Original title:
Průmyslové tepelné čerpadlo pro chladicí okruh
Translated title:
Industrial heat pump for the cooling circuit
Authors:
Odehnal, Lukáš ; Kudela, Libor (referee) ; Kracík, Petr (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2024
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
Tato diplomová práce se zabývá návrhem průmyslového tepelného čerpadla pro chladicí okruh tepelné elektrárny. Cílem práce je analyzovat a optimalizovat různé technologie tepelných čerpadel, zejména kompresorových a absorpčních, a jejich aplikací na konkrétní případ. V práci jsou diskutovány výhody a nevýhody různých pracovních látek a jejich vliv na účinnost a ekologický dopad. Zvolená pracovní látka u kompresorového TČ je chladivo R152a a u absorpčního roztok voda–bromid lithný. Návrh kompresorového TČ se skládá ze dvou částí, a to návrhu ideálního cyklu s výsledným topným faktorem 3,81 a následného zreálnění s výsledným topným faktorem 3,18. Zreálnění probíhá za návrhu klíčových komponent, kde výsledný přivedený výkon na výparníku činí 21,18 MW a odvedený výkon kondenzátorem do soustavy SCZT 29,5 MW s elektrickým příkonem kompresoru 9,27 MW. Druhé navrhované absorpční TČ odvádí 23,2 MW tepelného výkonu do soustavy SCZT s topným faktorem 1,48 při přivedeném hnacím výkonu oběhu 43,37 MW a totožným přivedeným výkonem na výparník jako u kompresorového. Součástí návrhu absorpčního TČ je také využití rekuperačního výměníku tepla, který zvyšuje celkový topný faktor na 1,6 a snižuje přivedený hnací výkon do oběhu na 34,7 MW. Následuje porovnání navržených TČ, přičemž vhodnost úzce závisí na konkrétních možnostech provozu. Výsledné cashflow u obou variant vykazuje kladné hodnoty, a to 347,1 mil. Kč u kompresorového a 209,1 mil. Kč u absorpčního.
This thesis deals with the design of an industrial heat pump for the cooling circuit of a thermal power plant. The aim of the thesis is to analyze and optimize different heat pump technologies, especially compressor and absorption heat pumps, and their application to a specific case. The advantages and disadvantages of different working substances and their influence on efficiency and environmental impact are discussed. The chosen working substance for the compressor HP is the refrigerant R152a and for the absorption HP it is the water-lithium bromide solution. The design of the compressor HP consists of two parts, namely the design of an ideal cycle with a resulting heating factor of 3.81 and the subsequent revalidation with a resulting heating factor of 3.18. The revalidation is carried out under the design of the key components, where the resulting power input at the evaporator is 21.18 MW and the power output through the condenser to the CHSS system is 29.5 MW with an electrical input of the compressor of 9.27 MW. The second proposed absorption HP unit discharges 23.2 MW of thermal power to the CHSS system with a heating factor of 1.48 with an input circulating power of 43.37 MW and input power to the evaporator identical to that of the compressor. The absorption HP design also includes the use of a heat recovery heat exchanger, which increases the overall heating factor to 1.6 and reduces the delivered driving power to the cycle to 34.7 MW. The following is a comparison of the proposed HP units with their suitability depending closely on the specific operational options. The resulting cash flow for both options shows positive values, namely 347.1 million CZK for the compressor option and 209.1 million CZK for the absorption variant.
Keywords:
absorber; condenser; desorber; evaporator; Heat pump design; absorbér; desorbér; kondenzátor; Návrh tepelného čerpadla; výparník
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/247724
guest ::
