to top
Select language:    en ENGLISH  |  cs CZECH
picture
Pokud se podíváme na kuchyňské trouby z pohledu spotřeby elektrické energie, našli bychom zde velké rezervy ke zlepšení. Pouze zhruba 10 až 12 procent z celkové vynaložené elektrické energie je použito na ohřev připravovaného jídla (pokrmu).
Vývojový tým ve firmě Whirlpool hledal nové řešení pro vylepšení energetické efektivity. Zabývali se změnou materiálů, výrobních procesů a návrhu tepelných elementů.
„Díky multifyzikální analýze jsme dosáhli lepšího porozumění celého procesu přestupu tepla, ke kterému dochází uvnitř kuchyňské trouby, včetně otestování inovativních strategií zvyšujících energetickou efektivitu.“ Garcia-Polanco, Research and Thermal Engineer, Whirlpool
Vývojový tým měl za úkol zredukovat spotřebu elektrické energie o 20%. Pokud vezmeme v úvahu, že jedna elektrická kuchyňská trouba je nainstalována v každé třetí domácnosti v Evropě, pak by zvýšení efektivity znamenalo roční pokles spotřeby elektrické energie o cca 850 terawatthodin, pozn. 56 let nepřetržitého provozu jaderné elektrárny Temelín. To by znamenalo redukci CO2 emisí o 50 miliónů tun ročně.
picture
Vývojový tým firmy Siemens potřeboval eliminovat tzv. hotspots nebo-li horká místa transformátoru. Hotspoty se vyskytují v malých oblastech s vysokou indukovanou proudovou hustotou a tedy i vysokými teplotami. Olej, ve kterém je ponořený transformátor funguje jako dobrý izolátor a zároveň jako chladicí kapalina. Nicméně vlivem vysokých teplot se mohou kolem hotspotů vytvářet bublinky s nižší elektrickou pevností než má olej a může docházet k elektrickému oblouku, který může transformátor poničit. Po provedení designových změn transformátoru se týmu podařilo snížit teplotu hotspotů zhruba o 40°C. Vylepšením designu také eliminovali nutnost instalace měděného stínění upínacího rámu -> úspora materiálu.
Kromě nalezení a eliminace hotspotů, R&D tým optimalizoval chladicí systém, tak že dosahuje lepších parametrů než jeho předchůdci. S vylepšením chlazení přicházejí i úspory ve formě redukce člověkohodin na údržbu zařízení a také k úspoře materiálu.
„Čas od času se stane, že chladicí zařízení je předimenzováno za účelem uchlazení hotspotů. Díky programu COMSOL Multiphysics jsme byli schopni řídit tyto hotspoty. I malá změna může vyřešit problém a zredukovat náklady spojené s chladicími zařízeními.“ Luiz Jovelli, Senior Product Developer, Siemens
picture
Společnost Sharp, která je známá jako jeden z největších výrobců televizí, LCD obrazovek, LED světelných systémů, solárních článků a celé řady dalších výrobků, které mají něco společného s elektronikou.
LED světelná technologie se ukazuje jako efektivní zdroj světla. I u LED světel se vyskytuje řada problémů. Například hotspoty (horká místa), které snižují výkonnost světelného zdroje. To je dáno nadměrnou produkcí tepla, které nelineárně redukuje převod elektrické energie na světlo.
U LCD obrazovek od smartphonů až po televizory se klade důraz na vylepšení kvality zobrazení při snížení spotřeby elektrické energie. Jedním z nezbytných kroků může být odstranění parazitických odporů a kapacitancí od elektrického vedení uvnitř LCD obrazovek.
Klimatizační jednotky by měly být co nejlehčí a nejmenší pro snadnou instalaci a co nejefektivněji pracovat. Pro dosažení úsporného provozu klimatizační jednotky je možným řešením vylepšení tepelného výměníku.
Všechny tři výše zmíněné projekty mají společný klíč k úspěchu. Optimalizace designu výrobku pro získání rovnoměrného rozložení fyzikální veličiny. U některých projektů se vývojovému týmu podařilo zvýšit efektivitu až o 30%. Všechny počítačové simulace byly provedeny s jedním programem - COMSOL Multiphysics. Víceúčelovost programu poskytuje obrovskou výhodu pro každé vývojové oddělení, které potřebuje provádět počítačové simulace různých fyzikálních jevů.
„Tím, že na našich projektech pracuje několik týmů, potřebujeme výpočetní program, který by mohl být používán napříč vývojovými laboratořemi.“ Chris Brown, Research Manager, Sharp
picture
Aby se výrobky firmy Nestlé přiblížili svojí dokonalostí k dokonalosti čokolád pohádkové postavy pana Willyho Wonky je zapotřebí zajistit správný průběh výroby. Například poleva čokoládové tyčinky musí mít dokonalou konzistenci a zároveň musí tyčinka obsahovat předepsaný počet kalorií, který je uveden na obalu.
Firma Nestlé investuje nemalé prostředky do sledování kvality výroby, a proto si po dlouhá desetiletí udržuje dobré jméno u svých zákazníků. V rámci zvyšování kvality produktů byl použit program COMSOL Multiphysics pro optimalizaci proudění čokolády, simulaci mechanického namáhání licích forem či k analýze tepelných vlastností komponent výrobní linky. Počítačová simulace se stala nedílnou součástí návrhu výrobních procesů od čokolád přes oplatky až po cereální lupínky. Výsledkem použití počítačové simulace bylo nejen zlepšení výrobních procesů, ale také se firmě Nestlé podařilo provést změny u forem na oplatky a dalších zařízení, které pozitivně ovlivňují kvalitu a chuť výrobků.
Analýza ukázala, že výsledky simulací jsou shodné s experimentálními měřeními, což motivuje odpovědné pracovníky firmy k širšímu využití simulačních nástrojů COMSOL Multiphysics. Moderní technické přístupy k výrobě umožňují firmě Nestlé dodávat na trh stále chutnější a zdravější výrobky.

© HUMUSOFT 1991 - 2018