Sankar, D.;Balachandar, M.;Anbuvanan, T.;Rajagopal, S.;Thankarathi, T.;Deepa, N.
Membrane and Water Treatment
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제8권4호
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pp.355-367
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2017
In India, the current operation of condenser cooling system & effluent disposal system in existing power plants aims to reduce drawal of seawater and to achieve Zero Liquid Discharge to meet the demands of statutory requirements, water scarcity and ecological system. Particularly in the Steam-Electric power plants, condenser cooling system adopts Once through cooling (OTC) system which requires more drawal of seawater and effluent disposal system adopts sea outfall system which discharges hot water into sea. This paper presents an overview of closed-loop technology for condenser cooling system and to achieve Zero Liquid Discharge plant in Steam-Electric power plants making it lesser drawal of seawater and complete elimination of hot water discharges into sea. The closed-loop technology for condenser cooling system reduces the drawal of seawater by 92% and Zero Liquid Discharge plant eliminates the hot water discharges into sea by 100%. Further, the proposed modification generates revenue out of selling potable water and ZLD free flowing solids at INR 81,97,20,000 per annum (considering INR 60/Cu.m, 330 days/year and 90% availability) and INR 23,760 per annum (considering INR 100/Ton, 330 days/year and 90% availability) respectively. This proposed modification costs INR 870,00,00,000 with payback period of less than 11 years. The conventional technology can be replaced with this proposed technique in the existing and upcoming power plants.
In order to utilize the refrigerants condensation heat of condenser on the absorption chiller system, the solution cooling condenser(SCC) were proposed, which weak solution of absorber outlet use as a cooling water. As the UA of the solution cooling condenser increased, increasement of COP is about maximum 0.09 in occasion of single effect and is about maximum 0.08 in occasion of double effect series flow. In the case of heat exchanger efficiency is about 0.85, it's increments are 0.08 and 0.072, each. And solution cooling condenser is a more effective device in the single effect absorption system more than double effect system for the principle of operation. In order to increases the heat of solution cooling condenser, if reduce the flow rate of cooling water or the value of UA, it makes COP increase a little, but it brought COP decrease because of increasing the pressure of system.
An experimental study was performed to understand the heat transfer and fluid dynamic characteristics of Sub-Cooled Hybrid Condenser (SCHC), which conventional condenser and receiver dryer are integrated into. SCHC also employs a sub-cooled refrigerant passages at the end of the condenser in order to supply perfect liquid refrigerant to the expansion unit. Throughout the present study, it was found that the developed SCHC increases in the degree of sub-cooling by 10~100% compared to conventional condenser. The excessive sub-cooling has improved the cooling performance by 10%, and that leads reduction in evaporator outlet air temperature by $1.5^{\circ}C$. Also found through the study is that the refrigerant pressure drop across SCHC is fairly increased due to insertion of the desiccant cartridge in the receiver tank which is composed of zeolite, filter and supporter plate.
Sub-cooled hybrid condenser(SCHC) which have been developed through this study is an appliance of integrating a condenser with a receiver dryer, which were previously separated. It is supposed that the development of sub-cooled hybrid condenser will be able to reduce not only weight, size, production process and cost, but also quite improve in capability, which will be of great use for the technological development and research of an air conditioning system whose importance is higher in a car. Through the present study it was found that the developed SCHC increases in the degree of sub-cooling by 10∼100% compared to conventional condenser. The excessive sub-cool has improved the cooling performance by 10%, and that leads to the reduction in evaporator outlet air temperature $1.5^{\circ}C$. Additionally, it is expected that sub-cooled hybrid condenser weights less by 100g than the previous condensers which has equal super heat.
This study shows a water cooling system by using a steam ejector and jet condenser to drop the temperature of the water by about $5^{\circ}C\;from\;25^{\circ}C$ or higher. In this research, to replace the present water cooling system, we focused on a water cooling system by latent heat of evaporation, thus this system needs a vacuum pressure to evaporate the water in enclosed tank. The water cooling effects are depended on the vacuum pressure in the enclosed tank, and the cooling water is generated by latent head of evaporation. As the experimental results, the absolute vacuum pressure obtained was about $5{\sim}8$ mmHg using a steam driven ejector with jet condenser.
In this study, the spray cooling heat transfer and working characteristics of the screen wick heat pipe with ultrasonic spray cooling system in condenser were experimentally investigated. The heat pipe was made of copper tube 300 mm long with inner diameter of 11.1 mm. The evaporator and condenser lengths of heat pipe were 40, 200 mm and the wick structure consists of two layer of 100 mesh copper screen. The experimental results show that the ultrasonic spray cooling increases the heat transfer rate on the condenser surface, and the total thermal resistance of heat pipe system decreases remarkably. A comparison is made for the two working fluids, water and ethanol. The surface temperature of the ethanol tube in evaporator section becomes higher than that of the water tube. Thus, the experimental result shows that water is more useful than ethanol as the working fluid because of increasing the operational limit within this experimental conditions.
An analysis method to predict performance of a vehicle cooling system which is composed of radiator, A/C condenser, cooling fan, and etc. is suggested. Air flow through the heat exchanger system and heat rejection rate which dominate the cooling performance are analyzed. Heat transfer with A/C refrigerant phase change is also considered in the analysis. Some predicted results are compared with experimental data for various operating conditions. This evaluation procedure will be useful for the design of optimal vehicle cooling system.
The cooling technology of power conversion semiconductors in the propulsion system for the HEMU(High Electrical Multi Unit) are applied in water cooling method and phase change method such as the immersed type and the heat pipe type. Both of cooling systems need a condenser and a fan through forced wind to emit that is radiated heat from electric power conversion semiconductor(IGBT) stack effectively, now in the case of Japanese Fastec 360S, is using ram-air that is flowed in establishing cooling passage to propulsion system for cooling of condenser. In this research, it is that achieved the computing numerical analysis using ADINA of commertial program to examine flow characteristics and pressure distribution of ram-air for a condenser in cooling passage.
The effects of operational conditions of cooling water system on energy consumption for central cooling system are researched by using TRNSYS program. Cooling tower water pump flow rate, cooling tower fan flow rate, and condenser water temperature with various dry-bulb and wet-bulb temperatures are varied and their effects on total and component power consumption are studied. If the fan maximum flow rates of cooling tower is decreased, cooling tower fan and total power consumptions are increased. If the cooling tower water pump maximum flow rates is decreased, chiller and total power consumptions are increased. If condenser water set-point temperature is increased, chiller power consumption is increased and cooling tower fan power consumption is decreased, respectively.
그간 캐스케이드 냉동 시스템에 대해서 열역학적 해석은 다수 수행되었으나 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 부품 해석을 통한 시스템 평가는 미진한 상태이다. 본 연구에서는 냉방 및 냉동 열교환기가 별도로 장착되어 있고 하부 사이클에 공랭식 응축기와 인터쿨러가 직렬로 연결되어 있는 캐스케이드 냉동 사이클에 대해 성능 해석을 수행하였다. 우선 증발기, 응축기, 인터쿨러 등 요소부품에 대해 모델링을 수행하고 R-410A를 사용하는 냉방 능력 8 kW, 냉동 능력 15 kW의 캐스케이드 냉동 사이클의 요소 부품의 - 상부 응축기, 하부 응축기, 냉방 증발기, 냉동 증발기, 인터쿨러, 압축기, 전자팽창변 - 설계를 수행하였다. 설계 사양에 대하여 외기 온도를 $26^{\circ}C$에서 $38^{\circ}C$로 변화시키며 해석을 수행한 결과 냉각 열량은 하부 증발기에서는 거의 일정하고 상부 증발기에서는 9% 감소, 인터쿨러에서는 63% 증가하였다. 한편 COP는 외기 온도의 증가에 따라 감소하였다. 인터쿨러가 작동하지 않는 사이클 대비 인터쿨러 사이클이 COP 측면에서 우위를 보였다. 또한 상부 응축기의 크기를 당초 설계치의 2배 증가시키면 하부 증발기 열량은 변함이 없는 반면 상부 증발기 열량은 4% 증가하였다. 한편 상부 응축기의 크기 증가에 따라 상부 사이클의 COP는 증가하는 반면 하부 사이클의 COP는 큰 변화가 없다. 또한 하부 응축기 크기를 2.8배 증가시키면 상하부 증발기의 열량 변화는 거의 없고 인터쿨러의 열량만이 8% 감소하였다. 아울러 하부 사이클의 COP는 응축기의 크기가 증가함에 따라 다소 증가하였으나 상부 사이클의 경우는 그 변화가 미미하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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