poszczególnych odnawialnych nośników energii, których udział zwłaszcza w rolnictwie może być znaczący. Teoretycznie zasoby odnawialnych (niekonwencjonalnych) źródeł energii w Polsce są bardzo duże i przekraczają zużycie wszystkich paliw kopalnych. Istnieje jednak szereg uwarunkowań, które ograniczają wykorzystanie tego potencjału. Do najważniejszych należy zaliczyć opłacalność ich stosowania przy danym poziomie cen tradycyjnych nośników energii, ale ważne jest także stworzenie właściwego lobby w społeczeństwie , które promować będzie paliwa odnawialne jako proekologiczne.
Szacuje się, że do 2030r. przy sprzyjających warunkach i zachętach ze strony państwa (działania proekologiczne, ekonomiczne wspomaganie inwestycji opartych na wykorzystaniu źródeł odnawialnych, obniżenie kosztów inwestycyjnych zespołów w skład linii technologicznych itp.) możliwy będzie 5-10% udział energii odnawialnej w ogólnokrajowym bilansie energetycznym. W ogólnym pojęciu niekonwencjonalne źródła energii mieszczą się także odnawialne źródła energii, dlatego często w poszczególnych rozdziałach będą one utożsamiane.
Zasoby energii odnawialnych w poszczególnych krajach są zróżnicowane i zależą od wielu czynników, głównie są to: położenie geograficzne, warunki klimatyczne i wodne, ukształtowanie terenu. W niektórych rejonach Polski istnieją sprzyjające warunki do wykorzystania niektórych rodzajów niekonwencjonalnych źródeł energii. Przedstawiony w skrypcie materiał został podzielony do 10 rozdziałów a jego zakres uwzględnia podstawowe źródła energii niekonwencjonalnych, których stosowanie w polskich warunkach jest wysoce możliwe. W poszczególnych rozdziałach omówiono ogólnie dany rodzaj energii, scharakteryzowano podstawowe parametry oraz omówiono możliwość wykorzystania w rolnictwie i energetyce. Poszczególne rozdziały zawierają także schematy linii technologicznych co wskazuje na praktyczne wykorzystanie poszczególnych rozwiązań. W miarę możliwości, Autorzy starali się także wskazać na proekologiczne znaczenie stosowania poszczególnych nośników w energii.

W książce zaprezentowano teoretyczną i empiryczną analizę wpływu norm i regulacji technicznych na strukturę i wielkość handlu międzynarodowego. Szczegółowo omówiono znaczenie norm dla Polski, która stała się członkiem Unii Europejskiej. Punktem odniesienia uczyniono regulacje WTO i unijną politykę standaryzacyjną. Po wejściu Polski do UE unijne regulacje techniczne stały się obowiązkowe dla wszystkich.

ISBN/ISSN: 978-83-66531-85-7
Wydawnictwo: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej
Rok wydania: 2021
Język publikacji: polski
Ilość stron: 188
Format: B-5
Wymiary: 17x24 cm
Rodzaj okładki: twarda

autor: Agnieszka Generowicz

• Druk: 2022

• Wydanie/Copyright: wyd. VII, 2022

• Seria / cykl: ŚRODOWISKO

• Autor: Apolinary L. Kowal, Maria Świderska-Bróż, Małgorzata Wolska

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

• Typ oprawy: miękka

Książka obejmuje kompleksową i aktualną wiedzę na temat wdrażania OZE w budynkach mieszkalnych zarówno do celów grzewczych, jak i wytwarzania energii elektrycznej.

Wyzwaniem dla powszechnego stosowania energii odnawialnej jest konieczność ponoszenia wysokich kosztów na etapie instalacji, jak też uwarunkowania prawne wypracowane przez UE. Wsparciem rozwoju energetyki opartej na źródłach odnawialnych w Polsce okazują się fundusze unijne. W kontekście poruszanego problemu istotny jest jakościowy stan aktualnych zasobów mieszkaniowych, jak też ukierunkowywanie nowoczesnego budownictwa mieszkaniowego na ekologiczne, energooszczędne i pasywne. Uwaga została skupiona nie tylko na rodzajach odnawialnych źródeł energii, ale też na rodzajach instalacji możliwych do wykorzystania w budynkach jedno- i wielorodzinnych, które należy uwzględnić na etapie projektowania.

Publikacja przeznaczona jest dla szerokiego grona odbiorców: studentów budownictwa, gospodarki przestrzennej, inżynierii środowiska, ochrony środowiska, a także dla pracowników jednostek samorządu terytorialnego, planistów i urbanistów, pracowników instytucji ochrony środowiska oraz deweloperów.

Wydanie: 2 rozszerzone / 2024
Format: B5
Liczba stron: 568
Liczba ilustracji: 375
Liczba tabel: 128
Oprawa: miękka

Ogrzewanie i klimatyzacja budynków wspomagane energią elektryczną

Ogrzewanie i klimatyzacja budynków wspomagane odnawialną energią elektryczną HVAC | OZE | PV | magazyny

Wydanie specjalne „Rynku Instalacyjnego” nr 1/2022

Spis treści
Od redakcji / 3
Elektryfikacja HVAC / 4
Finansowanie zakupu urządzeń OZE / 10
Efektywne zarządzanie energią: pompy ciepła Buderus i panele fotowoltaiczne / 16
aGotowość urządzeń grzewczych do współpracy z nowoczesnym systemem zasilania energią elektryczną / 18
Jak dążyć do niezależności energetycznej w domu jednorodzinnym – opis przypadku / 22
Pompa ciepła i autokonsumpcja prądu z PV / 26
Magazyny energii i ciepła na przykładzie domu jednorodzinnego / 28
Fotowoltaika i OZE dla budynków wielorodzinnych i zamieszkania zbiorowego / 32
Innowacyjne inwertery z wiarygodną gwarancją / 38
Inwestycje w komercyjne systemy fotowoltaiczne / 40
Biura i budynki biurowo-produkcyjne zasilane energią z OZE / 44
Odnawialne źródła energii dla hoteli / 47
Energia odnawialna w usługach komunalnych – doświadczenia polskie / 49
Energia odnawialna i odpadowa w przemyśle / 53
Urządzenia grzewcze zasilane bezpośrednio energią elektryczną / 57
Chłodzenie pomieszczeń – klimatyzacja i pompy ciepła we współpracy z instalacją PV / 64
Klimatyzatory ścienne BOSCH: Climate 3000i, 5000i i 6000i oraz Climate Class 8000i / 68
Efektywność energetyczna wentylacji / 70
Strefowanie, czyli inteligentny system wentylacji 2ZONE 77
Zrównoważone zużycie energii elektrycznej w instalacjach wody grzewczej i użytkowej / 80
Pompy ciepła do c.w.u., zasobniki i nowe magazyny ciepła / 87

Od redakcji

Przygotowaliśmy dla Państwa poradnik o związkach między elektryczną energią odnawialną a szeroko rozumianą branżą instalacyjno-grzewczą, ponieważ ich niebagatelne już dziś znaczenie w obliczu dekarbonizacji będzie się tylko zwiększać.

O ile takie filary dekarbonizacji gospodarki, jak wykorzystanie „gazów zielonych” (np. wodoru), pozostają wciąż terra incognita, o tyle elektryfikacja przebiega praktycznie na naszych oczach. Przy projektowaniu instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych stosunkowo łatwo sięgnąć po rozwiązania oparte na energii elektrycznej, w coraz większym stopniu „czystej”, czyli ze źródeł odnawialnych – tych prosumenckich i miejscowych oraz z sieci energetycznej, mającej coraz większy udział OZE.

Jednocześnie nieunikniony wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną stawia przed inżynierami cel zwiększania efektywności energetycznej instalacji zależnych od wentylatorów, pomp i urządzeń odpowiedzialnych za dostarczanie ciepła i chłodu – nie tylko poprzez projektowanie regulacji, sterowania i współpracy urządzeń, ale też wykorzystanie potencjału OZE i magazynowania energii.
Rośnie rola energii z OZE wytwarzanej w obszarze budynku i w jego bezpośrednim otoczeniu – najczęściej instalacji PV, ale też np. małych turbin wiatrowych czy nawet pomp ciepła. Możliwości zarówno bezpośredniej konsumpcji wytworzonej energii, jak i jej odroczenia dzięki magazynowaniu przyczyniają się do rosnącej popularności różnych rodzajów urządzeń – np. pomp ciepła do c.o. i c.w.u., urządzeń wykorzystujących efekt akumulacji ciepła, takich jak grzejniki akumulacyjne lub ogrzewanie podłogowe zatopione w betonowej płycie grzejnej, czy zasobników c.w.u. z grzałkami elektrycznymi (będącymi w świetle programu „Mój Prąd” magazynami ciepła).