<  Back to the Polytechnique Montréal portal

Process Integration of Absorption Heat Pumps

Bahador Bakhtiari

Ph.D. thesis (2009)

Open Access document in PolyPublie
[img]
Preview
Open Access to the full text of this document
Terms of Use: All rights reserved
Download (4MB)
Show abstract
Hide abstract

Abstract

In a global context, it is essential to reduce the consumption of fossil-based energy in order todecrease the environmental impact of human activities. Industry's share of the total energyconsumption is very large, and thus reduction of energy use is highly motivated in this sector. Anumber of different options are possible to reduce industrial energy use. Proposed measuresinclude e.g. heat pumping, combined heat and power generation, fuel switching, more efficientunit operations, and increased heat recovery by heat exchange. Heat pumps are energy conversiondevices that are used to upgrade the quality of heat by raising the temperature at which it isavailable. Absorption heat pumps (AHP) are emerging as a potential alternative to the morecommon vapour recompression heat pumps (VRHP). They are thermally driven and whenjudiciously positioned into an industrial process, they can be operated with practically nopurchased power.Pinch Analysis is a technique used to maximize internal heat recovery within a process. Thethermodynamics of Pinch Analysis dictates a fundamental rule: there must not be transfer of heatfrom above to below the pinch point. If this happens, the process suffers a double penalty: thesimultaneous increase of the cooling and heating requirements of the process. On the other hand,an HP must transfer heat in the opposite direction from below to above the pinch point; so itshould be integrated in such a way that the heat source is situated where there is an excess ofheat, i.e. below the pinch, and the heat sink where there is a need for heat, i.e. above the pinchThe methodology of integration of traditional heat pumps such as vapour recompression heatpumps or electrically driven compression heat pumps is well known and discussed in the literatures. However integration of more complex configurations like absorption heat pumps andabsorption heat transformers in a process has not been thoroughly investigated.

Résumé

Dans un contexte global, il est essentiel de réduire la consommation de combustibles fossiles afinde diminuer l'impact des activités humaines sur l'environnement. Le milieu industrielconsommant beaucoup d'énergie, la réduction de son utilisation dans ce secteur est indispensable.Différentes options sont possibles pour réduire l'utilisation de l'énergie en milieu industriel. Lesmesures proposées incluent l'intégration de pompes à chaleur, la cogénération de puissance et dechaleur, l'utilisation de différents combustibles, des opérations unitaires plus efficaces etl'augmentation de la récupération de l'énergie par échange de chaleur. Les pompes à chaleur (PC)sont des technologies de conversion de l'énergie qui sont utilisées pour augmenter la qualité del'énergie en augmentant la température à laquelle celle-ci est disponible. Les pompes à chaleur àabsorption (PACA) émergent comme une alternative potentielle aux pompes à chaleur àrecompression de vapeur (PCRV) qui sont plus courantes. Elles sont mues thermiquement etlorsque qu'elles sont judicieusement positionnées dans un procédé industriel, elles peuvent êtreexploitées sans pratiquement acheter d'énergie.L'analyse de pincement est une technique utilisée pour maximiser la récupération de la chaleurinterne dans un procédé. La thermodynamique de l'analyse de pincement dicte une règlefondamentale: il ne doit y avoir aucun transfert de chaleur de part et d'autre du point depincement. Si cela se produit, le procédé subira une double pénalité, soit l'accroissementsimultané des demandes en refroidissement et en chauffage. D'autre part, une pompe à chaleurdoit transférer la chaleur d'un côté à l'autre du point de pincement : elle doit être intégrée demanière à ce que la source de chaleur soit située où se trouve un excès d'énergie, c'est-à-dire sousle pincement, et le puits de chaleur soit situé où il y a un besoin en énergie, c'est-à-dire au-dessus du pincement. La méthodologie d'intégration de certains types de PC, tels la PCRV ou lespompes à chaleur à compression alimentées électriquement est bien définie dans la littérature. Parcontre, l'intégration d'une configuration plus complexe combinant des PACAs et destransformateurs de chaleur à absorption n'a pas été étudiée en profondeur.
Department: Department of Chemical Engineering
Program: Génie chimique
Academic/Research Directors: Louis Fradette, Jean Paris, Robert Legros
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/200/
Institution: École Polytechnique de Montréal
Date Deposited: 23 Mar 2010 13:50
Last Modified: 10 Nov 2022 09:24
Cite in APA 7: Bakhtiari, B. (2009). Process Integration of Absorption Heat Pumps [Ph.D. thesis, École Polytechnique de Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/200/

Statistics

Total downloads

Downloads per month in the last year

Origin of downloads

Repository Staff Only

View Item View Item