1. Model energijskih tokov v sistemu distribuirane energetske oskrbe na osnovi metode simulacije diskretnih dogodkov : doktorska disertacijaDušan Kragelj, 2022, doctoral dissertation Abstract: V času, ko je racionalna poraba energije in trajnostna naravnanost njenega pridobivanja postala že vsakdanja, je eden izmed že preverjenih in razširjenih načinov pridobivanja energije v javnih ustanovah kot so šole, bolnišnice, trgovski centri in podobno tako imenovana decentralizirana ali distribuirana proizvodnja električne energije, toplote in hladu, v tujini znana pod terminom Distributed Energy Resources (v nadaljevanju DER). Kot tudi na drugih področjih življenja sta tudi pri pridobivanju energije optimizacija in napovedovanje porabe esencialnega pomena za rentabilno in okoljsko sprejemljivo delovanje.
V doktorski disertaciji smo proučevali sistem sestavljen iz tri-generatorja z dodatno absorpcijsko toplotno črpalko za pretvorbo toplote v hlad in dodatnega bojlerja ter kompresorske toplotne črpalke. V takšnih sistemih se za napovedovanje v večini uporabljajo samo zgodovinski podatki o porabi, saj drugih podatkov nimamo na voljo. Zaradi tega metode, ki jih avtorji uporabljajo za modeliranje oskrbe z energijo v industrijskih sistemih, niso povsem uporabne in zato je bil nujno potreben drugačen pristop.
Keywords: distribuirana proizvodnja energije, logistični proces, simulacije diskretnih dogodkov, optimizacija in napovedovanje, trajnostno pridobivanje energije
Published in DKUM: 22.02.2023; Views: 80; Downloads: 1
 Full text (3,48 MB) |
2. Analiza onesnaženosti zraka na območju Slovenije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeTim Tetičkovič, 2022, undergraduate thesis Abstract: Kakovost zraka pomembno vpliva na kvaliteto našega življenja, kar se dosega z nadziranjem prisotnih onesnažil v ozračju. Ustreznost kvalitete zraka nadzoruje Javna agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO), ki vsakodnevno objavlja podatke o vsebnosti onesnažil v ozračju. Cilj diplomske naloge je bil na podlagi javno dostopnih podatkov opraviti analizo onesnaženosti zraka pri nas. Izbrali smo področja, ki se razlikujejo po reliefu, vremenskih razmerah in poseljenosti, saj smo želeli ugotoviti, kakšni so vzroki za prisotnost različnih onesnažil v ozračju. V delu smo analizirali naslednja onesnažila: SO2, NO2/NOx in prašne delce PM10 ter PM2,5 na posameznih merilnih mestih v obdobju od 2010 do 2020.
V diplomski nalogi smo ugotovili, da sta meteorologija in reliefna razgibanost tesno povezani s koncentracijo onesnažil v ozračju. Z analizo vpliva temperature in relativne vlažnosti na kakovost zraka smo ugotovili, da visoka temperatura in nizka relativna vlažnost prispevata k čistejšemu ozračju. Prav tako se onesnaženost spreminja tekom leta in se v zimskem letnem času poveča, v poletnem pa zniža. Temeljni problem onesnaženosti zraka predstavljajo delci PM10, ki postavljajo človeško zdravje v nevarnost. Na prometnih vpadnicah glavni vir onesnaženosti predstavljajo NO2/NOx, v okolici termoelektrarn, industrijskih obratov in malih kurišč pa SO2.
Keywords: zrak, onesnaženost, kvaliteta, PM10, PM2, 5, Slovenija
Published in DKUM: 19.07.2022; Views: 281; Downloads: 49
Full text (2,60 MB) |
3. Primerjava termodinamskih lastnosti in okoljskih vplivov hladilnih snovi četrte generacije : magistrsko deloMiha Prelog, 2022, master's thesis Abstract: Zaradi večjega ozaveščanja družbe o našem negativnem vplivu na naravo in iz tega izhajajočega segrevanja ozračja, strmimo k temu, da čim bolj učinkovito nadomestimo škodljive snovi z okolju prijaznejšimi. Enako se dogaja na področju ogrevanja in hlajenja s toplotnimi črpalkami. Nekoč alternativa za zmanjšanje negativnega vpliva na tanjšanje ozona, so danes hidrofluoroogljikovodiki pokazali, da niso okolju najbolj prijazna rešitev. Namreč njihov izpust in dolga življenjska doba v atmosferi vplivata na večanje efekta tople grede. Iz tega razloga je potreben razvoj novih in okolju prijaznejših hladilnih snovi, kot so hidrofluoroolefini. Simulacije, ki smo jih opravili za magistrsko nalogo so pokazale, da je uporaba novejših hladilnih snovi primerljiva z njihovimi predhodniki, a je na koncu potrebno pri zamenjavi hladilnih snovi upoštevati zraven termodinamskih lastnosti še okoljske in ekonomske dejavnike.
Keywords: Toplotna črpalka, HFC, HFO, Aspen Plus, Hladilne snovi
Published in DKUM: 14.06.2022; Views: 206; Downloads: 39
Full text (6,06 MB) |
4. Tehnoekonomska primerjava ejektorske in absorpcijske toplotne črpalke : magistrsko deloRok Špendl, 2022, master's thesis Abstract: Zaradi velikih teženj po zniževanju stroškov in maksimalnem izkoristku energije je uporaba toplotnih črpalk v industrijskih procesih vse bolj prisotna. V magistrskem delu smo primerjali obratovalne lastnosti dobro poznane in raziskane absorpcijske toplotne črpalke z manj znano ejektorsko toplotno črpalko.
V teoretičnem delu magistrskega dela je narejen pregled različnih toplotnih črpalk. Navedeni so principi obratovanja in glavne značilnosti posameznih tipov hladilnih naprav. Na kratko so predstavljene tudi glavne lastnosti delovnih fluidov.
V eksperimentalnem delu smo z uporabo programa Aspen HYSYS simulirali delovanje absorpcijske in ejektorske toplotne črpalke. Kot delovno snov smo v absorpcijski toplotni črpalki izbrali H2O/NH3, v ejektorski toplotni črpalki pa R600a (metilpropan). Preverili smo, kako na njuno delovanje in učinkovitost (COP) vplivajo različni obratovalni pogoji. Nadalje smo dobljene rezultate obeh naprav primerjali in njuno obratovanje tudi ekonomsko ovrednotili.
Na podlagi rezultatov eksperimentalnega dela je moč zaključiti, da ejektorska toplotna črpalka obratuje bolj učinkovito. Pri neposredni primerjavi obeh črpalk je pri izbranih pogojih COP absorpcijske toplotne črpalke variiral od 0,61 do 0,69. Medtem ko je ejektorska toplotna črpalka obratovala s COP med 1,43 in 1,69.
Keywords: absorpcijska toplotna črpalka, ejektorska toplotna črpalka, ejektor, hladilno sredstvo, koeficient učinkovitosti, simulacija
Published in DKUM: 01.02.2022; Views: 418; Downloads: 0
Full text (3,02 MB) |
5. Uporaba spletne platforme Simscale za simulacije mehanike tekočin in prenosa toplote : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeTamara Gavrić, 2021, undergraduate thesis Abstract: Inženirji smo pomemben faktor pri razvijanju novih procesov. Večkrat se srečujemo s problemom vizualizacije zasnovanih idej in uresničitvijo le teh. Zato si pomagamo s simulacijami, ki so lahko plačljive ali prosto dostopne, kot je tudi SimScale. SimScale je platforma v oblaku, ki omogoča takojšen dostop do računalniške dinamike fluidov (CFD), ki inženirjem in oblikovalcem pomaga pri enostavnem preizkušanju zmogljivosti, optimizaciji trajnosti ali izboljšanju učinkovitosti njihove zasnove. SimScale je dostopen iz običajnega spletnega brskalnika in katerega koli računalnika, kar odpravlja ovire, ki spremljajo tradicionalna simulacijska orodja. V diplomski nalogi so izvedene tri simulacije naprav oz. pojavov s pomočjo brezplačne spletne platforme Simscale. Za vsako simulacijo je podan opis pojava ali naprave, njihov pomen v industriji, potek potrebnih nastavitev v simulacijskem drevesu in analiza oz. vpogled in ovrednotenje dobljenih rezultatov.
Keywords: SimScale, simulacija, cevni prenosnik toplote, padec tlaka, ejektor
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 370; Downloads: 48
Full text (3,04 MB) |
6. Proizvodnja bioetanola iz lignocelulozne biomase : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKlemen Rola, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljen proces proizvodnje bioetanola iz lignocelulozne biomase, skupaj s problematiko s katero se v procesu srečujemo. Poudarek je predvsem na destilaciji in dehidraciji bioetanola. V ta namen je bila v programu Aspen Plus izvedena simulacija za pridobivanje bioetanola blizu azeotropne sestave. Destilacija je sestavljena iz dveh zaporedno vezanih rektifikacijskih kolon, ki sta bili vsaka zase modelirani in optimizirani z NQ analizo. Na vsaki koloni je bila izvedena občutljivostna analiza za namen proučevanja vpliva različnih parametrov na porabo toplotne energije. Za pridobivanje čistega etanola smo izvedli azeotropno destilacijo s cikloheksanom in destilacijo s spreminjajočim tlakom. Cilj dehidracije je pridobiti 99,60 ut.% etanola. Azeotropna destilacija je bila modelirana z dvema kolonama: glavno kolono, kjer se pridobi bioetanol visoke čistoče in regeneracijsko kolono, kjer se na dnu kolone pridobi čista voda. Destilacija s spreminjajočim tlakom je bila modelirana z dvema zaporedno vezanima kolonama, ki obratujeta pri različnih tlakih. To omogoči pridobivanje čistega bioetanola. Na sistemu se je izvedla občutljivostna analiza, za namen proučevanja interakcij med obema kolonama. Ugotovljeno je bilo, da ima spreminjanje deleža destilata obeh kolon največji vpliv na porabo energije v obeh kolonah. Za namen primerjanja porabe toplotne energije smo izračunali neto porabo toplotne energije na enoto proizvedenega brezvodnega bioetanola. Vrednosti so bile primerljive z literaturo. Ugotovljeno je bilo da se dodatno znižanje v porabi energije lahko doseže z rekuperacijo energije, ali z uporabo drugih tehnik za dehidracijo. Kombinacija rekuperacije in uporabe manj energijsko intenzivnih postopkov lahko močno zmanjša porabo energije v procesu. Zaključili smo, da je za zmanjšanje porabe energije v proizvodnji bioetanola iz lignocelulozne biomase smiselno razmišljati tudi o kogeneraciji energije iz drugih stranskih produktov.
Keywords: Bioetanol, Destilacija, Lignocelulozna biomasa, Azeotrop, Aspen Plus
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 539; Downloads: 77
Full text (4,34 MB) |
7. Računalniška simulacija subkritičnih in transkritičnih toplotnih črpalk : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeSven Gruber, 2021, undergraduate thesis Abstract: Toplotne črpalke so naprave, ki izrabljajo nizkotemperaturne vire za visokotemperaturno gretje, navadno sanitarne vode. V diplomskem delu smo s pomočjo računalniškega paketa Aspen Plus V10 primerjali subkritične in transkritične toplotne črpalke s štirimi različnimi naravnimi hladilnimi sredstvi: ogljikov dioksid, amonijak, propan in izobutan. Simulacije so bile izvedene pri izstopnih temperaturah hladilnega sredstva iz kondenzatorja oz. plinskega hladilnika med 15 °C in 30 °C in temperaturah uparjanja od -30 °C do 10 °C. Za cilj smo si zastavili gretje konstantnega toka vode na temperaturo med 40 °C in 60 °C, s koraki po 10 °C.
Namen diplomske naloge je bil poiskati najučinkovitejše naravno hladilno sredstvo, ki bi predstavljalo ekonomsko ugodno rešitev in hkrati okolju prijazno alternativo trenutno uporabljenim toksičnim in okolju škodljivim hladilnim sredstvom.
Najvišje vrednosti COP smo zasledili pri temperaturi uparjanja 10 °C, temperaturi hladilnega sredstva po kondenzaciji 15 °C in najnižji tarčni izstopni temperaturi vode 40 °C. V transkritičnem ciklu je najučinkovitejše hladilno sredstvo ogljikov dioksid, v subkritičnem se pa je amonijak izkazal boljše od ostalih. Slednji je skupno boljši od transkritičnega ogljikovega dioksida, vendar ima določene slabe lastnosti kot so toksičnost v višjih koncentracijah, vnetljivost in nekompatibilnost z bakrom.
Keywords: toplotne črpalke, subkritičen cikel, transkritičen cikel, COP, naravna hladilna sredstva
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 519; Downloads: 45
Full text (2,91 MB) |
8. Termokemijsko shranjevanje energije : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeRok Kramberger, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljeno teoretično ozadje shranjevanja energije in materiali, ki jih lahko uporabimo za shranjevanje energije. Vkjučena je primerjava osnovnih mehanizmov shranjevanja energije, s podanimi prednostmi in slabostmi vsakega mehanizma. Namen diplomskega dela je bil raziskati in opraviti pregled obstoječih in potencialnih materialov, s pomočjo katerih je možno termokemijsko shranjevanje energije.
Osrednji del diplomskega dela vključuje podroben pregled materialov za termokemijsko shranjevanje energije. Materiali so razdeljeni na različne načine shranjevanja energije, kot so: shranjevanje s kemijsko reakcijo plin-plin, tekočina-plin, trdno-plin in kemijsko sorpcijsko shranjevanje energije. V nadaljevanju so predstavljeni najnovejši koncepti termokemijskega shanjevanja energije. Ti koncepti so: Izboljšani CaO peleti s dodatkom TiO2, sistem za shranjevanje energije na osnovi reakcije MnCl2 in NH3, reakcija na osnovi redoks para BaO2 in BaO, ter možnost uporabe SrCl2 za termokemijsko shranjevanje energije. Glavne prednosti termokemijskega shranjevanje energije v primerjavi z drugimi mehanizmi so: višja energijska gostota, najvišja efektivnost, možnost shranjevanja na daljši rok, pri ambientnih temperaturah in ta oblika shranjevanja energije omogoča transport le-te na večje razdalje. Stroški, ki jih prinaša razvoj, so visoki, postopek razvijanja je zahteven.
V diplomskem delu je prikazana primerjava različnih materialov za termokemijsko shranjevanje energije. Kot praktični primer je podana ocena okvirnih stroškov uporabe za potrebe gospodinjstev v manjšem mestu. Možnost širše uporabe termokemijskega shranjevanja energije se kaže kot način za preprečevanje poškodb elektronskih naprav, ki jih povzroča toplota.
Keywords: termokemijsko shranjevanje energije, shranjevanje toplote, kemijska reakcija, faze procesa, materiali s kemijsko reakcijo.
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 551; Downloads: 57
Full text (1,45 MB) |
9. Energetska optimizacija vzporedno delujočih procesov za proizvodnjo formaldehida in zmanjševanje emitiranih količin co2 : doktorska disertacijaJózsef Mursics, 2020, doctoral dissertation Abstract: Doktorska disertacija obravnava energetsko optimizacijo delujočih procesov za proizvodnjo in nadaljnjo predelavo formaldehida in zmanjševanje obremenjevanja okolja s posebnim poudarkom na minimizaciji celotnih količin emitiranega CO2.
Odpadni plini proizvodnega procesa pridobivanja formalina, morajo ustrezati okoljskim predpisom EU, ki bodo pričakovano zahtevali zmanjšanje vsebnosti formaldehida in hlapljivih organskih spojin. V tem cilju smo razvili dva postopka:
• postopek, ki vključuje nadgradnjo obstoječih postopkov odstranjevanja formaldehida in ostalih hlapljivih organskih spojin z dodatno absorpcijsko napravo in
• postopek sosežiga odpadnih plinov, ki nastanejo pri postopku pridobivanja formalina s kovinskim oksidom, z zemeljskim plinom v plinski turbini, kjer se formaldehid in hlapne organske spojine v celoti odstranijo, hkrati pe se pridobiva tudi električna energija.
Računalniške simulacije smo izvedli s programskim paketom Aspen Plus, z upoštevanjem ravnotežne konstante absorbcije in reakcije nizkih koncetracij formaldehida v vodi.
Ekonomske analize so potrdile, da je možno z ustrezno zasnovo vzporedno delujočih procesov znatno znižati obratovalne in fiksne stroške in emisije formaldehida v okolje zmanjšati za več kot petkrat, v primeru prve metode (srebrov katalizator) in na ničelno vrednost v primeru druge metode (kovinskooksidni katalizator).
Keywords: proizvodnja formalina, formaldehid, odpadni industrjski plini, proizvodnja energije, ekologija, emisije CO2
Published in DKUM: 29.03.2021; Views: 759; Downloads: 67
Full text (3,26 MB) |
10. Odstranjevanje težkih kovin iz kontaminiranih zemljin s šibkimi kislinami : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeMaja Poljšak, 2020, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljena študija o težkih kovinah, njihovih lastnostih, vplivu na okolje. Predstavljeni so predvsem načini odstranjevanja težkih kovin iz kontaminiranih zemljin. Med vsemi načini odstranjevanja je podrobneje predstavljeno pranje tal s šibkimi kislinami, ki lahko poteka po ex situ in in situ metodi. Kisline vplivajo na težke kovine tako, da jim povečajo mobilnost ter učinkovitost spiranja kovin s tal. Izveden je bil poizkus odstranjevanja cinka in kadmija s klorovodikovo kislino, pri katerem smo rezultate primerjali z rezultati odstranjevanja s citronsko kislino iz strokovnih člankov. Ugotovili smo, da je pranje tal s šibko kislino bolj učinkovita, saj je učinek ekstrakcije večji in manjša je možnost sekundarnega onesnaženja. Naredila sem tudi analizo raziskav o onesnaženosti tal s težkimi kovinami v Sloveniji med leti 2004 in 2008, katera je pokazala da Slovenija v večini ni onesnažena s težkimi kovinami, prisotne so le na lokacijah, kjer se je nekoč izvajala rudniško-topilniška dejavnost.
Keywords: Kontaminirana zemljina, težke kovine, remediacija zemlje, kisline, šibke kisline
Published in DKUM: 03.11.2020; Views: 692; Downloads: 71
Full text (2,00 MB) |
