Detail předmětu

Stavba energetických zařízení

FSI-FST Ak. rok: 2027/2028 Letní semestr

Předmět navazuje na znalosti získané v předmětech Termomechanika, Základy energetiky a Tepelné stroje. Zaměřuje se na koncepční návrh energetických zařízení, zejména elektráren, tepláren a výtopen, a jejich začlenění do elektrizační soustavy a soustav zásobování teplem. Součástí předmětu je stanovení potřeby tepla, dimenzování energetických zdrojů a návrh základních teplárenských provozů včetně možností akumulace tepla. V rámci cvičení jsou využívány počítačové nástroje pro matematické modelování a simulaci hydraulických a tepelných procesů, včetně sestavení a vyhodnocení modelu soustavy zásobování teplem.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav

Vstupní znalosti

Předpokládají se základní znalosti termomechaniky a energetiky, zejména termodynamických vlastností pracovních látek, tepelných oběhů, přenosu tepla a zákonů zachování hmoty a energie. Dále se předpokládá základní orientace v principech činnosti tepelných strojů a energetických zařízení, včetně jejich využití při výrobě elektřiny a tepla.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Zápočet: Cvičení probíhají převážně formou samostatné práce s využitím výukových videí a možností konzultací v rámci rozvrhované výuky nebo po dohodě s vyučujícím. První cvičení probíhá prezenčně. Podmínkou udělení zápočtu je splnění všech zadaných individuálních úkolů ve stanovených termínech. V průběhu semestru je průběžně ověřována schopnost aplikovat získané teoretické znalosti při modelování, simulaci a řešení zadaných úloh.

Zkouška: Podmínkou připuštění ke zkoušce je získání zápočtu. Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část ověřuje teoretické znalosti a schopnost řešit výpočtové příklady z problematiky energetických zařízení a soustav zásobování teplem. Ústní část probíhá formou diskuse k zadanému tématu a ověřuje porozumění probírané problematice a schopnost aplikovat získané znalosti.

Výsledné hodnocení předmětu se řídí klasifikační stupnicí ECTS podle Studijního a zkušebního řádu VUT.

Učební cíle

Po úspěšném absolvování předmětu budou studenti schopni:

  1. Popsat základní strukturu energetiky v České republice, hlavní typy energetických zdrojů a jejich zapojení do elektrizační soustavy a soustav zásobování teplem.
  2. Vysvětlit principy činnosti a technologické uspořádání elektráren, tepláren a výtopen, včetně základních možností kombinované výroby elektřiny a tepla.
  3. Stanovit základní potřeby tepla a navrhnout koncepční řešení energetického zdroje na základě charakteristik spotřeby a ročního diagramu trvání potřeby tepla.
  4. Popsat principy provozu soustav centrálního zásobování teplem, včetně možností akumulace tepla a základních požadavků na jejich dimenzování.
  5. Vytvářet jednoduché matematické modely hydraulických a tepelných procesů s využitím počítačových simulačních nástrojů.
  6. Sestavit a vyhodnotit základní simulační model soustavy zásobování teplem a posoudit vybrané provozní parametry a efektivnost jejího provozu.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova

1. Zdroje elektřiny v České republice a jejich podíl na pokrytí spotřeby.


2. – 3. Základní části tepelného oběhu parní elektrárny.


4. – 5. Teplárenské systémy a rozdělení zdrojů tepla pro soustavy centrálního zásobování teplem (SCZT).


6. Tepelné ztráty objektů.


7. – 8. Potřeba tepla a roční diagram trvání potřeby tepla.


9. Dimenzování teplárenských zdrojů.


10. – 12. Základní teplárenské provozy.


13. Soustavy centrálního zásobování teplem a akumulace tepla.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova

1. Úvod– seznámení s programovým prostředím OpenModelica, instalace


2. OpenModelica – deklarativní programování, základy syntaxe, první model


3. Hydraulika – pohybové rovnice proudění kapaliny v elementu potrubí, zákony zachování


4. Hydraulika – tlakové ztráty, Darcy-Weisbachův třecí faktor, implementace


5. Hydraulika – sestavení rozvětveného systému, charakteristika čerpadla, kompenzace objemu


6. Tepelné pochody – matematický model přestupu tepla mezi médiem a přilehlou stěnou


7. Tepelné pochody – matematický model vedení tepla stěnou


8. Tepelné pochody – axiální advekce tepelné fronty podél elementu potrubí


9. Tepelné pochody – komplexní model elementu potrubí, spotřebitel tepla, zdroj tepla


10. Teplárenský systém – sestavení modelu malého systému zasobování teplem


11. – 12. Teplárenský systém – hodnocení efektivnosti provozu systému


13. Udělování zápočtů