Design af solvarmedrevet absorptionsvarmepumpe til køling af et pumpehus
Oversat titel
Design of a solar-powered absorption chiller for cooling of a pumpingstation
Forfatter
Neergaard, Søren Kragh
Semester
7. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2018
Afleveret
2018-01-18
Antal sider
68
Resumé
Denne afgangsrapport undersøger, om et pumpehus tilknyttet et solvarmeanlæg kan køles med en solvarmedrevet absorptionsvarmepumpe, og hvordan denne løsning klarer sig teknisk og økonomisk i forhold til en mekanisk varmepumpe. Der er opstillet en termodynamisk, komponentbaseret model af en absorptionsvarmepumpe og gennemført simuleringer for et kølebehov på 100 kW. Resultaterne viser, at anlægget kræver et elektrisk input på 1,833 W og et varmeinput til generatoren på 140,3 kW, og at det kan afgive 134 kW ved lav temperatur fra absorber og 106,3 kW ved høj temperatur fra kondenser. På dette grundlag er der lavet en økonomisk analyse med nutidsværdiberegninger over 10 år for tre varianter: absorptionsvarmepumpe uden samt med nyttiggørelse af varme fra både absorber og kondenser, og en mekanisk varmepumpe. Nutidsværdien (NPV) efter 10 år er 109.775,70 kr for absorptionsvarmepumpen uden varmenyttiggørelse, 1.240.199,08 kr for absorptionsvarmepumpen med nyttiggørelse af begge varmeafgivelser og 1.755.589,83 kr for den mekaniske varmepumpe. Selvom den mekaniske løsning kræver en større initial investering (ca. 75.000,00 kr mere) og har højere driftomkostninger, giver den den største NPV som følge af et højere årligt overskud (294.880,60 kr mod 218.500,00 kr og 72.105,00 kr). Konklusionen er, at en solvarmedrevet absorptionsvarmepumpe kan implementeres både teoretisk og økonomisk—især ved nyttiggørelse af varme fra både kondenser og absorber—men at den bedste langsigtede løsning til køling af pumpehuset er en mekanisk varmepumpe.
This thesis examines whether a pump house associated with a solar thermal plant can be cooled using a solar-heat-driven absorption heat pump and how this option performs technically and economically compared with a mechanical heat pump. A thermodynamic, component-based model of an absorption heat pump was developed and simulated for a 100 kW cooling demand. The results indicate an electrical input of 1.833 W and a generator heat input of 140.3 kW, with heat rejection of 134 kW at low temperature from the absorber and 106.3 kW at high temperature from the condenser. Based on these performances, an economic analysis with 10-year net present value (NPV) comparisons was carried out for three variants: absorption without and with recovery of heat from both absorber and condenser, and a mechanical heat pump. The 10-year NPVs are DKK 109,775.70 for absorption without heat recovery, DKK 1,240,199.08 for absorption with recovery of both heat rejections, and DKK 1,755,589.83 for the mechanical heat pump. Although the mechanical solution requires a higher upfront investment (about DKK 75,000 more) and higher operating costs, it yields the largest NPV due to a higher annual surplus (DKK 294,880.60 versus DKK 218,500.00 and DKK 72,105.00). The study concludes that a solar-heat-driven absorption heat pump is both technically and economically feasible—especially when recovering heat from both condenser and absorber—but that the best long-term solution for cooling the pump house is a mechanical heat pump.
[Dette resumé er genereret med hjælp fra AI direkte fra projektet (PDF)]
Emneord