search query: @keyword adsorptio / total: 28
results-list
reference: 7 / 28
« previous | next »
Author:Auvinen, Mikko Petteri
Title:Waste heat utilization of solid oxide fuel cell systems
Kiinteäoksidipolttokennojen jätelämmön käyttömahdollisuudet
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:77 s. + liitt. 7      Language:   eng
Department/School:Energiatekniikan laitos
Main subject:Lämpötekniikka ja koneoppi   (Ene-39)
Supervisor:Lampinen, Markku
Instructor:Kivisaari, Timo ; Saari, Kari
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4847   | Archive
Keywords:waste heat
solid oxide fuel cell
SOFC
organic Rankine cycle
ORC
thermoelectricity
absorption
adsorption
chiller
jätelämpö
kiinteäoksidipolttokenno
orgaaninen Rankine-sykli
termosähkö
absorptio
adsorptio
jäähdytin
Abstract (eng): The current green revolution to combat climate change has greatly increased the research in alternative, ecological means of generating heat and power.
Methods such as wind power, solar power, and fuel cells have gained more and more interest.
One promising fuel cell type is the solid oxide fuel cell.
Solid oxide fuel cells outperform conventional methods of electricity generation, such as diesel engines and gas turbines, in small-scale power generation plants.

Solid oxide fuel cells are also suitable for co-generation of heat and power due to their high operating temperature.
The generation of heat in the form of district heating is hitherto the most common way to utilize the waste heat generated by solid oxide fuel cells.
However, on many occasions, there is no demand for district heating.
Therefore, it is recommendable to integrate an alternative waste heat utilization method to the fuel cell system to achieve a higher net efficiency.

This thesis investigates several alternative waste heat utilization methods.
The utilization methods are divided into three categories: additional electricity, air conditioning and refrigeration, and dehumidification.
The additional electricity generation methods include an organic Rankine cycle, microturbine module, and thermoelectricity.
The air conditioning methods include an absorption chiller, adsorption chiller, and a vapor-compression chiller.
The dehumidification methods include refrigerative dehumidification and desiccant dehumidification.

The different methods for waste heat utilization were simulated computationally.
In additional electricity generation, the organic Rankine cycle proved to be far superior over thermoelectricity, whereas the microturbine requires further research.
In air conditioning and refrigeration, the exhaust gas fired absorption chiller is the most promising method in both technological and financial terms.
In dehumidification, desiccant dehumidification is a promising method; however, it has a few drawbacks as well.

Although the waste heat utilization methods presented in this thesis are analysed in a solid oxide fuel cell context, the methods can be adopted to utilize waste heat in many other applications, including gas turbines, internal combustion engines, and industrial processes.
Abstract (fin): Ilmastonmuutoksen johdosta vihreää voimantuotantoa on alettu tutkimaan yhä enemmän ja enemmän.
Vaihtoehtoiset, ekologiset voimantuotantotavat, kuten tuulivoima, aurinkovoima ja polttokennot, ovat saaneet valtavasti kiinnostusta.
Yksi lupaava polttokennotyyppi on kiinteäoksidipolttokenno.

Kiinteäoksidipolttokennot ovat pienessä kokoluokassa suorituskyvyltään parempia kuin perinteiset voimantuotantotavat, kuten diesel-moottorit tai kaasuturbiinit.
Kiinteäoksidipolttokennot soveltuvat myös hyvin yhdistettyyn lämmön- ja sähköntuotantoon niiden korkean käyntilämpötilan takia.
Nykyään kaukolämmöntuotanto on ylivoimaisesti yleisin jätelämmön käyttötapa.
Joissain tilanteissa kaukolämmölle ei kuitenkaan ole tarvetta.
Näissä tilanteissa on suotavaa, että polttokennojärjestelmässä on jokin vaihtoehtoinen jätelämmön käyttötapa, jotta kokonaishyötysuhde saataisiin maksimoitua.

Tässä työssä tutkitaan useaa jätelämmön käyttötapaa.
Käyttötavat ovat jaettu kolmeen kategoriaan: lisäsähköntuotantoon, kylmäntuotantoon, sekä kuivaukseen.
Lisäsähköntuotannossa käsitellään orgaanista Rankine-sykliä, mikroturbiinia ja termosähköä.
Kylmäntuotannossa puolestaan käsitellään absorptio- ja adsorptiokoneita, sekä kompressorijäähdytystä.
Kuivauksessa käsitellään jäähdytinkuivausta ja pyörivää kuivainroottoria.

Eri jätelämmön käyttötapoja mallinnettiin laskennallisesti.
Lisäsähköntuotannossa parhaaksi vaihtoehdoksi ilmeni orgaaninen Rankine-sykli.
Kylmäntuotannossa puolestaan savukaasukäyttöinen absorptiokone osoittautui parhaaksi vaihtoehdoksi.
Kuivauksessa parhaaksi vaihtoehdoksi ilmeni pyörivä kuivainroottori, jolla on tosin muutama heikkous.

Vaikka tässä työssä käsitellyt jätelämmön käyttötavat tutkittiin kiinteäoksidipolttokennon yhteyteen asennettuna, voi näitä käyttötapoja käyttää myös muissa sovelluksissa, kuten polttomoottoreissa, kaasuturbiineissa ja teollisuusprosesseissa.
ED:2012-06-27
INSSI record number: 44742
+ add basket
« previous | next »
INSSI