Energetyka cieplna to zupełnie nowy kierunek studiów I stopnia, jakie uruchamia w tym roku Politechnika Białostocka. Absolwenci będą kształceni przez najlepszych fachowców, w tym także zatrudnionych w przemyśle, wraz z tokiem studiów zyskają też możliwość zdobycia cennych uprawnień zawodowych.
– Otwieramy na Politechnice Białostockiej kierunek zupełnie wyjątkowy, taki, który wprost adresuje wszystkie nasze działania do centrum wydarzeń w polskiej gospodarce, do energetyki cieplnej – zapowiada prof. dr hab. inż. Dariusz Butrymowicz, kierownik Katedry Techniki Cieplnej Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej. – Energetyka cieplna to jest kierunek, który obejmuje swoim zasięgiem i różne obszary energetyki, takie które nam się rzeczywiście kojarzą wprost z energetyką, czyli z konwersją różnych źródeł energii również energii odnawialnej na moc elektryczną, ale również ten kierunek obejmuje wszelkiego rodzaju technologie związane z konwersją energii na ciepło i chłód, a więc i pompy ciepła, i chłodnictwo, i klimatyzację. Taką coca-colą tego kierunku to jest to, że udało się nam wypracować wspólnie z Wydziałem Budownictwa i Nauk o Środowisku, a także z Wydziałem Elektrycznym formułę, w której absolwenci po raz pierwszy w Polsce będą mieli dostęp do szerokiego zakresu uprawnień zawodowych.
To absolutnie wyjątkowa sytuacja w skali całego kraju.
– Do tej pory nigdzie w Polsce nie można było uzyskać uprawnień zawodowych, które obejmowałyby wszystkie sfery działalności zawodowej w zakresie energetyki cieplnej, czyli uprawnienia energetyczne, i uprawnienia budowlane instalacyjne, i uprawnienia chłodnicze – podkreśla prof. Butrymowicz. – Jako pierwsi w Polsce nieodpłatnie przygotowujemy studentów do zdobycia uprawnień zawodowych. Co więcej, w części uprawnień posiadamy już prawo do certyfikowania personelu, w związku z tym kierunek energetyka cieplna oferuje coś, co jest rzeczą zupełnie wyjątkową.
Dodatkowym atutem kierunku energetyka cieplna jest doskonała współpraca z przemysłem.
– Zaprosimy na wykłady ludzi, którzy mają unikalne, bardzo wysokie i bardzo cenione na rynku kompetencje, którzy pochodzą spoza województwa podlaskiego, by tworzyli z nami kierunek energetyka cieplna – zapowiada prof. Butrymowicz.
Część zajęć będą prowadzili najbardziej renomowani pracownicy różnych branż przemysłowych, również tacy, którzy przy tej okazji współpracy rozwijają się naukowo. Jednym z nich jest doktorant Politechniki Białostockiej Mateusz Kędzierski.
– Już posiada znakomite osiągnięcia w zakresie innowacyjnych technologii w przemyśle stoczniowym w systemach sieci ciepłowniczych – podkreśla prof. Butrymowicz.
Doktorant mgr inż. Mateusz Kędzierski na co dzień zajmuje się między innymi projektowaniem systemów okołookrętowych, a także projektowaniem instalacji cieplno-przepływowych. Między innymi projekty instalacji rurociągowych zaprojektowane oraz nadzorowane przez Kędzierskiego znajdują się na jednym z większych super jachtów wybudowanych w Polsce. Jednostka ta otrzymała dwie nagrody międzynarodowe.
– Podczas projektowania instalacji okołookrętowych zajmowałem się projektowaniem instalacji wszelkiego rodzaju, od instalacji paliwa dostarczanego do jednostek napędowych, to jest silników spalinowych, agregatów prądotwórczych, poprzez instalacje sanitarne w tym odprowadzania ścieków w systemach grawitacyjnych oraz podciśnieniowych, czy też rozprowadzenia c.w.u, skończywszy na instalacji HVAC czy też urządzeń cieplnych na jednostkach morskich – wylicza Kędzierski. – Chciałbym zaznaczyć, że podczas projektowania należy wykorzystywać zdobytą wiedzę teoretyczną z zakresu szeroko pojętej energetyki cieplnej, a także wykazać się praktycznym podejściem do tematu pod kątem obsługi instalacji. Poza wiedzą stricte techniczną należy współpracować z zespołem, podchodzić trochę jak ekonomista, a także menadżer. Właśnie w takim duchu będzie przekazywana wiedza na zajęciach na kierunku energetyka cieplna, która pozwoli rozwijać zdolności inżynierskie, zespołowe, a także menadżerskie. Podczas pracy ściśle współpracuję z Politechniką Białostocką pod kątem wsparcia merytorycznego z dziedziny energetyki, a także w ramach rozwoju osobistego, to znaczy aktualnie kończę doktorat wdrożeniowy realizowany przy udziale stoczni Marine Projects z Gdańska.
Zważywszy na to, że brakuje specjalistów z zakresu energetyki cieplnej na rynku pracy, zaprzyjaźnione firmy, współpracujące ze specjalistami z tej dziedziny, będącymi również założycielami kierunku, deklarują czynne uczestnictwo w kształceniu nowych inżynierów. Przedstawiciele współpracujących firm zaznaczają, że w związku z deficytem specjalistów powiązanych z energetyką cieplną można liczyć na atrakcyjne zarobki adekwatne do posiadanych umiejętności. W przypadku dobrych specjalistów można liczyć na wynagrodzenie zbliżone do popularnej branży IT.
Nowoczesne projektowanie, z wykorzystaniem modelowania numerycznego, to kolejny atut kierunku energetyka cieplna. Kadra dydaktyczna ma tu już doświadczenie ugruntowane współpracą z przemysłem.
– Projektujemy różnego rodzaju urządzenia i układy cieplno-przepływowe, wymienniki ciepła, które mają szerokie zastosowanie – mówi dr hab. inż. Kamil Śmierciew, prof. PB z Katedry Techniki Cieplnej Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej. – Jednym z takich urządzeń jest gazowa strumienica naddźwiękowa. Urządzenie tego typu zastępuje sprężarkę mechaniczną i działa na zasadzie wytwarzania wewnątrz urządzenia fali uderzeniowej. Fala uderzeniowa jest odpowiedzialna za przyrost ciśnienia, który w klasycznych urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych wytwarzany jest przez sprężarkę mechaniczną. Ta, jak wiemy, zasilana jest energią elektryczną, strumienica natomiast wykorzystuje do napędu energię cieplną, w tym niskotemperaturową energię odpadową.
Wykorzystywane na Politechnice Białostockiej oprogramowanie inżynierskie pozwala na pełną analizę procesów cieplno-przepływowych. Naukowcy i ich studenci mogą np. zobaczyć wewnątrz takiej naddźwiękowej strumienicy obraz pola prędkości, miejsce gdzie powstaje fala uderzeniowa.
– Tego typu urządzenia modelujemy i wykonujemy nie tylko po to, żeby je badać i testować, ale również wdrażać – podkreśla prof. Śmierciew.
I podaje przykład projekt strumienicy do klimatyzacji samochodowych, która została zaprojektowana, wykonana i zaimplementowana do pracy w niemieckich autobusach.
– Projektowaliśmy też mini strumienice, mini urządzenia chłodnicze, które były dedykowane do chłodzenia urządzeń elektronicznych – opowiada prof. Śmierciew.
Innym przykładem wykorzystania nowoczesnych technik projektowania jest modelowanie wymienników ciepła. Naukowcy z Politechniki Białostockiej analizowali pracę wymiennika wykorzystanego w rzeczywistej instalacji w chłodni owocowo-warzywnej w Skierniewicach.
– Wcześniej wykonaliśmy symulację trajektorii cząstek przepływającego powietrza pomiędzy lamelami takiego wymiennika – wyjaśnia prof. Śmierciew. – Został on później zainstalowany właśnie w tej chłodni owocowo-warzywnej. Cała chłodnia również została modelowana, bo ten wymiennik jest tylko fragmentem większego obiektu.
Naukowcy, tworzący kierunek energetyka cieplna, doświadczenia zdobyte podczas realizacji prac badawczych, koncentrujących się m.in. wokół modelowania, przenoszą na działalność dydaktyczną.
– Próbujemy ze studentami modelować przepływy w układach wentylacyjnych, gdzie studenci w ramach ćwiczeń projektowych wykonują obliczenia na przykład kanału wentylacyjnego – zdradza prof. Śmierciew. – Analizują oni trajektorie cząstek, widzą powstające wiry, analizują rozkłady temperatur w takich kanałach.
Studenci mogą wykorzystywać oprogramowanie inżynierskie np. w pracach dyplomowych dotyczących klimatyzacji.
– Przykładowo, jeden z moich dyplomantów dokonywał analizy rozpływu powietrza i wpływu modelu turbulencji na rozpływ powietrza w pomieszczeniach do pracy i nauki nowoczesnego budynku Biblioteki Politechniki Białostockiej – wymienia prof. Śmierciew. – Zachęcamy studentów do czynnego udziału w pracach analitycznych i numerycznych z wykorzystaniem oprogramowania typowo inżynierskiego w postaci kodów CFD, ale oprócz tego pracujemy również z wykorzystaniem oprogramowania inżynierskiego do analiz matematycznych, które również próbujemy wykorzystywać w naszej działalności dydaktycznej.
Wiedzę teoretyczną, projektową oraz praktyczną, a także umiejętności pracy na specjalistycznym oprogramowaniu obliczeniowym i projektowym czy też umiejętność pracy w zespole zdobyte podczas kształcenia na kierunku energetyka cieplna będzie można wykorzystać nie tylko podczas pracy w zawodzie inżyniera projektanta czy też inżyniera serwisu, ale także między innymi na szczeblach menedżerskich podczas nadzoru i obsługi projektów energetycznych.
– Aktualnie pracuję jako menadżer do spraw projektów energetycznych w jednej z największych sieci ciepłowniczych w Polsce, na Pomorzu w Gdańsku – zdradza mgr inż. Mateusz Kędzierski. – W trakcie swojej pracy zawodowej zaobserwowałem, że brakuje specjalistów, którzy zajmują się energetyką cieplną, w szczególności projektowaniem przy połączeniu wiedzy merytorycznej z umiejętnościami miękkimi, a także generalną obsługą projektów energetycznych. Widać to po ofertach pracy oraz możliwych zarobkach, jakie można otrzymywać mając ten fach w ręku.
Energetyka cieplna jest kierunkiem przyszłości, wiedzą, która realnie ratuje planetę przed zmianami klimatycznymi.
– Dziś próbujemy robić wszystko, żeby ratować klimat – przekonuje dr hab. inż. Kamil Śmierciew z Katedry Techniki Cieplnej Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej. – Nasze prace skoncentrowane są głównie na tym, żeby wypracować technologie, które pozwolą ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Kiedy zmniejszymy zapotrzebowanie na energię elektryczną, ograniczymy ilość tak zwanych F-gazów, które niszczą ozon i przede wszystkim próbujemy wypracować technologię, która pozwoli na efektywne wykorzystywanie ciepła odpadowego, a zwłaszcza ciepła niskotemperaturowego, czyli takiego, które w energetyce już do niczego się nie nadaje. My próbujemy zrobić z tego chłód użytkowy i to nam się udaje. Opracowaliśmy i zbudowaliśmy układ strumienicowy, gdzie za pomocą fali uderzeniowej uzyskujemy przyrost ciśnienia, który zwyczajowo uzyskuje się w sprężarce. My zamieniliśmy sprężarkę mechaniczną na strumienicę i uzyskujemy efekt chłodu wykorzystując do napędu właśnie ciepło odpadowe. Naszym celem jest wykorzystanie ciepła sieciowego, czyli o temperaturze niższej niż 65 stopni Celsjusza. Dzięki temu możemy bardzo efektywnie współpracować z siecią ciepłowniczą, co może mieć efekt na przykład w postaci układu centralnego chłodzenia, który będzie można wykorzystać w dużych osiedlach czy dużych obiektach. Możemy wykorzystać ciepło sieciowe do produkcji chłodu do klimatyzacji. Dzięki temu mamy ograniczenie zapotrzebowania na energię elektryczną i korzystamy z bezpiecznych dla środowiska czynników chłodniczych i dzięki temu pozytywnie wpływamy na środowisko naturalne. To jest główny obszar naszych badań.
Kierunek energetyka cieplna będzie silnie powiązany z przemysłem.
– Nowy kierunek – energetyka cieplna – to także wspaniała kadra dydaktyczna, wybitni specjaliści, którzy od lat współpracują ze środowiskiem przemysłowym – sumuje prof. Butrymowicz. – Przykładem jest współpraca od ponad 20 lat naszego zespołu z Krajowym Forum Chłodnictwa Związkiem Pracodawców. Dzięki niej na tym kierunku oferujemy również możliwość podwyższania kwalifikacji, zdobywania uprawnień zawodowych, właśnie pod auspicjami Związku Pracodawców.
W praktycznej nauce pomagają rozliczne nowoczesne laboratoria i całe instalacje przemysłowe.
– W laboratorium, które służy do kształcenia studentów w zakresie chłodnictwa, klimatyzacji, pomp ciepła oraz paliw, posiadamy najnowsze wyposażenie techniczne – informuje prof. Butrymowicz. – Rozwijamy nowoczesne technologie i przygotowujemy studentów do zupełnie nowych wyzwań – przede wszystkim – konwersji energii. Na tym kierunku dzielimy się wiedzą, która dotyczy całego społeczeństwa i kształcimy absolwentów, którzy po ukończeniu studiów od razu są przygotowani do podejmowania tych wyzwań.
Poza stanowiskami laboratoryjnymi stricte przeznaczonymi do nauki w ramach laboratoriów, które odbywają się na Politechnice Białostockiej, uczelnia posiada również instalacje w skali technicznej czy też wręcz przemysłowej.
– Jednym z przykładów jest egzemplarz wytwornicy pary o mocy 1.2 MW wraz z całą instalacją, która znajduje się przy Wydziale Mechanicznym – informuje mgr inż. Mateusz Kędzierski. – Ta instalacja jest przeznaczona do wykonywania badań przemysłowych, a także do napędzania różnych elementów laboratoryjnych. W trakcie studiów studenci nie tylko będą mogli pracować z urządzeniami w skali laboratoryjnej, a także poznawać instalacje w skali przemysłowej. W ramach zajęć studenci będą mogli zaobserwować pracę rzeczywistych układów grzewczych dużej mocy, a także różnego rodzaju pompowni, urządzeń chłodniczych czy klimatyzacyjnych. Dzięki temu studenci nie tylko będą uczyli się wiedzy teoretycznej, ale także będą mogli odbyć praktyki lub sprawdzić, jak taka praca wygląda w rzeczywistości na stanowiskach przemysłowych. Zdobyta wiedza teoretyczna podczas studiów, która zostanie przekazana przez znakomitych profesorów, a także innych wykładowców pozwoli absolwentom w szybki sposób wdrożyć do projektowania, a także wykonywania różnych instalacji przemysłowych, które są związane z energetyką cieplną. Zaznaczmy, że energetyka cieplna to nie tylko praca w elektrowni, ale również projektowanie instalacji oraz nadzór nad sieciami.
Ważnym wymiarem działalności kadry dydaktycznej, która tworzy ten kierunek są liczne projekty wdrożeniowe w skali ogólnopolskiej, czy nawet w skali międzynarodowej.
– Ludzie, którzy prowadzą zajęcia na tym kierunku, są specjalistami tworzącymi zupełnie nowe, innowacyjne technologie wdrażane aktualnie w przemyśle stoczniowym, przez producentów nowoczesnych central klimatyzacyjnych, a także na przykład na Śląsku do wytwarzania chłodu z dużych zasobów ciepła odpadowego – sumuje prof. Butrymowicz. – W przemyśle chemicznym, hutniczym, przetwórczym oraz spożywczym tworzymy nowe technologie, tworzymy także nowe typoszeregi pomp ciepła współpracując z najbardziej znamienitymi polskimi firmami.
Agnieszka Sakowicz-Stasiulewicz, fot. Paweł Jankowski/Politechnika Białostocka
