Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V zaključnem delu smo zasnovali novo procesno shemo sistema visokotemperaturnega daljinskega ogrevanja katerega cilj je učinkovito ter ogljično nevtralno delovanje. Sistem je sestavljen iz gorivne celice vezane z dvostopenjsko kompresijsko toplotno črpalko. Gorivne celice so naprave za pretvorbo energije, ki proizvajajo elektriko (in toploto) neposredno iz plinastega goriva z elektrokemično kombinacijo goriva in oksidanta. V našem sistemu je gorivo zemeljski plin. Proizvedena elektrika iz gorivne celice samo zadostno oskrbuje toplotne črpalke ter hkrati proizvaja toploto, ki le te razbremenjuje. Skonstruirali smo osnovno shemo in dve dodatni alternativi, z dodanim vmesnim prenosnikom in zaporedno vezanimi toplotnimi črpalkami in jih primerjali pri različnih pogojih. V primeru temperature povratka 60 °C in končni temperaturi ogrevanja 80 °C osnovna shema z vmesnim prenosnikom toplote obratujeta pri COP vrednostih 3,15 oz. 3,21. Najvišje vrednosti COP smo zasledili pri zadnji alternativi in sicer 3,86, vendar ta ni samo zadostna in tako nastanejo dodatni stroški nakupa elektrike. Konkurenčnost in inovativnost sistema ne moremo meriti le s COP vrednostjo. Najboljši rezultat dobimo z 'izkoristkom' zemeljskega plina. Omenimo, da ne gre za navaden izkoristek, ampak utilizacijo - razmerje med dobljenim toplotnim tokom, ki se neposredno prenese na ogrevano vodo in vloženim toplotnim tokom zemeljskega plina na podlagi HHV in LHV. V osnovni shemi in z vmesnim prenosnikom dosežemo 251,62 % oz. 261,37 % glede na HHV ter 225,21 % oz. 233,99 % glede na LHV. Alternativa z zaporedno vezanimi toplotnimi črpalkami dosega 277,41 % glede na HHV in 247,38 % glede na LHV, vendar ni samo zadostna.
Ključne besede: Visokotemperaturna toplotna črpalka, gorivna celica, SOFC, visokotemperaturno daljinsko ogrevanje, razogljičenje sistema daljinskega ogrevanja
Objavljeno v DKUM: 14.09.2023; Ogledov: 618; Prenosov: 0
Celotno besedilo (3,96 MB)

Opis: Svetovna ekološka kriza je povod za nove raziskave na področju uporabe obnovljivih virov energije in učinkovite rabe energije. Zakonodaja držav Evropske unije se v skladu z evropskimi direktivami dopolnjuje tako, da spodbuja nove postopke proizvodnje energije, ki so čim manj škodljivi za okolje. Namen diplomskega dela je preučiti različne vezave visokotemperaturnih toplotnih črpalk z namenom izboljšanja grelnega števila. Kot vir toplote smo uporabili geotermalno vodo in visokotemperaturno toplotno črpalko tipa voda-voda. Za izboljšanje grelnega števila smo poleg različnih vezav toplotnih črpalk uporabili tudi nova hladiva četrte generacije, ki veljajo za okolju prijazna, s kratko razpolovno dobo v atmosferi in nizkim potencialom globalnega segrevanja ozračja. Cilj diplomskega dela je z računalniškimi simulacijami, izvedenimi s programskim paketom ASPEN Plus, z različnimi vezavami visokotemperaturnih toplotnih črpalk in okolju prijaznimi hladivi priti do čim večjega grelnega števila. Obratovalne karakteristike pri različnih temperaturah vira toplote in temperaturah ogrevalne vode so bile izračunane za kaskadno ter vzporedno vezavo visokotemperaturnih toplotnih črpalk za enostopenjsko in dvostopenjsko visokotemperaturno toplotno črpalko. Ugotovili smo, da je pri enostopenjski toplotni črpalki boljša kaskadna vezava visokotemperaturnih toplotnih črpalk, ker je grelno število večje kot pri vzporedno vezanih visokotemperaturnioh toplotnih črpalkah. Izvedena je tudi ekonomska analiza uporabe visokotemperaturnih toplotnih črpalk za potrebe daljinskega ogrevanja in industrije.
Ključne besede: visokotemperaturna toplotna črpalka, GWP, ODP, hladiva, grelno število, prenos toplote
Objavljeno v DKUM: 25.07.2018; Ogledov: 1543; Prenosov: 46
Celotno besedilo (1,09 MB)

Opis: Magistrsko delo predstavlja izvirno in inovativno tehnično rešitev izkoriščanja nizkotemperaturnih virov energije kogeneracijskih plinskih batnih motorjev vgrajenih v sistem daljinskega ogrevanja. Rešitev je primerna za sisteme, kjer se za proizvodnjo toplote uporabljajo batni motorji na pogon s plinastim gorivom za sočasno proizvodnjo toplote in električne energije. Kogeneracijska naprava s plinskim batnim motorjem omogoča istočasno proizvodnjo toplote in elektrike v eni enoti. Pri tem naprava pretvori kemijsko vezano energijo goriva v mehansko z batnim motorjem z notranjim zgorevanjem, ki preko reduktorja poganja generator, ki proizvaja električno energijo. Pri kogeneracijskem procesu nastaja visokotemperaturna toplota, katera se uporabi za visokotemperaturno ogrevanje in nizkotemperaturna odpadna toplota, ki se preko hladilnega sistema in izpušnega sistema odvaja v okolje. Pri delovanju kogeneracijskega postroja nastala nizkotemperaturna toplota se lahko dodatno izrabi z uporabo visokotemperaturne toplotne črpalke in po potrebi dvigne tudi na 85C, kar omogoča visokotemperaturni režim ogrevanja poslovnih objektov, daljinskega ogrevanja ali v industrijskih procesih. Za prikaz učinkovitosti izrabe nizkotemperaturnih virov kogeneracijskega postroja bo izveden tudi ekonomski izračun, s katerim se dokazuje učinkovitost in smiselnost vključevanja visokotemperaturne toplotne črpalke v nove, ali obstoječe sisteme sočasne proizvodnje toplote in električne energije z batnimi plinskimi motorji.
Ključne besede: obnovljivi viri energije, kogeneracijski plinski motor, visokotemperaturna toplotna črpalka, daljinsko ogrevanje, ekonomska analiza
Objavljeno v DKUM: 17.10.2016; Ogledov: 2466; Prenosov: 154
Celotno besedilo (4,63 MB)