Energy and Exergy Analysis of an Adsorption Heat Pump Module
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Notice bibliographique
Résumé
Hybrid heating systems, extending beyond conventional compression heat pumps, offer promising potential for reducing primary energy demand in the building sector.One effective approach involves integrating adsorption heat pumps with heat sources such as industrial waste heat or biomass boilers.These systems use high-temperature thermal energy to upgrade low-temperature ambient heat to supply medium-temperature heating networks.However, their broader adoption is often hindered by high investment costs and relatively low performance metrics.This paper presents a novel model of a modular adsorption heat pump module (AHPM) that hermetically encapsulates all refrigeration components within a double-walled cylindrical housing.A distinctive feature of the module is a capillary-structured component integrated into the adsorber housing, which functions alternately as a condenser or an evaporator depending on the cycle phase.The operating principle of the AHPM is explained in detail.A simulation model based on mass and energy conservation equations is developed using a customized thermal network in the object-oriented Simscape language, part of the MATLAB-Simscape environment.The simulation results show a strong correlation with experimental data, with a maximum deviation of less than 8.2 % across all evaluated parameters.A comprehensive parameter analysis identifies key factors influencing system performance, particularly the average thermal output and coefficient of performance (COP).Additionally, an exergy assessment quantifies the second law efficiency for each parametric case.A notable finding is that the adsorption temperature has a greater impact on energy efficiency than the evaporation temperature.Interestingly, the exergy efficiency is higher in the operating range where the energy efficiency is comparatively lower.This indicates that, further optimization should focus on operating conditions with reduced evaporation and adsorption temperatures.The study thus contributes to the advancement of compact adsorption heat pump systems for future residential energy infrastructure.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
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| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
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