undefined

Economic optimization of a chevron-plate pentane evaporator for a modern high-temperature heat pump

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Saari Jussi; Pitkäoja Antti; Uusitalo Antti; Lipiäinen Satu; Ritvanen Jouni

Tiivistelmä

This study presents the optimization (capital cost minimization) of a low-pressure brazed plate pentane evaporator for a two-stage 5 MW th heat pump concept for district heat generation using an air collector heat source. Pentane was chosen as the work fluid through requirements for low environmental impact, and centrifugal compressor design constraints. The evaporator operates in a natural-circulation loop with a drum to separate the liquid and vapor phases before the superheater and compressor. The low saturation pressure of pentane at low temperatures and consequent sensitivity of saturated temperature to even very small pressure changes, a highly unusual temperature profile with minimum temperature difference at the middle of the plate is obtained. A Cuckoo Search variant augmented with a modified Hooke-Jeeves search for terminal convergence was used in the optimization. The optimized design consists of two large, 3.8×1.8 meter, evaporators in parallel, with over 300 plates each. Despite the large size, at an estimated 200 000 € cost, the sizing appears technically and economically feasible.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT

Pitkäoja Antti

Ritvanen Jouni Orcid -palvelun logo

Uusitalo Antti

Saari Jussi Orcid -palvelun logo

Lipiäinen Satu Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Konferenssi

Artikkelin tyyppi

Muu artikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Kone- ja valmistustekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.52202/077185-0108

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä