MAS501 Waste Heat Recovery

Innhold og oppbygning

Spillvarmegjenvinning (waste heat recovery) er et viktig tiltak for økt energieffektivitet. Sistnevnte er et av delmålene i FNs mål for bærekraftig utvikling nr. 7 (Ren energi for alle). Ca. 20 TWh går tapt som varme fra energibehovet i Norge. Store deler av den er mulig å utnytte, noe som vil bidra til mer energieffektive prosesser. Hvilken teknologi som kan komme til bruk er blant avhengig av temperaturen som spillvarmen er tilgjengelig ved.

Oppbyggingen av emnet ligner gjennomføringen av et prosjekt som utvikler et spillvarmegjenvinningstiltak. Eksergianalyse brukes til å kvantifisere arbeidspotensialet i spillvarmekilden. Ulike teknologier brukt i varmegjenvinning blir diskutert med bakgrunn i deres fordeler og ulemper. Pinch analyse anvendes som en etablert metode for å identifisere varmegjenvinning ved direkte varmeveksling til prosesser som trenger oppvarming og for å beregne eksternt varme- eller kjølebehov. For å avgjøre om et spillvarmegjenvinningstiltak er lønnsomt, kan en teknoøkonomisk analyse gjennomføres. Ved hjelp av den er det for eksempel mulig å beregne hva en kWh elektrisitet fra gjenvunnet spillvarme vil koste. I slike analyser er det nyttig å bruke informasjon fra prosess-simuleringsverktøy som Aspen HYSYS og EDR, til for eksempel utvikling av varmevekslere og kvantifisering av kostnader for prosessutstyr.

I emnet vil det bli brukt eksempler fra forskningsarbeid om spillvarmegjenvinning ved Institutt for maskin- og marinfag.

Innhold

• Spillvarmekilder
• Teknologi for spillvarmegjenvinning
• Pinch-analyse og varmevekslernettverk
• Teknoøkonomisk analyse av spillvarmegjenvinningstiltak

Læringsutbytte

Ved fullført emne skal studenten ha følgende kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse

Kunnskap

Studenten

• kan identifisere spillvarmekilder.
• kan beskrive ulike relevante teknologier for spillvarmegjenvinning samt deres fordeler og ulemper.
• er kjent med virkemåte og struktur til dataprogram for relevant for vurdering av spillvarmegjenvinningstiltak.

Ferdigheter

Studenten

• kan kvantifisere tilgjengelig energi og eksergi i spillvarmekilder.
• kan utføre pinch-analyse ved hjelp av dataprogram.
• kan utvikle tekniske løsninger for spillvarmegjenvinning.
• kan gjennomføre en teknisk-økonomisk analyse av et spillvarmegjenvinningstiltak.
• kan anvende dataprogram for prosessimulering og varmevekslerdesign og tolke simuleringsresultatene.

Generell kompetanse

Studenten

• kan samarbeide i gruppe med andre studenter i prosjektbasert og skriftlig arbeid.

• kan reflektere over egen faglig utøvelse.

Krav til forkunnskaper

Ingen.

Anbefalte forkunnskaper

Studiets opptakskrav, med vekt på termodynamikk, fluidmekanikk og grunnleggende kjemi, dessuten MAS504 Energiøkonomi og Matlab

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, selvstudium, data- og regneøvinger, gruppearbeid, gjesteforelesninger dersom mulig.

Obligatorisk læringsaktivitet

To obligatoriske arbeidskrav i form av innleveringer som må leveres innen gitte frister.

Arbeidskravene må være godkjent for å kunne levere prosjektrapporten.

Vurderingsform

Skriftlig gruppebasert (to studenter) semesteroppgave med avsluttende rapport. Både norsk og engelsk er aksepterte målformer.

Gruppens størrelse kan justeres (+/- 1 student) basert på det totale antallet studenter i emnet, men det må avklares med emneansvarlig.

Karakterskala A-F, der F tilsvarer ikke bestått.

Dersom gruppen ikke består emnet, kan rapporten leveres i en omarbeidet versjon i løpet av det påfølgende semester.

Hjelpemidler ved eksamen

Alle hjelpemidler er tillatte.

Mer om hjelpemidler