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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Konferenssi
Artikkelin tyyppi
Muu artikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussaJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Artikkelinumero
267
Sivut
1256-1267
ISSN
ISBN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
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