Περιγραφή Εργαστηρίου

Το Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων (ΕΑΛ) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου έχει μεγάλη εμπειρία και δραστηριοποιείται για πάνω από 30 χρόνια στους τομείς της ενεργειακής απόδοσης και εξοικονόμησης ενέργειας από κεντρικές και αποκεντρωμένες θερμικές εγκαταστάσεις, φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας/μάζας, προσομοίωση διεργασιών /βελτιστοποίηση και ανάπτυξη προηγμένων κύκλων για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τρι-παραγωγή ψύξης/θέρμανσης/ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και την ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε θερμικές διεργασίες.

Το ΕΑΛ/ΕΜΠ δραστηριοποιείται στην εξέταση των φαινομένων που επηρεάζουν και καθορίζουν τη διαδικασία καύσης σε κλιβάνους συμβατικών και μη συμβατικών ατμοπαραγωγών, τον σχηματισμό ρύπων και τις τεχνολογίες μείωσής τους, την εξέταση των φαινομένων μεταφοράς θερμότητας στην επιφάνεια εναλλαγής θερμότητας των ατμοπαραγωγών, σε δοκιμές και πιστοποίηση συστημάτων θέρμανσης ως προς τον βαθμό απόδοσής τους και την ποιότητα των καυσαερίων τους για πετρέλαιο, φυσικό αέριο και στερεά/βιομάζα, εξοικονόμηση ενέργειας από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και συστημάτων καύσης, την ενεργητική χρήση βιομάζας (καύση, αεριοποίηση) και νέες τεχνολογίες (υδρογόνο, δέσμευση και αξιοποίηση CO2) στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας. Στις αποκεντρωμένες εφαρμογές, το ΕΑΛ επικεντρώνεται στην βελτιστοποίηση και πειραματική διερεύνηση του Οργανικού Κύκλου Rankine(ORC), των αντλιών χαμηλής και υψηλής θερμοκρασίας θερμότητας και αναστρέψιμων διεργασιών. Επιπλέον, έχουν πραγματοποιηθεί εργασίες μοντελοποίησης σχετικά με την αξιολόγηση κύκλου ζωής (ΑΚΖ) της μετατροπής βιομάζας σε ενέργεια και μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια, ενεργειακή και εξεργειακή ανάλυση μονάδων συμπαραγωγής με καύσιμα βιομάζας, καθώς και ανάλυση κύκλου ζωής (LCA) και κόστους κύκλου ζωής (LCC) ανάλυση, ανάκτηση θερμότητας από διάφορες διεργασίες, όπως στη βιομηχανία γυαλιού και τσιμέντου και ανάκτησης θερμότητας και αξιοποίηση σε βιομηχανίες υψηλής κατανάλωσης ενέργειας, όπως στις βιομηχανίες αλουμινίου. Επιπλέον, έχει πραγματοποιηθεί πειραματική εργασία στους τομείς της καύσης άνθρακα και βιομάζας, της αεριοποίησης και του καθαρισμού αερίου σε διάφορες δοκιμαστικές διατάξεις, συμπεριλαμβανομένης μιας πιλοτικής μονάδας παραγωγής 200 kWe συμπαραγωγής, δύο αντιδραστήρων ρευστοποιημένης κλίνης για καύση και αεριοποίηση, καθώς και διατάξεις εργαστηριακής κλίμακας για δοκιμή προσροφητικών για την απομάκρυνση των ρύπων και διαλυτών για δέσμευση CO2. Το ΕΑΛ είναι εξοπλισμένο με μονάδες ηλιακής ψύξης και ηλιακής τρι-παραγωγής, ενώ, διερευνάται επίσης η ανάκτηση θερμότητας από την ORC.

Το ΕΑΛ/ΕΜΠ είναι ένας πιστοποιημένος οργανισμός για συστήματα θέρμανσης (συμπεριλαμβανομένων συστημάτων συμπαραγωγής και τριπαραγωγής) και έχει πιστοποιήσει πάνω από το 90% των μικρών, μεσαίων και μεγάλων μονάδων συμπαραγωγής που λειτουργούν σήμερα στην Ελλάδα). Τα φαινόμενα που επηρεάζουν και καθορίζουν τη διαδικασία καύσης σε κλιβάνους συμβατικών και μη συμβατικών λεβήτων ατμού έχουν μοντελοποιηθεί με εμπορικό και ειδικά κατασκευασμένο λογισμικό, καθώς και φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας σε επιφάνειες εναλλάκτη θερμότητας.

Το ΕΑΛ /ΕΜΠ έχει πραγματοποιήσει επίσης σεμινάρια ενεργειακών επιθεωρήσεων για κτίρια, λέβητες, συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού σύμφωνα με το Προεδρικό Διάταγμα 100/2010 (ΦΕΚ 177 Α ') και τη σχετική Κοινή Υπουργική Απόφαση «Διαδικασία εκπαίδευσης και εξέτασης επιθεωρητών ενέργειας » (ΦΕΚ 2406 Β ').

Το ΕΑΛ /ΕΜΠ διαθέτει εκτεταμένη εμπειρία και ερευνητική δραστηριότητα στον τομέα των παρεμβάσεων ενεργειακής απόδοσης και των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε διάφορους τύπους κτιρίων που βρίσκονται κυρίως στην Ελλάδα. Έχουν διεξαχθεί περισσότερο από δυόμισι εκατομμύρια προσομοιώσεις (2.500.000) σε τυπικά κτήρια (SFH, MFH, γραφείο) στην Ελλάδα. Τα εργαλεία προσομοίωσης αναπτύχθηκαν από τα μέλη του Εργαστηρίου και είναι σύμφωνα με έγκυρα ευρωπαϊκά πρότυπα (π.χ. ELOT EN ISO 13790 E2 (2009), ELOT EN 15316 (2008), ELOT EN 15193 (2008), κ.λπ.). Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν παρόμοιες προσομοιώσεις τεχνικοοικονομικής ανάλυσης, όπως ορίζονται στην οδηγία 2010/31 / ΕΚ και στον κατ 'εξουσιοδότηση κανονισμό (ΕΚ) αριθ. 244/2012.

Το ΕΑΛ /ΕΜΠ διαθέτει ένα πλήρως λειτουργικό σύστημα συλλογής ηλιακής ενέργειας ικανό για την τροφοδοσία  οποιασδήποτε πειραματικής διάταξης μικρής κλίμακας με θερμικές απαιτήσεις μικρότερες των 25 kW. Το ηλιακό πεδίο αποτελείται από 40 m² ηλιακών συλλεκτών κενού, ενώ περιλαμβάνει και έναν εξειδικευμένο μετεωρολογικό σταθμό για την ακριβή μέτρηση της απόδοσης των συλλεκτών. Επιπρόσθετα, είναι εγκατεστημένο κύκλωμα ψύξης/θέρμανσης με fancoils για την κάλυψη των θερμικών αναγκών πέντε γραφείων, επιτρέποντας, με αυτό τον τρόπο, τον πειραματικό έλεγχο συστημάτων ψύξης/θέρμανσης σε πραγματικές συνθήκες με διαφορετικά προφίλ χρήσης των διάφορων χώρων από τους χρήστες.

Το ΕΑΛ /ΕΜΠ έχει σχεδιάσει και κατασκευάσει ένα πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα 5 kWe ORC για θαλάσσιες εφαρμογές. Το πρωτότυπο ORC παρουσιάζει εντυπωσιακά χαρακτηριστικά, όπως διεπαφή ανθρώπου μηχανής (HumanMachine Interface), αυτόνομη λειτουργία αύξησης/μείωσης βαθμίδας (ramp up/down). Είναι το πρώτο που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ποτέ στην Ελλάδα για θαλάσσια εφαρμογή χαμηλής θερμοκρασίας (90 oC) και ένα από τα πρώτα παγκοσμίως. Το σύστημα ORC, δεδομένου ότι διαπιστώθηκε ότι συμμορφώνεται με τους κανόνες DNV για τα συστήματα σωληνώσεων Pt.4 Cp.6 (Ιανουάριος 2017), μπορεί να τοποθετηθεί μέσα σε μηχανοστάσιο ενός πλοίου.

Το Εργαστήριο συμβάλλει όλα αυτά τα χρόνια σε ερευνητικά έργα που χρηματοδοτούνται εν μέρει από την ΕΚ και τους εθνικούς οργανισμούς σε συνεργασία με άλλους εταίρους από το εθνικό και πανευρωπαϊκό ακαδημαϊκό και επιχειρηματικό περιβάλλον, όπως το πρόγραμμα HORIZON 2020, RFCS, 5ο & 6ο & 7ο πλαίσιο, Πρόγραμμα Ανταγωνιστικότητας και Καινοτομίας CIP - EIP, LIFE-Environment, JOULE I, JOULE II, JOULE III, Thermie Action A, Thermie Action B, TMR, COMMET, INCO, Γενική Γραμματεία Έρευνας και Ανάπτυξης (προγράμματα PEPER, EPER, MEM, PENED ). Τέλος, τα μέλη του LSBTP/ΕΜΠ εργάζονται ως ανώτεροι μηχανικοί σε βιομηχανικά έργα, ενεργώντας ως σύμβουλοι εμπορίας εκπομπών για φορείς εκμετάλλευσης ETS της ΕΕ και έχουν εκτελέσει δραστηριότητες διάδοσης στον τομέα τους ( π.χ. στο πλαίσιο του LIFE-DG Environment ή του ανθρώπινου δυναμικού και της κινητικότητας τουMarie Curie ).