Master's Thesis

Thermodynamic Heat pump

Final Thesis 2.31 MB Appendix 396.86 kB

Author of thesis: Ing. Viktor Knebl

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Reviewer: Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with the design of thermodynamic heat pump, used to utilize thermal energy of flue gases arised from the combustion of natural gas in a heat exchanger. The flow rates of the compader compressor, bypass compressor and turbine are calculated. Part of this thesis is simplified design of gearbox and economical evaluation of heat pump installation. The appendix of the thesis contains technical documentation.

Keywords:

Thermodynamic heat pump, compressor, turbine

Date of defence

20.07.2020

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Prní otázka oponenta byla zodpovězena adekvátně. Druhá otázka oponenta byla také zodpovězena velmi dobře. Třetí otázka oponenta byla zodpovězena adekvátně. V průběhu rozpravy byly položeny tyto otázky: Jak by jste posoudil účinnost TČ, je dobrá či nikoliv. Co znamená pojem řez kompandérem. Tento pojem byl vysvětlen bez váhání.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Power Engineering (M-ENI)

Composition of Committee

doc. Ing. Jan Fiedler, Dr. (předseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Sedlák (člen)
Ing. Pavel Nešpor (člen)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Diplomová práce pojednává o návrhu termodynamického tepelného čerpadla, sloužícího k využití tepelné energie spalin, které vznikají spalováním zemního plynu v teplárenském kotli. Zadání vzniklo pro potřeby Siemens Industrial Turbomachinery Brno. DP je zpracována pečlivě, obsahuje 109 stan textu a výkresovou dokumentaci v přílohách. Je proveden výpočet průtočných částí kompresoru kompandéru, obtokového kompresoru a turbíny. Součástí práce je zjednodušený návrh převodovky a ekonomické zhodnocení instalace tepelného čerpadla. Příloha práce obsahuje technickou dokumentaci, kterou tvoří tři výkresy s vyznačením základních rozměrů, vychází z podkladů firmy Siemens. Důvodem je osvědčení konstrukcí v praxi.
Cenné je ekonomické zhodnocení a porovnání s podobnou variantou řešenou dříve.
Práce splnila zadání v celém rozsahu, hodnotím známkou A a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem termodynamického tepelného čerpadla (TTČ). V úvodní části práce je zpracován stechiometrický výpočet pro zemní plyn jako palivo primárního zdroje, ze kterého mají proudit spaliny do TTČ. Výpočet je však veden pro právě stechiometrické množství, kdežto u plynových kotlů je obvyklý přebytek vzduchu cca 1,05 až 1,10. Díky tomu je entalpie (cp) spalin při 95 °C nepatrně odchýlená. V následující části práce je představeno tepelné schéma zařízení a na základě celkového zadaného množství spalin v turbíně, omezujících teplot a tlaků je dopočítáno množství spalin proudící v jednotlivých kompresorech. Návrh obou kompresorů i turbíny je veden řádně, přehledně a na vysoké úrovni podle použité literatury. Není však uvažováno s tlakovou ztrátou v potrubí a výměníku mezi kompresory a turbínou. V ekonomickém zhodnocení jsou dopočítány maximální investiční náklady při době návratnosti zařízení 30 tis. provozních hodin za šest let. Postrádám však odhad reálných investičních nákladů na zařízení. Přílohou diplomové práce jsou detailně prokreslené konstrukční výkresy s popisem montáže v poslední kapitole DP.

Práce neobsahuje zásadní nedostatky, chyby a splnila zadání v celém rozsahu. Po formální, jazykové a pravopisné stránce je práce na odpovídající úrovni. Předloženou diplomovou práci pokládám i přes drobné výhrady za vysoce nadprůměrnou, doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou výborně / A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jaké jsou výhody × nevýhody oproti standardnímu tepelnému čerpadlu nebo oproti kondenzátoru spalin?
  2. V jaké výši odhadujete reálné investiční náklady celku?
  3. Jaká je tepelná účinnost oběhu při započítání tepla spalin?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová