Systémové přístupy pro procesy a energetiku (FSI-9SPE)

Předmět seznámí posluchače s metodikami systémového řešení a optimalizací koncepce a skladby procesních a energetických linek i jejích nejdůležitějších subsystémů a individuálních zařízení. Poskytne základní postupy a přístupy pro rozhodování v případě možností variantních řešení průmyslových systémů, resp. zařízení a pro základní orientaci ve složitosti technicko-ekonomických požadavků výroby a ochrany životního prostředí.

Studenti budou schopni aplikovat dosud nabyté znalosti z inženýrského studia na řešení procesních a energetických linek, provozů a jejich subsystémů a kvalifikovaně rozhodovat v případě možností variantních řešení s ohledem na požadavky výroby a ochrany životního prostředí.

Inženýrská úroveň znalosti matematiky, fyziky a termodynamiky.

Předmět seznamuje posluchače s přístupy, postupy a činnostmi pro systematické zajištění co nejlepšího provedení dané procesní či energetické výrobní linky, jejího subsystému i dílčího zařízení, jak v případě nového řešení, tak v případech rekonstrukce stávajícího provedení pro nové účely. 

Předmět je vyučován formou přednášek zaměřených na témata potřebná pro individuální doktorský projekt. Přednášky mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny doprovázené ilustrativními ukázkami průmyslového použití.

Student aplikuje nabyté znalosti a zformuluje systémový přístup pro řešení hlavní nebo dílčí problematiky, jež je předmětem výzkumu a řešení jeho doktorské práce.

Výuka probíhá formou konzultací a rozpravou nad zpracovávaným systémovým přístupem v domluvených termínech.

1. Úvod do systémového (integrovaného) řešení procesu – části a fáze integrovaného řešení.


2. Techniky pro úvodní část řešení – optimalizace podmínek klíčového zařízení.


3. Zásady extrakce dat pro systémové přístupy


4. Výchozí technicko-ekonomická rozvaha optimální úrovně systému využití tepla a utilit.


5. Metody optimálního osazení (tzv. syntézy) sítě výměny tepla v případě nového návrhu procesu.


6. Metody optimálních úprav osazení sítě výměny tepla v případě rekonstrukce stávajícího procesu.


7. Specifické přístupy pro intenzifikační rekonstrukci systémů výměny tepla


8. Úvod do optimálního začlenění (integrace) externích energetických zdrojů a výchozího technicko-ekonomického posouzení konkurenčních variant.


9. Metody a techniky pro integraci vybraného typu „hot utility“.


10. Optimalizace provedení integrovaného návrhu vybraného typu „hot utility“ v případě nového návrhu a rekonstrukce.

KLEMEŠ J. J., VARBANOV P.S., WAN ALVI S.R., MANAN Z.A., Process Integration and Intensification: Saving Energy, Water and Resources, Second Edition, Walter de Gruyter GmbH, Berlin, 2018.

KLEIBER M., Process Engineering, Second Edition, Walter de Gruyter GmbH, Berlin, 2020.

SEIDER W. D., LEWIN D. R., SEADER J. D., WIDAGDO S., GANI R., NG K. M., Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Evaluation, Fourth Edition, John Wiley & Sons Inc., New York, 2017.

KLEMEŠ J. J., Handbook of Process Integration, Elsevier Science, First Edition, Woodhead Publishing, Cambridge, UK, 2013.

KNOPF F. C., Modeling, Analysis and Optimization of Process and Energy Systems, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2012.

GICQUEL R., Energy Systems: A new approach to engineering thermodynamics, Taylor & Francis Group, London, UK, 2012.