scholarly journals Exergy and Exergoeconomic Analysis of a Combined Cooling, Heating, and Power System Based on Solar Thermal Biomass Gasification

Energies ◽  
2019 ◽  
Vol 12 (12) ◽  
pp. 2418 ◽  
Author(s):  
Jin Wu ◽  
Jiangjiang Wang ◽  
Jing Wu ◽  
Chaofan Ma
Keyword(s):  
Energy Level ◽  
Internal Combustion Engine ◽  
Cost Allocation ◽  
Combustion Engine ◽  
Biomass Gasification ◽  
Internal Combustion ◽  
Hot Water ◽  
Exergy Loss ◽  
Exergoeconomic Analysis ◽  
Combined Cooling

The purpose of this paper is to improve the utilization of renewable energy by exergy and exergoeconomic analysis of the novel combined cooling, heating, and power (CCHP) system, which is based on solar thermal biomass gasification. The source of heat to assist biomass and steam gasification is the solar heat collected by a dish collector, and the product gas being fuel that drives the internal combustion engine to generate electricity and then to produce chilled/hot water by a waste heat unitization system. The analysis and calculation of the exergy loss and exergy efficiency of each component reveal the irreversibility in the heating and cooling conditions. Then, the exergoeconomic costs of multi-products such as electricity, chilled water, heating water, and domestic hot water are calculated by using the cost allocation method based on energy level. The influencing factors of the unit exergy cost of products are evaluated by sensitivity analysis, such as initial investment cost, biomass cost, service life, interest rate, and operating time coefficient. The results reveal that the internal combustion engine takes up 49.2% of the total exergy loss, and the most effective method of products cost allocation is the exergoeconomic method based on energy level and conforms to the principle of high energy level with high cost.

Simulation and Test for Turbine Air Powered Engine

2014 ◽  
Vol 945-949 ◽  
pp. 2810-2814
Author(s):  
Jing Liu ◽  
Jing Tao Han ◽  
Jin Chun Deng
Keyword(s):  
Internal Combustion Engine ◽  
High Speed ◽  
Exergy Analysis ◽  
Combustion Engine ◽  
Internal Combustion ◽  
Exergy Loss ◽  
Bench Test ◽  
Reduced Pressure ◽  
Low Speed ◽  
New Type

Turbine Air Powered Engine (TAPE) is a new type engine which has the character of zero emission, no pollution. Mathematical models of TAPE were established by the method of exergy analysis, the overall exergy and the exergy loss after reduced pressure with throttling were simulated in this paper. The results show that the maximum exergy loss of system is 60% during the process of reduced pressure with throttling, so the type of throttling decompression is not suitable for the system of TAPE which has bigger pressure reducing ratio. The results of bench test indicate that output power increases with the increase of inlet pressure within the scope of less pressure, and the regulation is similar to the simulating result. In the hybrid system of pneumatic internal-combustion engine, the measure which the air powered system is used in low-speed stage and the internal combustion engine powered system is adopted in high-speed stage can effectively solve the problem which the fuel consumption of the internal combustion engine is too bigger at low speed.

Engineering Aspects of a Novel High Efficiency Reciprocating Internal Combustion Engine

2002 ◽  
Author(s):  
Mike W. Coney ◽  
Andrew M. Cross ◽  
Claus Linnemann ◽  
Robert E. Morgan ◽  
Bruce Wilson
Keyword(s):  
Internal Combustion Engine ◽  
High Efficiency ◽  
Combustion Engine ◽  
Internal Combustion ◽  
Hot Water ◽  
Electrical Efficiency ◽  
New Type ◽  
Industrial Use ◽  
Commercial Applications ◽  
Under Construction

A new type of high efficiency reciprocating internal combustion engine, which is predicted to achieve an electrical efficiency of up to 60% on diesel fuel or 58% on natural gas, is described with particular focus on the engineering of its novel components. The so-called isoengine, which is being developed by Innogy plc, involves quasi-isothermal compression of combustion air. In commercial applications it is envisaged that the engine will run at 600 rpm and produce 7 MW of electric power. The engine will also be capable of producing up to 3 MW of heat in the form of hot water, with the electrical efficiency reduced by two percentage points. The engine is intended for distributed and on-site power generation with the option of switchable co-generation of hot water for industrial use or for space heating. A 3 MWe engineering demonstrator is currently under construction.

scholarly journals Mobile biomass gasification unit coupled to an internal combustion engine

2013 ◽  
Author(s):  
Δημήτριος Μερτζής
Keyword(s):  
Internal Combustion Engine ◽  
Combustion Engine ◽  
Biomass Gasification ◽  
Internal Combustion

Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η έρευνα γύρω από τη σύζευξη ΜΕΚ με μια μονάδα αεριοποίησης βιομάζας για αποκεντρωμένη συμπαραγωγή μικρής κλίμακας. Μία κινητή μονάδα αεριοποίησης για συμπαραγωγή υλοποιήθηκε για το σκοπό αυτό. Ο αεριοποιητής ανήκει στην τεχνολογία της αναβράζουσας ρευστοποιημένης κλίνης και είναι συζευγμένος με ένα κινητήρα προπανίου ανάφλεξης με σπινθήρα , τροποποιημένο επαρκώς , για να λειτουργήσει σε μίγματα προπανίου και αερίου αεριοποίησης. Πολλά θέματα αφορούν την επιστημονική κοινότητα γύρω από τις εφαρμογές αεριοποίησης προς παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα πιο σημαντικά από αυτά τα προβλήματα είναι α) η αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων καθεαυτή, λόγω υψηλής υγρασίας και τέφρας, β) η σταθερότητα του αεριοποιητή κατά τη διάρκεια μακράς λειτουργίας , γ) ο αποτελεσματικός καθαρισμός του αερίου από πίσσα και σωματίδια και δ) η απόδοση της ΜΕΚ κατά τη λειτουργία με αέριο αεριοποίησης και η επίδραση στην αντοχή και ισχύ του κινητήραΗ μελέτη αυτή έχει ως στόχο να χειριστεί τα προαναφερθέντα θέματα - ερωτήσεις μέσω πειραματικών δοκιμών σε πραγματικές συνθήκες και μέσω της βασικής και προηγμένης μοντελοποίησης των πιο σημαντικών τεχνολογιών που περιλαμβάνονται στην κινητή μονάδα . Αρχικά η ρευστοποιημένη κλίνη αξιολογείται σε σχέση με πειραματικά ευρήματα. Στη συνέχεια, τα εφαρμοσμένα μοντέλα συγκρίνονται μεταξύ τους αλλά και με τα εργαστηριακά αποτελέσματα και αξιολογούνται ως σύνολο για την προβλεπτική τους ικανότητα . Ο αντιδραστήρας δεν αξιολογείται μόνο ως προς τη ρευστοαιώρηση, αλλά και ως προς την απόδοσή του σε αέριο. Παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα (σύσταση παραγόμενου αερίου, φορτίο πίσσας ) και αξιολογείται η επίδραση του είδους βιομάζας στην απόδοση . Επιπλέον, το μονοδιάστατο κινητικό μοντέλο που αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας για την πρόβλεψη της σύνθεσης του αερίου συγκρίνεται με πειραματικά αποτελέσματα αεριοποίησης πυρήνα ελιάς.Πριν την ενεργειακή του αξιοποίηση, το αέριο περνάει από στάδιο καθαρισμού του σωματιδιακού του φορτίου. Στη μονάδα που αναπτύχθηκε, εφαρμόζεται η αρχή του θερμού καθαρισμού μέσω ενός εξωτερικά θερμαινόμενου κεραμικού φίλτρου, όμοιο με τις παγίδες σωματιδίων που χρησιμοποιούνται σε οχήματα diesel. Δεδομένου ότι, φίλτρα αυτού του τύπου δεν έχουν χρησιμοποιηθεί από άλλους ερευνητές σε εφαρμογές αεριοποίησης, εφαρμόζεται ανάλυση από μηδενική βάση για την αξιολόγηση της απόδοσής τους. Από την ανάλυση προκύπτει ο σχολιασμός σχετικά με την απόδοση και την καταλληλότητα του φίλτρου σε ζητούμενες εφαρμογές και γίνονται προτάσεις για περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας. Τέλος , η επίδραση του αερίου αεριοποίησης στην απόδοση του κινητήρα αναλύεται και η μονάδα αξιολογείται ως σύνολο με βάση παραχθέντα πειραματικά δεδομένα.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document