Ph.d. forsvar på DTU Mekanik

Ph.d. forsvar 5. april: "Industrial heat pumps for high temperature process applications"

tirsdag 29 mar 16

Kontakt

Jonas Kjær Jensen
Forsker
DTU Mekanik
45 25 19 68

Jonas Kjær Jensen fra DTU Mekanik forsvarer sin ph. d., "Industrial heat pumps for high temperature process applications. A numerical study of the ammonia-water hybrid absorption-compression heat pump", tirsdag d. 5. april kl. 13.00. Forsvaret finder sted i auditorium 38, bygning 306, DTU. Hovedvejleder er lektor Brian Elmegaard og medvejleder er lektor Wiebke Brix Markussen.

Resume:
Industrielle varmepumper kan benyttes til at genvinde spildvarme i procesindustrien og kan derved hjælpe med at sænke den industrielle sektors forbrug af primær energi. Konventionelle varmepumper er begrænset til leveringstemperaturer omkring 90 °C grundet trykbegrænsninger for de anvendte komponenter. Det vurderes dog at der eksisterer en væsentlig mængde industrielle processer med temperaturbehov over 90 °C og derved et væsentligt potentiale for implementering af højtemperaturvarmepumper.

Den maksimale leveringstemperatur styres af komponenternes trykgrænse og kølemidlets tilsvarende damptryk. Højtemperaturvarmepumper kan altså realiseres ved enten at hæve trykgrænsen eller sænke damptrykket. I dette studie undersøges mulighed for at udvikle højtemperaturvarmepumper ved at benytte en zeotrop kølemiddelblanding, ammoniak - vand, hvorved damptrykket kan reduceres ved at reducere blandingens ammoniakkoncentration.

En yderligere fordel ved at bruge en zeotrop kølemiddelblanding er dennes temperaturglid under faseovergang. Hvis temperaturgliddet er tilpasset temperaturændringen i varmekilden og den proces varmen leveres til, reduceres irreversibiliteterne i forhold til et kølemiddel med en isoterm faseovergang. Reduktionen af irreversibiliteterne vil resultere i en øget effektivitet.

For at kunne styre kølemidlets temperaturglid under faseovergang benyttes den såkaldte hybrid absorption-kompressions varmepumpe som har et internt væskekredsløb. Ved at styre mængden af den internt cirkulerede væske kan temperaturændringen under absorption og desorption påvirkes og tilpasses temperaturændringen på kilden og processen.

Dette studie viser at det er muligt at hæve den maksimale leveringstemperatur for industrielle varmepumper til 150 °C ved at benytte hybridvarmepumpen. Dette kan opnås med de nuværende standardkomponenter men kræver dog at ammoniakkoncentration og væskecirkulation vælges korrekt.

Det konkluderes at man kan erstatte gasforbrug i industrien med hybridvarmepumper med en positiv kapitalværdi så længe at temperaturløftet er under 60 K. Yderligere kan det konkluderes at den øgede effektivt vil resultere i højere kapitalværdi end konventionelle varmepumper, på trods af en højere investering.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.