Τεχνο-οικονομική μελέτη συστημάτων πολυ-παραγωγής CO2

Τσιτούρης, Δημήτριος; Tsitouris, Dimitrios

dc.contributor.author	Τσιτούρης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Tsitouris, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2020-09-29T14:23:45Z
dc.date.available	2020-09-29T14:23:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51200
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18898
dc.rights	Default License
dc.subject	Τριπαραγωγή	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Τεχνο-οικονομική	el
dc.subject	Ενέργεια	el
dc.subject	Διοξείδιο του άνθρακα	el
dc.subject	CO2	en
dc.subject	Trigeneration	en
dc.subject	Techno-economic	en
dc.subject	Energy	en
dc.subject	Aspen	en
dc.title	Τεχνο-οικονομική μελέτη συστημάτων πολυ-παραγωγής CO2	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ενέργεια	el
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.classification	Παραγωγή ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-23
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στην μελέτη συστημάτων τριπαραγωγής, δηλαδή παραγωγής ηλεκτρισμού, θέρμανσης και ψύξης, που χρησιμοποιούν ως εργαζόμενο μέσο υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα (sCO2). Σε πρώτο στάδιο σχεδιάζονται δύο διαφορετικά συστήματα τριπαραγωγής, με την διαφορά να έγκειται στον ψυκτικό κύκλο κάθε διάταξης. Στην μία διάταξη η ψύξη επιτυγχάνεται μέσω κλασικού ψυκτικού κύκλου μηχανικής συμπίεσης ενώ στην άλλη μέσω ψυκτικού κύκλου με ακροφύσιο (transcritical ejector refrigeration cycle). Επιπρόσθετα, σχεδιάζεται και κύκλος συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θέρμανσης με την ψύξη να επιτυγχάνεται εξωτερικά από αντλία θερμότητας, προκειμένου να συγκριθεί με τα συστήματα τριπαραγωγής. Σε όλα τα συστήματα η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται μέσω κύκλου Brayton και η θέρμανση μέσω αξιοποίησης της θερμότητας που αποβάλλεται στους ψύκτες. Η μοντελοποίηση των συστημάτων γίνεται με την βοήθεια του λογισμικού Aspen Plus. Από το λογισμικό προκύπτουν τα θερμοδυναμικά μεγέθη των σημείων των κύκλων, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των ενεργειακών και εξεργειακών χαρακτηριστικών των συστημάτων. Στη συνέχεια, γίνεται ανάλυση ευαισθησίας των συστημάτων με την μεταβολή των βασικών τους παραμέτρων, με σκοπό να διαπιστωθεί η ευελιξία τους και η συμπεριφορά τους σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Έπειτα, ακολουθεί η οικονομική ανάλυση των συστημάτων. Η κοστολόγηση γίνεται κατά κύριο λόγο μέσω προσεγγιστικών σχέσεων από την βιβλιογραφία ενώ για την αξιολόγηση της επένδυσης εξετάζονται οι οικονομικοί δείκτες Καθαρή Παρούσα Αξία (Net Present Value - NPV), Οριακό Επιτόκιο Προεξόφλησης (Internal Rate of Return - IRR) και Περίοδος Αποπληρωμής Αρχικού Κεφαλαίου (Payback Period - PBP). Τέλος, πραγματοποιείται η σύγκριση των συστημάτων σε ενεργειακό, εξεργειακό και οικονομικό επίπεδο, και προτείνονται ιδέες μελλοντικής έρευνας και μελέτης στα συστήματα sCO2.	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the study of supercritical carbon dioxide (sCO2) trigeneration systems (combined generation of electricity, heat and cooling energy). At first, two trigeneration systems are designed, with different refrigeration cycles. In the one system, cooling is realized by classic mechanical refrigeration cycle, while in the other by transcritical ejector refrigeration cycle. Moreover, a cogeneration system of electricity and heating is also designed in which the cooling is achieved externally by a heat pump, in order to be compared with the trigeneration systems. In all the systems the electricity is produced by a Brayton cycle and the heating by the utilization of gas cooler’s rejection heat. The modelling of the systems is done with the aid of Aspen Plus software. As a result of the software w the thermodynamic data of the cycles is estimated, which are used to calculate the energy and exergy characteristics of the systems. Then, sensitivity analysis of the systems is performed by changing their basic parameters, in order to determine their flexibility and their behavior in different operating conditions. Afterwards comes the economic analysis of the systems. The costing is done mainly through approximate relationships from the literature while for the evaluation of the investment the financial indicators Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) and Pay-Back Period (PBP) are examined. Finally, the systems are compared regarding their energy, exergy and economic efficiency, and ideas for future research and study in sCO2 systems are proposed.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	125 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false