Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utilization of Waste Heat from Sugar Mills in Cuba for Thermally Driven Cooling
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2014 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The demand for air conditioning keeps rising, especially in developing countries where the standard of living has improved. This results in an increased consumption of electricity and puts further pressure on the power grid. In Cuba, electricity is a scarce commodity and the electricity production relies heavily on fossil fuels, which causes high emissions. An alternative technology for producing cooling is thermally driven cooling where the installment of an absorption chiller could utilize waste heat from existing industries to provide cooling to buildings. Therefore, there are possibilities of lowering the amount of electricity needed for air conditioning.

In this thesis, the potential of using waste heat from sugar mills in Cuba was investigated. The sugar industry is high water consuming and often produces large amounts of heated waste water that is rarely utilized. To collect the data needed for the investigation, a study visit was conducted at the sugar mill Carlos Baliño in Villa Clara, Cuba. Since the factory did not track water mass flows, calculations based on sugar concentrations and energy balances were used to determine the different water outlets. The identified excess water has a mass flow of 10 kg/s and a temperature of 96 °C, which is enough to supply the factory with cooling. The result of the investigation also showed that the mill could invest in thermally driven cooling with a payback time of between three to six seasons depending on the cost of the selected equipment. The energy savings per crushing season would be nearly 140 000 kWh which equals to financial savings of above 40 000 dollar per season.

If the sugar mill Carlos Baliño would invest in an absorption chiller, the cooling supply would be unreliable because of the high number of production shutdowns. Before any possible implementation, the causes for the stops in production need to be further examined. The supply of cooling would otherwise have to rely on thermal energy storage of chilled water, which in such large quantities would be costly. The factory only produces waste heat during the crushing season, which lasts from December throughout April, but there is a cooling demand during the whole year, which means that alternative cooling methods for an off-season cooling supply would have to be investigated. The study concludes that thermally driven cooling would be very suitable for similar industries that also produce large amounts of heated excess water, but are operating all year around and have a more even production rate, both on a daily and seasonal basis.

Abstract [sv]

Efterfrågan på luftkonditionering fortsätter att öka, speciellt i utvecklingsländer där levnadsstandarden har förbättrats. En ökad efterfrågan på luftkonditionering resulterar i en ökad användning av elektricitet, vilket i sin tur leder till en ökad belastning på elnätet. På Kuba är elektricitet en bristvara och elproduktionen är starkt beroende av fossila bränslen vilket leder till stora utsläpp. En alternativ teknologi för att producera kyla är värmedriven kyla där en absorptionkylmaskin kan utnyttja spillvärme från redan existerande industrier för att leverera kyla till byggnader. Därav finns det möjlighet att minska användandet av den elektricitet som behövs för att driva luftkonditioneringsapparater.

I denna uppsats undersöks potentialen för att använda spillvärme från sockerfabriker på Kuba. Sockerindustrin konsumerar stora mängder vatten och producerar ofta betydande kvantiteter av uppvärmt eller förångat spillvatten som sällan utnyttjas. För att samla in de data som krävs för undersökningen genomfördes studiebesök på fabriken Carlos Baliño i Villa Clara, Kuba. Eftersom vattenflöden inte mättes i fabriken baserades beräkningarna på sockerkoncentrationer och energibalanser för att fastställa utloppsflöden av vatten. Det identifierade spillvattnet har ett massflöde på 10 kg/s och en temperatur på 96 °C, vilket är tillräckligt för att förse fabriken med kyla. Resultatet av undersökningen visade också att fabriken skulle kunna investera i värmedriven kyla med en återbetalningstid på mellan tre till sex säsonger beroende på kostnaden för vald utrustning. Energibesparingarna per produktionssäsong skulle bli närmare 140 000 kWh vilket motsvaras av en ekonomisk besparing på drygt 40 000 dollar per säsong.

Om en absorptionskylmaskin skulle implementeras på Carlos Baliño skulle leveransen av kyla vara osäker på grund av det höga antalet produktionsstopp i fabriken. Före en eventuell implementation måste orsakerna till stoppen undersökas, annars skulle kylningsmöjligheterna bero starkt på termiska energilager av kallt vatten vilket i stora volymer kan bli kostsamt. Fabriken producerar endast spillvärme under produktionssäsong vilket pågår från december till och med april men kylbehovet existerar under hela året. Det betyder att alternativa kylmetoder behöver undersökas för att kylbehovet ska kunna tillgodoses året runt. Slutsatsen av studien är att värmedriven kyla är en ytterst passande lösning för liknande industrier som också ger upphov till stora mängder av varmt spillvatten men som producerar hela året och har en jämnare produktion, både på daglig basis och säsongsbasis.

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-148124OAI: oai:DiVA.org:kth-148124DiVA: diva2:735241
Available from: 2014-08-21 Created: 2014-07-24 Last updated: 2014-08-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(17101 kB)1259 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 17101 kBChecksum SHA-512
6395c035d2bd13f273d9bb114a7c2fbc81c13d7a294a7da41cf92b882607ee45969b0b10ad8f50fedc528a7bcd6a1702cecfb39ed3081a57914b51e3b57dfc96
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1259 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 372 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf