Economic optimization of a chevron-plate pentane evaporator for a modern high-temperature heat pump
Publiceringsår
2024
Upphovspersoner
Saari Jussi; Pitkäoja Antti; Uusitalo Antti; Lipiäinen Satu; Ritvanen Jouni
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Konferens
Artikelstyp
Annan artikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A4 Artikel i en konferenspublikationPublikationskanalens uppgifter
Moderpublikationens namn
Artikelnummer
267
Sidor
1256-1267
ISSN
ISBN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
1
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Nej
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Maskin- och produktionsteknik
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Förlagets internationalitet
Internationell
Internationell sampublikation
Nej
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.52202/077185-0108
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja