Témata bakalářských prácí na OEI

Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství a obor Energetika, procesy a životní prostředí na ak. rok 2019 / 2020 vedených na Odboru energetického inženýrství.

  • Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
  • V případě, že máte zájem o jiné vlastní téma z oblasti energetiky, neváhejte nás kontaktovat
  • Pokud budete mít o některé z nabízených témat zájem, je třeba co nejdříve kontaktovat příslušného vedoucího bakalářské práce.
  • Témata jsou rozdělena podle typu bakalářské práce:
1 - rešeršní práce
2 - návrhová (výpočetní práce)
3 - experimentální práce
4 - simulační práce (modelování)
            
  • Poslední aktualizace na webu proběhla 23. 09. 2019 (16:00)


(1) Rešeršní typ práce

      
 

Možnosti využití umělé inteligence v energetice

V průběhu posledních let až dekád se velmi rozmohlo využití umělé inteligence a počítačového učení v různých technických oblastech. Tyto přístupy pronikají i do energetického sektoru. Bakalářská práce bude zaměřena na seskupení informací o aplikacích umělé inteligence v oblasti energetiky, základního popisu principu jejího fungování a možnostech jejího využití v energetickém sektoru v rámci ČR.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela


          
       
       


Energetické využití biomasy

Biomasa je velmi oblíbeným palivem pro domovní vytápění i jako zdroj energie pro centrální zásobování teplem či výrobu elektrické energie. Na jednu stranu je biomasa obnovitelný zdroj energie, či zdroj, který si umíme vyrobit (vypěstovat), na druhou stranu její využívání má zpravidla nižší účinnost než zdroje jiné, její spalovací vlastnosti nejsou optimální a mluví se i o některých negativních jevech s využíváním biomasy souvisejících. Student se ve své práci bude zabývat výsekem problematiky související s využíváním biomasy pro energetické účely. Zadání je velmi variabilní, konkrétní cíle práce budou domluveny při osobní konzultaci.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


      
     
   
 

Zdroje tepla pro domovní vytápění

Jednou ze základních lidských potřeb je tepelný komfort v prostředí, kde se člověk pohybuje. Hledání vhodného zdroje tepla pro domovní vytápění tak, aby splňoval požadavky ekonomické, ekologické, komfortní a další je velmi problematické. Cílem práce je určení optimálního zdroje pro domovní vytápění. Budou porovnány dostupné technologie a na základě základních vlastností bude proveden základní návrh. Na závěr práce bude provedeno ekonomické zhodnocení.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


 

Kotle na tuhá paliva

Domovní vytápění tuhými palivy zažívá díky nízkým cenám paliva svoji reinkarnaci a to i přes velkou snahu snižování negativních ekologických vlivů tohoto zdroje. Cílem práce je porovnání různých kotlů na tuhá paliva vhodných pro vytápění rodinných domů. Student se bude věnovat hodným palivům a jejich vlastnostem, dále provede průzkum trhu s kotli na tuhá paliva a v závěru práce provede základní ekonomické posouzení vybraných typů kotlů. Práce je variabilní, konkrétní zadání bude definováno na základě osobní konzultace.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


 

Tepelné čerpadlo v centrálním zásobování teplem

Cílem práce je návrh základních komponenty tepelného čerpadla pro předehřívání vratné vody z CZT zbytkovým teplem z elektrárny / teplárny. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


 

Výroba chladu a trigenerace

Cílem práce je popsat výrobu chladu a s tím spojené důsledky na životní prostředí.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


 

Optimalizace zdroje tepla pro domovní vytápění

Cílem práce je navrhnout pro vybraný objekt zdroj tepla pro vytápění ve variantním řešení a jednotlivé varianty mezi sebou posoudit.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


    
  


Rekuperace tepla z odpadních vod

Postupně nastává odklon od letité filozofie nakládání s odpadními vodami, co nejrychleji se jich zbavit za téměř jakoukoliv cenu. Rostoucí ceny energií a cen i vody samotné pomohly ke změně obecného náhledu na odpadní vody jako na komoditu, kdy je možné zpětně využívat nejenom vodu samotnou, ale i energii v ní obsaženou. Přičemž jednoznačně ekonomicky jvýznamnější je energie tepelná. Práce bude zameřena na obecný přehled o možnostech a technologiích umožňující zpětnou rekuperaci tepla z odpadních vod.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


 

Charakteristické vlastnosti axiálních stupňů pracovních strojů

Mezi pracovní stroje patří i skupina lopatkových strojů jako jsou čerpadla, ventilátoru nebo kompresory. Student by měl v této práci popsat základní charakteristické vlastnosti axiálních typů těchto strojů.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.




Charakteristické vlastnosti radiálních stupňů pracovních strojů

Mezi pracovní stroje patří i skupina lopatkových strojů jako jsou čerpadla, ventilátoru nebo kompresory. Student by měl v této práci popsat základní charakteristické vlastnosti radiálních typů těchto strojů.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


 

Technologie pro využití vodíku z Energieparku Mainz

Mainz je jedním z prvních stanic na zkapalňovaní vodíku ve větším měřítku pro jeho další využití. Student by se měl zabývat technologiemi pro využití takto získaného vodíku a energetickou efektivitou takové transformace energie.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.




Možnosti soustrojí se spalovacími turbínami v primární regulaci sítě

Spalovací turbíny mají některé vlastnosti, které lze uplatnit v primární regulaci sítě. Student by měl popsat základní konstrukce spalovacích turbín, jejich charakteristiky a další vlastnosti související s jejich provozem rolí při regulaci sítě.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


     
 


Zhodnocení technologií pro využití biomasy

Tradiční fosilní paliva jsou nejen díky nátlaku Evropské Unie nahrazovány obnovitelnými zdroji. Mezi stávajícími obnovitlenými zdroji představuje přeměna biomasy více než 70 % veškeré výroby energie z obnovitlených zdrojů a až 10 % celkové světové dodávky energie. Práce bude zaměřena na zdroje biomasy a její energetické využití, a to jak termické procesy, tak i biochemické s následným zhodnocením.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl


       
      
    


Vliv torefakce na strukturu biomasy

Torefakce je jednou z méně tradičních technologií přeměny biomasy, která zlepšuje energetické vlastnosti paliva. Práce bude věnována vlastnostem paliv vznikajících torefakcí a parametrům ovlivňující proces torefakce, zejména vlivu teploty a doby zdržení. Další náplní práce bude zhodnocení technologií používaných pro proces torefakce.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl




Přirozené požáry biomasy a charakter emisí těchto zdrojů

Tato rešeršní práce má za úkol popis emisí vznikajících při přirozených požárech biomasy. Důraz bude kladen zejména na emise aerosolů, které vznikají při těchto přírodních jevech. Dále budou vyšetřovány faktory, které ovlivňují skladbu, velikost a složení aerosolů a také jejich dopad na živé organismy a životní prostředí. Závěrem by mělo být provedeno porovnání charakteru emisí z přírodních a oproti tomu z antropogenních zdrojů.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek


          
      


Zdroje CO2 a obchod s emisními povolenkami

Součástí práce bude odborná rešerše tykající se problematiky CO2, porovnání zdrojů CO2 a obchodování s emisními povolenkami v EU.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl


   

Energetická a ekologická strategie ČR

Směřování ČR v oblasti energetiky může mít několik možných scénářů v závislosti na současném vnitropolotickém i mezinárodním dění. Energetika je současně i velmi časově náročná disciplína a energetické projekty vyžadují roky až sedetiletí pro návrh a následný provoz a nesmí se zapomínat na jějich ekologický dopad. A protože energetika je páteří průmyslu, je nutné znát její směrování.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Špiláček, Ph.D.


      

Ultrajemné častice vznikajúce spaľovaním biomasy a ich vplyv na zdravie človeka

Častice PM10, PM2,5 a PM1 vznikajúce okrem iného aj pri spaľovaní biomasy spôsobujú závažné ochorenia respiračného systému človeka. Malé zdroje spaľujúce biomasu sú jedným z hlavných polutantov produkujúcich tieto častice. Preto sa zameriavame na minimalizáciu ich tvorby a nastavenie spaľovacích procesov na optimálnu úroveň. Bakalárska práca rešeršným spôsobom spracúva problematiku jemných častíc.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


  
  


Měření koncentrace částic v ovzduší různými metodami

Částice v ovzduší mají přímý vliv na zdraví člověka. Jejich koncentraci lze měřit mnoha více či méně vhodnými metodami. Cílem práce bude popsat používané metody měření částic v ovzduší a porovnat hodnoty naměřené třemi přístroji, jimiž v současné době disponuje Energetický ústav.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


 
 
 


Negativní dopady obnovitelných zdrojů na životní prostředí

V současné době jsou při výrobě elektřiny stále častěji prosazovány obnovitelné zdroje jako čisté a k přírodě šetrné. Méně už se hovoří o tom, že i ony mohou být pro přírodu velkou zátěží. Cílem práce bude popsat používané obnovitelné zdroje a kriticky vyhodnotit jejich negativní dopady na své okolí.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Progresivní technologie při vytápění RD

Oblast zásobování rodinných domů teplem je v posledních letech velmi progresivně se rozvíjející sektor energetiky. Legislativní změny, spolehlivost, bezobslužnost, environmentální dopady, investiční a provozní náklady, úspora paliv, to vše jsou aspekty, které ovlivňují výběr vhodné technologie pro vytápění.
Zadání práce předpokládá jednak zpracování rešerše moderních způsobů vytápění rodinných domů, ať už formou spalování tuhých, kapalných či plynných paliv, pomocí tepelných čerpadel, apod.
Na rešerši může navázat vypracování studie proveditelnosti a návrh optimálního způsobu vytápění pro zvolený modelový dům.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


      
         
    


Vývoj emisních limitů pro lokální topeniště v ČR a v okolních zemích

Změna zákona o ochraně ovzduší v roce 2012 výrazně zpřísnila emisní limity pro domovní kotle při certifikaci dle ČSN EN 303-5, tak pro jejich provozování. Od roku 2022 nebude možné provozovat v domácnostech staré neekologické kotle 1. a 2. emisní třídy. Už od roku 2014 smí být na český trh uváděny jen kotle 3. emisní třídy a vyšší, od roku 2018 to budou jen kotle 4. emisní třídy a vyšší. Po roce 2020 již emisní třídy nahradí jednotné požadavky na Ekodesign. Cílem práce je provést rešerži historického vývoje emisních limitů a porovnat je s vývojem či aktuální situací v okolních zemích. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


             
        
    


Legislativně nesledované polutanty při spalování biomasy

Změna zákona o ochraně ovzduší v roce 2012 výrazně zpřísnila emisní limity pro domovní kotle při certifikaci dle ČSN EN 303-5, tak pro jejich provozování. Platná legislativa však neřeší všechny možné emise, jako např. NOx nebo tzv. polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), sloučeniny Cl, F, případně těžké kovy emitovanými malými zdroji, kde se dle bilanční příspěvek na celorepublikových emisích pohybuje v rozmezí 60 až 80%. Cílem práce je provést rešerši publikovaných údajů o produkci tzv. legislativně nesledovaných polutantů z domovních kotlů a případně provést ověřovací měření. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. V souladu se směrnicí rektora může být po dohodě s vedoucím práce zadání modifikováno na čistě rešeršní práci. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


             
        
    


Elektromobilita a energetika

Dlouhodobým cílem EU je podpora zvyšování podílů elektromobilů v dopravě. Zvýšení počtu elektromobilů ale přinese zvýšené nároky na rozvodnou síť a spotřebu elektrické energie. Je otázkou, kolik elektromobilů je schopná česká rozvodná síť zásobovat a na kolik vystačí kapacita zdrojů. Cílem práce je provést rešerši nabíjecích stanic, kapacity rozvodné sítě a případně provést simulační studii pro běžné sídliště v Brně. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       


On-line a off-line metody stanovení TZL

Současná legislativa se zaměřuje pouze na gravimetrické stanovení emisí TZLa neřeší distribuci a rozložení velikosti produkovaných částic. Pro stanovení částic se využívá gravimetrická off-line analýza. Z té však není možné zjistit, jaké je složení částic a jaká je závislost produkce tuhých látek na průběhu spalování ve zdroji. To je ale důležité pro realizaci primárních opatření, ale také pro návrh sekundárních odlučovačů. Cílem práce je provést rešerši dostupných metod on-line a off-line metod stanovení množství a distribuce tuhých částic při spalování. Práce je navázána na výzkumnou a projektovou činnost pracoviště, po dohodě s vedoucím může být práce realizována jako čistě rešeršní. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       


Energetický mix v ČR

Každý stát se snaží maximálně diverzifikovat své zdroje elektrické energie, aby jeho zdroje nebyly závislé na jedné komoditě. Tento tzv. energetický mix se skládá většinou z různých podílů primárních i druhotných energetických zdrojů, z fosilních i obnovitelných zdrojů. Energetický mix každého státu je pak také výrazně závislý na klimatických a přírodních podmínkách, na dostupných zdrojích fosilních paliv. Cílem práce je provést rešerši energetického mixu České republiky, tj. zdrojů elektrické energie, a to jak jeho vývoj v minulosti, tak i z hlediska předpokladů budoucího vývoje. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       


Potenciál OZE v ČR

Snahou EU je zvyšovat podíl využívání obnovitelných zdrojů energie, a tím přispívat ke snižování emisní zátěže. Tím se jednak snižuje podíl fosilních paliv a také případná závislost na dovážených palivech. Využívání obnovitelných zdrojů je však výrazně závislý na klimatických a přírodních podmínkách, na dostupných zdrojích fosilních paliv. Cílem práce je provést rešerši dostupných technologií OZE, jejich využívání v minulosti, v současnosti a prognóz jejich dalšího rozvoje. Případně také dopad na cenu elektrické energie. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


      
       
     


Vývoj těžby uhlí v ČR

I přes postupný nárůst podílu OZE a další rozvoj jaderné energetiky v energetickém mixu ČR je uhlí stále základní surovinou při produkci elektrické energie. Jednou z jeho hlavních výhod je mimo jiné fakt, že se jedná o tuzemský zdroj a snižuje tak závislost na importu uranu či zemního plynu. Vývoj těžby uhlí v ČR prodělal celou řadu významných změn, stěžejní je například otázka tzv. těžebních limitů či rentability těžby v některých oblastech. Cílem práce je provést rešerši historického vývoje objemu těžby uhlí, provést rešerši ekonomicky a technicky dostupných zásob uhlí v ČR. Zpracovat rešerži možných scénářů vývoje těžby v ČR.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


      
       
     


Carbon Capture Storage/Utilization

V posledních letech byl na celé řadě pracovišť zahájen výzkum a vývoj v oblasti technologií tzv. CCS/U, tedy záchytu CO2 ze spalin a jeho následného využití, případně ukládání do podzemí nebo do oceánů. Klíčový je v tuto chvíli vývoj technologií pro separaci CO2 ze spalin ve velkých zdrojích a zejména snižování jejich energetické náročnosti. Cílem práce bude provést rešerši technologií CCS v celém rozsahu tohoto cyklu, tj. záchytu, využití či případného uložení zachyceného CO2. U celé technologie je klíčová energetická náročnost procesu a vyčíslení skutečných úspor CO2. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


     
  
       
     


Riziko spalování odpadů v lokálních topeništích

Zejména prohořívací a odhořívací kotle s ručním přikládáním umožňuje spalovat celou řadu domovních odpadů (PET, boty, plasty, atd.). Podmínky spalování v těchto zařízeních však zdaleka nejsou ideální a jsou potenciálním zdrojem celé řady nebezpečných emisí. Proto je třeba důkladně analyzovat tyto emise a zabránit spotřebitelům spalovat tento odpad v domovních kotlech. Cílem práce bude provést rešerši publikovaných zdrojů produkce emisí při spalování odpadů v domovních kotlech, provést základní palivové rozbory vybraných odpadů a provést základní spalovací zkoušku a vyhodnotit emisní parametry. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem, po dohodě s vedoucím může být práce čistě rešeršní. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       
        


Porovnání metod hrubého rozboru různých typů paliv

Cílem práce bude v podrobné rešerší zpracovat a porovnat metody stanovení hrubého rozboru tuhých paliv, tuhých biopaliv a tuhých alternativních paliv. Práci lze po dohodě s vedoucím rozšířit o experimentální část.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


        


Energetické využití odpadů

Energetické využití odpadů je s ohledem na plán odpadového hospodářství ČR stále aktuálnější téma. Spalováním odpadu se šetří primární paliva, výrazně se snižuje množství skládkovaného odpadu a tím i ekologická zátěž. Při spalování však vzniká celá řada škodlivých látek a vedlejších produktů, s kterými je třeba dále bezpečně nakládat. Zpracováním této práce získá student přehled v problematice nakládání s odpady a technologií k tomu užitých. Téma je poměrně obsáhlé, konkrétní cíle práce budou upřesněny při konzultaci. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman



       

Spalování paliv s vyšším obsahem chloru

Při spalování organických látek za přítomnosti chloru vzniká celá řada škodlivin, jako HCl nebo toxické a mutagenní PCDD a PCDF. Chlor se přitom ve značné míře vyskytuje v komunálních a některých průmyslových odpadech, které se běžně spalují, a částečně i v biomase. V kotli potom způsobuje vysokoteplotní korozi teplosměnných ploch, což výrazně snižuje jejich životnost. Bakalářská práce bude zaměřena na rozbor výše uvedených problémů a rešerši technických opatření k jejich potlačení. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman




Grafénové materiály využitelné v energetice

Jedním z nových strategických materiálů se jeví grafénové materiály, substráty a suspenze s využitím v širokém spektru průmyslových či environmentálních odvětvích. Bakalářská práce je zaměřena na rešerši využití těchto materiálů pro oblast energetiky jako je například výroba baterií, katalytických vrstev a substrátů či v technologiích čištění vody. Shrnutí současného stavu technologií průmyslové výroby a porovnání termofyzikálních a jiných vlastností vybraných typů materiálů. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D.




Nekonvenční způsoby přeměn - získávání elektrické energie z (odpadního) tepla

Cílem bakalářské práce je popsat nepříliš známé technologie umožňující přímou přeměnu tepla na elektřinu a dostat je tak do širšího povědomí, ukázat reálně existující zařízení a jejich v současnosti dosahované parametry. Blíže viz. pdf. Téma je vhodné pro více studentů. Může být napsáno jako přehledová práce nebo rozděleno na jednotlivé technologie - např. popis termomagnetických generátorů a jejich aplikací, pouze pyroelektrická přeměna (Olsenův oběh) nebo jiný typ uváděné přeměny s následnou rešerší vzniklých zařízení. Více po dohodě. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


    
    
     


Databáze parametrů termoelektrických materiálů

Cílem bakalářské práce je z informačních zdrojů „vyextrahovat“ polynomy materiálových parametrů termoelektrických materiálů, tzn. proložit nalezené grafy průběhu Seeebeckova koeficientu, elektrické a tepelné vodivosti různých materiálů ve vhodném programu a získat polynomy jako funkce teploty. Takto získána souhrnná databáze parametrů termoelektrických materiálů se stane veřejně dostupným informačním zdrojem a napomůže dalšímu využití. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


     
     

Polymerní a flexibilní termoelektrické materiály, moduly a termoelektrické generátory

Cílem bakalářské práce je provést rešerši v současnosti vyvíjených polymerních termoelektrických materiálů a flexibilních termoelektrických materiálů (termoelektrických modulů), provést rešerši na nich postavených termoelektrických generátorů, uvést jejich dosahované parametry a provést zhodnocení jejich možné využitelnosti technologií. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


    
  


3D tisk termoelektrických materiálů, modulů a termoelektrických generátorů

Cílem bakalářské práce je blíže popsat tuto technologii a používané postupy při výrobě termoelektrických materiálů, modulů a generátorů, které jsou schopné přeměňovat teplo na elektřinu. Jedná se o oblast, ve které dochází v posledních letech k velmi výraznému vývoji a má značný inovační potenciál. Cílem je dále provést rešerši dostupných realizací takto vytvořených termoelektrických generátorů a jejich dosahovaných parametrů a provést zhodnocení jejich využitelnosti. Primárním informačním zdrojem budou dostupné vědecké články. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


  
 


Aplikace termoelektrického chlazení

Cílem bakalářské práce je blíže popsat termoelektrické chlazení, jeho komponenty a netradiční aplikace s využitím technologií, které jsou vyvíjeny v 21. století například prostřednictvím společností jako je NASA, MIT a dalších vědeckých pracovišť a tím ukázat současné možnosti termoelektrického chlazení. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


  
 


Vodíková energetika

Využívání vodíku je jedním z nejnovějších trendů v energetice a dopravě. Existuje celá řada oblastí, kde může využití vodíků výrazně přispět ke snížení environmentální zátěže činností člověka. Využití vodíku se předpokládá v automobilové i železniční přepravě. Další velkou oblastí využívání vodíku je elektroenergetika. O vodíku se také často hovoří jako o vhodném doplňku obnovitelných zdrojů energie, a to jako řešení problémů s uskladněním energie. Tyto procesy se nazývají power-to-gas nebo power-to-hydrogen. 

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Zdeněk Skála, CSc.




Mechanismy vzniku aerosolových částic při spalování

Hlavním úkolem této práce bude popis známých mechanismů vzniku aerosolových částic při spalovacích procesech. Dále bude provedena rešerše jednotlivých faktorů ovlivňujících jejich velikost, složení a vlivy na životní prostředí a lidské zdraví. Na závěr bude proveden zjednodušený výpočet růstu aerosolových částic.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek

                            


(2) Návrhový (výpočetní) typ práce 

     
   


Návrh výměníku tepla

Výměníky tepla jsou základní jednotkou jakékoli energetické či procesní technologie. Pochopení principu přestupu tepla a návrhu výměníku patří mezi základní energetické dovednosti. Obsahem bakalářské práce bude návrh tepelného výměníku pro využití zbytkové energie spalin z krbových kamen. Návrh bude obsahovat tepelný a hydraulický výpočet a základní konstrukční výkres.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


 

Návrh fluidní sušárny pro sušení biomasy

Vlhkost biomasy má zásadní vliv na proces spalování paliva ve spalovací komoře. Cílem práce základní návrh aparátu pro sušení dřevní štěpky s využitím fluidní vrstvy. Obsahem práce je popis principů sušení tuhých látek a popis základních technologií pro sušení různých pevných látek. Pro zadané parametry a požadavky bude proveden návrh fluidní sušárny.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


 

Emise ze spalování zahrádkářského odpadu

V poslední době je velký tlak na snižování emisí nežádoucích látek ze všech spalovacích zařízení pro výrobu tepla a elektrické energie, spalování odpad, v dopravě atp. Velkým zdrojem nežádoucích látek je však i aktivity spojené s neřízením spalováním biomasy, jako je spalování zahradnického odpadu v sudech nebo na volných hromadách. Cílem této experimentální práce je návrh aparatury pro odběr vzorků a provedení pilotních experimentů pro volné spalování zahradního odpadu.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


    
 

Kondenzační výměníky tepla

Honba za efektivním využíváním energie nás vede dosti často k technologiím, které byly v minulosti zamítnuté jako neefektivní, drahé či technicky nemožné. Jednou takovou technologií je získávání tepla ze spalin vznikajících spalováním tuhých paliv o teplotě pod teplotou rosného bodu. Současné zkušenosti však ukazují, že je to možná cesta úspor primárních zdrojů. Práce se bude zabývat bilančním posouzením a efektivitou využívání nízkopotenciálního tepla spalin.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


 

Tepelně hydraulický návrh výměníku

Výměníky tepla slouží k přenosu teplené energie mezi jednotlivými pracovními médii. V tomto případě bude navržen výměník tepla, u kterého bude docházet k ohřevu vzduchu spalinami. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.




Tepelně-hydraulický výpočet výměníku tepla se změnou fáze

Tepelné výměníky se změnou fáze jsou nedílnou součástí energetických a teplárenských soustav. Kondenzační regenerační výměníky jsou s úspěchem používány především tam, kde je přebytek technologické páry. Práce se bude zabývat tepelně-hydraulickým návrhem kondenzačního výměníku pro ohřev technologické vody.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


 

Návrh tepelného čerpadla pro ohřev TUV 

S rostoucími cenami energií a díky různým druhů dotací případně tarifových slev, jsou pro vytápění nebo ohřívání TUV v posledních letech stále více používány tepelná čerpadla. A to jak v rodinných domech, tak ve veřejných stavbách. Práce bude zaměřená na termodynamický návrh hlavních komponent tepelného čerpadla využitého pro vytápění rodinného domu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


 

Možnosti vytápění rodinného domu

Způsoby a možnosti vytápění rodinných domu, jsou v dnešní době velmi rozsáhlé. Od použití jednoho tepelného zdroje po kombinaci zdrojů několika. Pro správný návrh typu a dimenzování tepelného zdroje je nutné znát předeším tepelné vlastnosti dané stavby a ekonomickou situaci na energetickém trhu. Práce bude zameřena na výpočet tepelných ztrát vybraného rodinného domu a následné ekonomické posouzení využití různých tepelných zdrojů, pro jeho vytápění.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


      
      


Návrh zdroje tepla pro pasterizační jednotku

Pro pasterizaci ovocné šťávy je nutné dosáhnout určité teploty, jež zajistí dostatečnou trvanlivost zabaleného/uskladněného produktu. Zdrojem tepla může spalování plynu, či biomasy, nebo i jiné zdroje jako jsou solární energie či energie z tepelných čerpadel.Bakalářská práce bude zaměřena na posouzení ekonomické návratnosti několika zdrojů tepla pro pasterizační jednotku o specifikovaných parametrech. Součástí návrhu bude mimo jiné posouzení spolehlivosti a jednoduchosti obsluhy jednotlivých variant na jejichž základě bude vybrána nejlepší varianta.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela


        
         


Návrh jednotky pro využití odpadního tepla z výpočetního počítačového systému

Práce bude věnována návrhu jednotky pro využití odpadního tepla z počítačových výpočetních systémů. Ty se v současnosti stávají významným celosvětovým spotřebitelem elektrické energie, a to také v důsledku vzniku digitálních měn - kryptoměn. Tato zařízení je nutné chladit na obvyklé provozní teploty a přebytečné teplo se běžně bez dalšího využití odvádí. Student posoudí využitelnost odpadního tepla pro vybraný výpočetní systém, navrhne jednotku pro využití odpadního tepla a zhodnotí její ekologický a ekonomický přínos.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek

  

Regenerace odpadního tepla pomocí výměníku tepla

Požadavky na zvyšování účinosti všech zařízení se již dostávají do stavu, kdy se dříve zanedbávané ztráty dostávají do zorného pole našeho zájmu. Jedna z takových ztrát je i nízkopotenciální teplo v různých průmyslových či domácích aplikacích, jako je například odpadní teplá užitková voda. Práce se tak bude zabývat možnostmi, návrhem a ekonomickou analýzou vybraného problému regenerace nízkopotenciálního odpadního tepla.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Špiláček, Ph.D.


Progresivní technologie při vytápění RD

Oblast zásobování rodinných domů teplem je v posledních letech velmi progresivně se rozvíjející sektor energetiky. Legislativní změny, spolehlivost, bezobslužnost, environmentální dopady, investiční a provozní náklady, úspora paliv, to vše jsou aspekty, které ovlivňují výběr vhodné technologie pro vytápění.
Zadání práce předpokládá jednak zpracování rešerše moderních způsobů vytápění rodinných domů, ať už formou spalování tuhých, kapalných či plynných paliv, pomocí tepelných čerpadel, apod.
Na rešerši může navázat vypracování studie proveditelnosti a návrh optimálního způsobu vytápění pro zvolený modelový dům.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.




Návrh konstrukčních úprav krbové vložky s termoelektrickým generátorem

Cílem bakalářské práce je provést návrh designových úprav, které by napomohly odstranění stávajících nedostatků (špatná rovinatost kontaktních ploch, špatný tepelný kontakt termoelektrických komponent, komplikované utahování jednotlivých částí, apod.) a napomohly dosaženích výrazně lepších výkonových parametrů elektrické části krbové vložky.   

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.




Vírová trubice vyrobena aditivní technologií

Vírová trubice je zařízení využívající stlačeného vzduchu pro chlazení a současně ohřev. Cílem této práce je navrhnout a vyrobit toto zařízení pomocí metody Fused Deposition Modeling a následně ověřit jeho funkčnost a odměřit charakteristiky. Závěrem bude provedeno srovnání vírové trubice vyrobené aditivní technologií s běžnými vírovými trubicemi.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek

                        


(3) Experimentální práce

  
  


Vliv úpravy vzorku na charakteristické vlastnosti biopaliva

Cílem práce je porovnat různé hrubosti meltí vzorku a jejich vliv na charakteristické vlastnosti vzorku jako je vlhkost, výhřevnost a obsah prchavé hořlaviny.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


 

Vliv charakteru vzorku na volbu metody stanovení vlhkosti paliva

Cílem práce je sledovat vliv tvaru paliva (zrno, pelety ...) na stanovení vlhkosti zvolených materiálů.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


 
 
 


Vliv ohřevu při TG analýze biomasy na tvorbu ultrajemných částic

Termogravimetrická analýza (TGA) spočívá v měření hmotnosti vzorku při růstu teploty (spalování) za stanovených podmínek. Simultánní měření koncentrace ultrajemných částic ve vznikajících spalinách pak může napovědět, ve které fázi rozkladu biomasy je částic uvolňováno nejvíce. Cílem práce bude zjistit závislost rychlosti ohřevu a nejvyšší dosažené teploty na hmotnost a počet vzniklých částic.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


  
  
  


Teplotná stabilizácia spaľovacieho procesu v biomasových spaľovacích jednotkách 

Malé zdroje spaľujúce biomasu sú jedným z hlavných polutantov produkujúcich jemné častice. Jedna z možností, ako tvorbu týchto častíc výrazne zredukovať, je zaistiť dostatočnú teplotu a čas zotrvania horľavej látky v spaľovacom zariadení. Bakalárska práca navrhuje teplotnú stabilizáciu a hodnotí jej účinnosť. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


      


Vplyv horenia uhlíkových látok na tvorbu sadzí a jemných častíc

Sadze a jemné častice na báze uhľovodíkov vznikajú okrem iného aj pri spaľovaní akýchkoľvek látok na báze uhlíka. Tieto častice môžu byť pre ľudský organizmus veľmi nebezpečné z dôvodu, že ľahko prenikajú do pľúc a môžu byť nositeľom ďalších toxických látok. Bakalárska práca experimentálne meria produkciu týchto častíc pri rôznych aplikáciách so zameraním na otvorený oheň v uzavretom priestore (sviečka, zemný plyn, alkoholový horák). 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


             
        
    


Eliminace spékání agropaliv

Energetické využívání agromateriálů je v posledních letech aktuální problematika vzhledem k rostoucímu legislativnímu a společenskému tlaku na snižování podílu fosilních paliv. Palivové vlastnosti a podmínky spalování jsou však velmi specifické a hlavním problémem je spékání paliva. Při tvorbě pelet a následném spalování je možno upravit palivo a zvýšit teploty spékání paliva. Cílem práce bude provést rešerši palivových vlastností agromateriálů a možnosti zvýšení spalovacích teplot agropaliv a provést spalovací zkoušku u vybraného některého z paliv. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


             
        
    


Legislativně nesledované polutanty při spalování biomasy

Změna zákona o ochraně ovzduší v roce 2012 výrazně zpřísnila emisní limity pro domovní kotle při certifikaci dle ČSN EN 303-5, tak pro jejich provozování. Platná legislativa však neřeší všechny možné emise, jako např. NOx nebo tzv. polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), sloučeniny Cl, F, případně těžké kovy emitovanými malými zdroji, kde se dle bilanční příspěvek na celorepublikových emisích pohybuje v rozmezí 60 až 80%. Cílem práce je provést rešerši publikovaných údajů o produkci tzv. legislativně nesledovaných polutantů z domovních kotlů a případně provést ověřovací měření. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. V souladu se směrnicí rektora může být po dohodě s vedoucím práce zadání modifikováno na čistě rešeršní práci. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       


On-line a off-line metody stanovení TZL

Současná legislativa se zaměřuje pouze na gravimetrické stanovení emisí TZLa neřeší distribuci a rozložení velikosti produkovaných částic. Pro stanovení částic se využívá gravimetrická off-line analýza. Z té však není možné zjistit, jaké je složení částic a jaká je závislost produkce tuhých látek na průběhu spalování ve zdroji. To je ale důležité pro realizaci primárních opatření, ale také pro návrh sekundárních odlučovačů. Cílem práce je provést rešerši dostupných metod on-line a off-line metod stanovení množství a distribuce tuhých částic při spalování. Práce je navázána na výzkumnou a projektovou činnost pracoviště, po dohodě s vedoucím může být práce realizována jako čistě rešeršní. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


     
  
       
     


Spalování pelet v krbech a krbových kamnech

V posledních letech se na trhu objevily výrobci, kteří nabízejí tzv. košíky pro spalování pelet v krbech a krbových kamnech. Tyto výrobky jsou prezentovány jako výhodné z hlediska dlouhodobého procesu spalování např. v nočních režimech. Nicméně nejsou zatím známy emisní parametry těchto přídavných zařízení. Problematické je jejich využití v topidlech, se kterými nebyly certifikovány a s palivem, které není výrobcem krbu předepsáno. Cílem práce bude provést rešerši legislativních podmínek pro využívání necertifikovaných přídavných košíků a paliv v krbech a krbových kamnech, stanovit vlastnosti paliv a provést základní spalovací zkoušky a získané výsledky porovnat se standartním provozem topidel. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


     
  
       
     


Riziko spalování odpadů v lokálních topeništích

Zejména prohořívací a odhořívací kotle s ručním přikládáním umožňuje spalovat celou řadu domovních odpadů (PET, boty, plasty, atd.). Podmínky spalování v těchto zařízeních však zdaleka nejsou ideální a jsou potenciálním zdrojem celé řady nebezpečných emisí. Proto je třeba důkladně analyzovat tyto emise a zabránit spotřebitelům spalovat tento odpad v domovních kotlech. Cílem práce bude provést rešerši publikovaných zdrojů produkce emisí při spalování odpadů v domovních kotlech, provést základní palivové rozbory vybraných odpadů a provést základní spalovací zkoušku a vyhodnotit emisní parametry. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem, po dohodě s vedoucím může být práce čistě rešeršní. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


  
       
     


Nestandartní paliva v lokálním topeništi

Dle platné legislativy musí být všechna topidla pro domácí použití, jako například krby či krbové vložky certifikovány, zda splňují mimo jiné i přísné emisní limity. Nicméně všechny tyto spotřebiče se certifikují většinou s bukovým dřevem. Na trhu je však dostupná celá řada briket z různých materiálů. Je otázkou, jak se změní emisní parametry při použití těchto paliv. Cílem práce bude provést rešerši těchto paliv a podmínek jejich spalování, provést základní palivové rozbory, experimentálně ověřit emisní parametry během základní spalovací zkoušky a získané výsledky porovnat se standartním provozem topidel. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru. 
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


       
     
 

Porovnání metod hrubého rozboru různých typů paliv

Cílem práce bude v podrobné rešerší zpracovat a porovnat metody stanovení hrubého rozboru tuhých paliv, tuhých biopaliv a tuhých alternativních paliv. Práci lze po dohodě s vedoucím rozšířit o experimentální část.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.




Vlivy vlastností smrkového dřeva na jeho emise při spalování

Smrk ztepilý je nejvíce zastoupenou dřevinou v rámci České Republiky. Je charakteristický svým měkkým dřevem, které se ve velké míře využívá i jako palivo. Podstata této bakalářské práce spočívá v experimentálním stanovení emisí procesu spalování smrkového dřeva. Cílem je určit parametry a specifické vlastnosti tohoto dřeva, které ovlivňují jeho emisní charakter při daných spalovacích podmínkách. Přínos práce by spočíval právě ve stanovení těchto parametrů a jejich impaktu na emise ze spalování.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek




Labyrintové těsnění parních a plynových turbín

Z hlediska aktuálních potřeb denních startů parních a plynových turbín plynoucího ze zapojení s obnovitelnými zdroji jsou významné teplotní dilatace mezi statorem a rotorem. Podstatnou částí těchto rotačních strojů zaujímá bezdotykové těsnění (labyrint) při zachování minimální vůle mezi rotorem a statorem. Bakalářská práce je zaměřena na zjištění parametrů (např. průtočný koeficient) pro vybrané typy labyrintu. Části labyrintu budou vyrobeny pomocí 3D tisku a poté měřeny na již sestavené experimentální aparatuře. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D.




Koeficienty tření šroubových spojů ze speciálních slitin

Z hlediska splnění konstrukčních požadavků moderních leteckých motorů, plynových turbín či reaktorů IV. Generace jsou vyvíjeny specifické konstrukční materiály s vysokou teplotní odolností a náročnými mechanickými požadavky. Jednou s oblastí je nutnost správné montáže zařízení z těchto materiálů. Jedny ze základních parametrů jako jsou koeficienty tření šroubových spojů je nutné získat pro tato zařízení experimentálně. Bakalářská práce je tak zaměřena na experimentální zjištění koeficientů tření a K-faktoru šroubových spojů zejména z titanových a niklových slitin. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D.


  
  


Destruktivní zkoušky termoelektrických modulů

Cílem bakalářské práce je s pomocí existující testovací aparatury vyhodnotit „odolnost“ jednotlivých typů termoelektrických modulů. Termoelektrické moduly budou vystavované rapidnímu cyklickému tepelnému a/nebo elektrickému zatěžování stejnosměrným elektrickým proudem velmi nízkého napětí a bude se sledovat počet zátěžných cyklů, po kterých dojde ke ztrátě výkonových parametrů a následně i trvalému poškození termoelektrických modulů. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.




Vírová trubice vyrobena aditivní technologií

Vírová trubice je zařízení využívající stlačeného vzduchu pro chlazení a současně ohřev. Cílem této práce je navrhnout a vyrobit toto zařízení pomocí metody Fused Deposition Modeling a následně ověřit jeho funkčnost a odměřit charakteristiky. Závěrem bude provedeno srovnání vírové trubice vyrobené aditivní technologií s běžnými vírovými trubicemi.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Radomír Chýlek

                


(4) Simulační typ práce (modelování)

      
    
 

Dynamický model tepelné bilance obytného domu

Při návrhu zateplení obytných domů je zpravidla prováděn statický bilanční výpočet. S volně dostupnými nástroji jako je OpenModelica lze snadno namodelovat teplotní bilanci zahrnující akumulaci tepla do stěn, vliv spotřebičů tepla apod. během celého roku. Bakalářská práce bude zaměřena na sestrojení simulačního nástroje pro simulaci tepelné bilance jednoduchého jednopodlažního domu v průběhu roku. Simulace bude zahrnoval vliv akumulace tepla do stěn, vliv tepelného vnosu tepla elektrickými spotřebiči, vliv větrání, ohřev TUV apod. Model bude vytvořen pomocí softwaru OpenModelica a výsledkem bude posouzení vlivu dynamiky na celkovou bilanci (srovnání se statickým výpočtem). 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela


   

Modelování proudění ve spalovací komoře

Spalování paliv je složitý proces, který není jednoduché , až skoro nemožné, přesně popsat. Tento proces je ale možné pro zjednodušení rozdělit na tři základní podproblémy - proudění tekutin, přenos tepla a chemické reakce. Vhodně navržená geometrie spalovací komory zajišťuje proudění spalin takovým způpsobem, aby přenos tepla a chemické reakce byly v žádaných hodnotách. Tato práce se tudíž zaměří na analyzování proudění v předem stanovené 3D geometrii spalovací komory. 

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Špiláček, Ph.D.


   

Možnosti CFD modelování fluidní vrstvy

Spalování ve fluidní vrstvě je moderní způlsob spalování tuhých paliv, a především biomasy. Zároveň je ale potřeba správně navrhnout všechny vyžadované parametry, aby se stabilní fluidní vrstva vytvořila. Tato práce se tak bude zabývat možnostmi, jak fluidní vrstvu modelovat a případně i vytvořením modelu fludní vrstvy ve zvoleném software.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Špiláček, Ph.D.

               
                



Nahoru