Energisystem: exergianalys och pinchoptimering

Kursen innehåller teorin för och tillämpningar av viktiga metoder för att energi- och miljömässigt optimera tekniska system, d v s att systematiskt ta fram den bästa möjliga lösningen givet vissa förutsättningar och ett visst mål. Exempel på system där metoderna kan tillämpas är fjärrvärmenät, avfalls- och återvinningssystem, processindustri, kraftvärmeanläggningar och reningstekniska anläggningar samt nationella och internationella energidistributionssystem.Kursen består av två delmoment.Delmoment 1 (5 hp): Termodynamiska metoder för energieffektivisering, entropiproduktionsminimering och exergianalys. Allmänna definitionen av exergi, dött tillstånd (Dead State), termodynamisk jämvikt, referenstillstånd, utvidgat system och näromgivning, entropiproduktion i gränsyta, entropi-, energi- och exergibalansekvationer för slutna och öppna system, verkligt arbete, nyttigt arbete, omgivningsarbete och exergi som tillståndsfunktion. Ekvationerna för energiinnehåll och exergiändring för slutet system, öppet system med stationärt flöde samt för värmeexergi i Carnotmodellen. Exergiförluster och exergiverkningsgrader (Second Law Efficiency) för tekniska processer samt cykler. Exergianalys för blandnings- och separationsprocesser såsom avsaltning och koldioxidavskiljning. Exergianalys för förbränningsprocesser.Delmoment 2 (5 hp): Grundläggande begrepp såsom pinchtemperatur, minimala behoven av extern värmning och kylning, kompositkurvor och GCC (Grand Composite Curve) exemplifieras med hjälp av exempel från aktuella forskningsprojekt och från litteraturen. Exempel som illustrerar såväl design av ett helt nytt system som förslag till förbättringar av ett befintligt system. Undervisning sker i båda delmomenten i form av föreläsningar, övningar och handledning av en projektuppgift.