Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2023 - zeszyt 1

Nowy sposób odzyskiwania ciepła z procesu sprężania powietrza

A New Way to Recover Heat From an Air Compression Process

10.15199/9.2023.1.1

nr katalogowy: 141477
10.15199/9.2023.1.1

Streszczenie

W artykule opisano nową metodę odzyskiwania ciepła z procesu sprężania powietrza. W metodzie wykorzystano odwrócony obieg Braytona dotychczas stosowany głównie do chłodzenia kabin samolotów pasażerskich lub dochładzania LNG. Na potrzeby analizy opracowano model numeryczny obiegu w programie IPSEpro, który posłużył do wykonania obliczeń wariantowych. Na podstawie wyników obliczeń zaprojektowano stanowisko do badań turbosprężarki powietrza. Obliczenia numeryczne i wyniki badań wykonanych na stanowisku laboratoryjnym potwierdziły możliwość zastosowania odwróconego obiegu Braytona w systemach ogrzewania i chłodzenia budynków.

Abstract

The paper presents a new method of heat recovery from the process of air compression. The inverted Brayton cycle, previously used mainly for cooling passenger aircraft cabins or LNG sub- cooling, has been applied. For the purposes of the analysis, a numerical model of the circulation was developed in the IPSEpro program, which was used to perform variant calculations. These calculations were used to design a test stand based on a turbo- charger. Numerical calculations and laboratory tests confirmed the possibility of using the reverse Brayton cycle in building heating and cooling systems.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Ahmad, Tanveer, i Dongdong Zhang. 2020. “A critical review of comparative global historical energy consumption and future demand: The story told so far”. Energy Reports 6 (listopad 2020): 197391. https:// doi.org/10.1016/j.egyr.2020.07.020.
[2] Balmer, Robert T. 2011. Modern Engineering Thermodynamics. Burlington: Academic Press is an imprint of Elsevier, 2011.
[3] Bi, Yujing, i Yonglin Ju. 2022. “Design and analysis of an efficient hydrogen liquefaction process based on helium reverse Brayton cycle integrating with steam methane reforming and liquefied natural gas cold energy utilization”. Energy, kwiecień 2022, 124047. https://doi. org/10.1016/j.energy.2022.124047.
[4] Bijalwan, Ashutosh, i A. Pratihar. 2015. “Thermodynamic study on the performance of an aircraft bootstrap system”. W All India Seminar on Advances in Engineering and Technology for Sustainable Development. Pantnagar, 2015.
[5] BP statistical review of World Energy 2021–71st edition. Retrieved from https://www.bp.com/en/global/corporate/energyeconomics/statistical reviewofworldenergy/downloads.html.
[6] Carroll, P., M. Chesser i P. Lyons. 2020. “Air Source Heat Pumps field studies: A systematic literature review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 134 (grudzień 2020): 110275. https://doi. org/10.1016/j.rser.2020.110275.
[7] Chaudhry, Hassam Nasarullah, Ben Richard Hughesi Saud Abdul Ghani. 2012. “A review of heat pipe systems for heat recovery and renewable energy applications”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, nr 4 (maj 2012): 2249–59. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.01.038.
[8] Congedo, Paolo Maria, Cristina Baglivo, Sara Bonuso i Delia D’Agostino. 2020. “Numerical and experimental analysis of the energy performance of an airsource heat pump (ASHP) coupled with a horizontal earthtoair heat exchanger (EAHX) in different climates”. Geothermics 87 (wrzesień 2020): 101845. https://doi.org/10.1016/j. geothermics.2020.101845.
[9] Dhillon, A. K., i P. Ghosh. 2019. “Thermodynamic analysis of reverse Brayton cycle based cryocoolers for cooling HTS cables”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 502 (15.04.2019): 012029. https://doi.org/10.1088/1757899x/502/1/012029.
[10] Dong, Kangyin, Xiucheng Dong i Qingzhe Jiang. 2019. “How renewable energy consumption lower global CO 2 emissions? Evidence from countries with different income levels”. World Economy 43, nr 6 (25.11.2019): 1665–98. https://doi.org/10.1111/twec.12898.
[11] Fehrm, Mats, Wilhelm Reiners i Matthias Ungemach. 2002. “Exhaust air heat recovery in buildings”. International Journal of Refrigeration 25, nr 4 (czerwiec 2002): 439–49. https://doi.org/10.1016/s0140 7007(01)000354.
[12] Korpela, Seppo A. Principles of Turbomachinery. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2011. https://doi.org/10.1002/9781118162477.
[13] MardianaIdayu, A., i S. B. Riffat. 2012. “Review on heat recovery technologies for building applications”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, nr 2 (luty 2012): 1241–55. https://doi. org/10.1016/j.rser.2011.09.026.
[14] Mustafa Omer, Abdeen. 2008. “Groundsource heat pumps systems and applications”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 12, nr 2 (luty 2008): 344–71. https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.10.003.
[15] Saghafifar, Mohammad, Amr Omar, Kasra Mohammadi, Adnan Alashkar i Mohamed Gadalla. 2019.”A review of unconventional bottoming cycles for waste heat recovery: Part I – Analysis, design, and optimization”. Energy Conversion and Management 198 (październik 2019): 110905. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.10.
[16] Smith, Kevin Michael, i Svend Svendsen. 2015. “Development of a plastic rotary heat exchanger for roombased ventilation in existing apartments”. Energy and Buildings 107 (listopad 2015): 1–10. https:// doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.07.061.
[17] Wang, Xinru, Liang Xia, Chris Bales, Xingxing Zhang, Benedetta Copertaro, Song Pan i Jinshun Wu. “A systematic review of recent air source heat pump (ASHP) systems assisted by solar thermal, photovoltaic and photovoltaic/thermal sources”. Renewable Energy 146 (luty 2020): 2472–87. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.08.096.
[18] White, A. J. 2009. “Thermodynamic analysis of the reverse Joule–Brayton cycle heat pump for domestic heating”. Applied Energy 86, nr 11 (listopad 2009): 2443–50. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.02.012.
[19] World Energy Outlook 2021. Retrieved from https://www.iea.org/ reports/worldenergyoutlook2021.
[20] Xu, Jingxuan, i Wensheng Lin. “Integrated hydrogen liquefaction processes with LNG production by twostage helium reverse Brayton cycles taking industrial byproducts as feedstock gas”. Energy 227 (li- piec 2021): 120443. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120443.
[21] Xu, Qi, Saffa Riffat i Shihao Zhang. 2019. “Review of Heat Recovery Technologies for Building Applications”. Energies 12, nr 7 (3.04.2019): 1285. https://doi.org/10.3390/en12071285.
[22] Zhao, Hongli, Yu Hou, Yongfeng Zhu, Liang Chen i Shuangtao Chen. 2009. “Experimental study on the performance of an aircraft environmental control system”. Applied Thermal Engineering 29, nr 16 (listopad 2009): 3284–88. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2009.05.002.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-1 , nr katalogowy 141477 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA- e-zeszyt (pdf) 2023-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	33.00 zł
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA- e-zeszyt (pdf) 2023-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	33.00 zł
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA- e-zeszyt (pdf) 2023-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	33.00 zł
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA- e-zeszyt (pdf) 2023-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	33.00 zł

Prenumerata

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Promocja
Nowość

360.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2023-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma