prof. dr hab. inż. Dariusz Mikielewicz
Employment
- Head of Section at Zakład Systemów i Urządzeń Energetyki Cieplnej
- Prorektor d/s Organizacji i Rozwoju at Gdańsk University of Technology
- Professor at Institute of Energy
Publications
Filters
total: 284
Catalog Publications
Year 2016
-
Pressure drop of HFE7000 and HFE7100 during flow condensation in minichannels
PublicationAttention is focused on the issues of flow resistance and pressure drop of perspective refrigeration fluids during condensation in the two-phase flow in minichannels. The case of the flow through a cylindrical single channel of 2.3 mm inner diameter was carefully analyzed. Pressure drop tests have been performed in diabatic flow conditions. The effect of heat flux, mass flux, vapour quality and saturation temperature on the two-phase...
-
Prediction of flow boiling heat transfer coefficient for carbon dioxide in minichannels and conventional channels
PublicationIn the paper presented are the results of calculations using authors own model to predict heat transfer coefficient during flow boiling of carbon dioxide. The experimental data from various resea rches were collected. Calculations were conducted for a full range of quality variation and a wide range of mass velocity. The aim of the study was to test the sensitivity of the in-house model. The results show the importance of taking into...
-
Opracowanie studium wykonalności zamierzenia inwestycyjnego pn.: „Zasobnik ciepła ze stratyfikacją termiczną”
PublicationMożna zauważyć wyraźną dysproporcję pomiędzy poziomem komplikacji technicznej wśród producentów krajowych i w firmach zagranicznych. Przedsiębiorstwa zagraniczne z reguły wykorzystują m.in. wężownice wykonane z rur karbowanych lub ożebrowanych w zasobnikach ciepła często można spotkać również zmienna geometrię wężownicy oraz zmodyfikowane układy „ładowania” i ”rozładowywania” zasobnika. Wśród krajowych firm dominują konstrukcję...
-
Management of low-temperature heat source by ORC aided by additional heat source
PublicationIn the paper presented is a concept to utilize waste heat from the power plant with the aid of the low-temperature ORC cycle. The ORC system is heated from two heat sources, the first one being the flow rate of waste heat obtained from the exhaust gases. Subsequently, the working fluid in the cycle is additionally heated by the condensing steam from the low pressure turbine extraction points increasing in such way the level of...
-
Influence of metallic porous microlayer on pressure drop and heat transfer of stainless steel plate heat exchanger
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The metallic porous layer was created on the heat transfer surface of analyzed unit. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one – the identical heat exchanger but with the modified...
-
Gazowy kocioł kogeneracyjny – badania prototypu
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań prototypowej parowej mikrosiłowni ORC zintegrowanej z kotłem gazowym. Jest to pierwsze w Polsce tego typu urządzenie w skali „domowej”, uhonorowane złotym medalem na targach Technicon Innowacje 2014. Pozwala realizować kogeneracyjną produkcję ciepła i energii elektrycznej w aspekcie pokrycia potrzeb indywidualnego gospodarstwa domowego. Domowy kocioł gazowy doposażony w układ realizujący obieg...
-
Experimental investigation of domestic micro-CHP based on the gas boiler fitted with ORC module
PublicationThe results of investigations conducted on the prototype of vapour driven micro-CHP unit integrated with a gas boiler are presented. The system enables cogeneration of heat and electric energy to cover the energy demand of household. The idea of such system is to produce electricity for own demand or for selling it to the electric grid – in such situation the system user will became the prosumer. A typical commercial gas boiler,...
-
Experimental investigation of domestic gas boiler fitted with ORC module
PublicationIn the paper the prototype of innovative domestic cogenerative ORC system, consisting of a conventional gas boiler and a small size axial vapour microturbines (in-house designed for ORC and the commercially available for Rankine cycle (RC)), evaporator and condenser were scrutinised. In the course of study the fluid working temperatures, rates of heat, electricity generation and efficiency of the whole system were obtained. The...
-
Energochłonność pralnic przemysłowych z technologią ozonowania
PublicationW wyniku wprowadzenia ozonu do procesu czyszczenia uzyskuje się lepszą jakość wody usuwanej z procesów prania do kanalizacji. Woda będąca pozostałością po zakończonym procesie zawiera między innymi mniej pozostałości środków chemicznych, mniej pozostałości patogenów oraz posiada stabilne pH. Ponadto użycie ozonu w procesie czyszczenia tkanin prowadzi do redukcji zużycia wody i energii w poszczególnych cyklach płukania i suszenia,...
-
Criteria for selection of working fluid in low-temperature ORC
PublicationThe economics of an ORC system is strictly linked to thermodynamic properties of the working fluid. A bad choice of working fluid could lead to a less efficient and expensive plant/generation unit. Some selection criteria have been put forward by various authors, incorporating thermodynamic properties, provided in literature but these do not have a general character. In the paper a simple analysis has been carried out which resulted...
-
Comparison of heat transfer characteristics in surface cooling with boiling microjets of water, ethanol and HFE7100
PublicationThe basis of microjet technology is to produce jets which impinge the surface at the stagnation point with a very high kinetic energy. Main objective of this paper was to investigate the physical phenomena occurring on solid surfaces upon impingement of the single microjet in case of three fluids, namely water, ethanol and HFE7100. Intense heat transfer in the impact zone of microjet has been examined and described with precise...
-
Chłodzenie wyparne jako alternatywna metoda chłodzenia powietrza w klimatyzacji - przykłady zastosowań
PublicationW pracy przedstawiono przykłady zastosowań chłodzenia wyparnego. Z literatury zaczerpnięto znane realizacje instalacji wykorzystujących chłodzenie wyparne. Przedstawiono koncepcję urządzenia opartą na wykorzystaniu istniejącego na rynku wymiennika do chłodzenia wyparnego powietrza. Porównano pracę instalacji w różnych strefach klimatycznych. Odniesiono metodę wyparną do klasycznej, sprężarkowej, ukazując jakie korzyści finansowe...
-
Chłodzenie wyparne jako alternatywna metoda chłodzenia powietrza w klimatyzacji - podstawy termodynamiczne
PublicationW pracy przedstawiono podstawy termodynamiczne chłodzenia wyparnego. Omówiono cztery sposoby realizacji takiego procesu, tj. poprzez chłodzenie bezpośrednie, pośrednie, metodę hybrydową (pośrednią/bezpośrednią) oraz metodę mieszaną, która łączy chłodzenie wyparne z tradycyjnymi metodami sprężarkowymi. Przedstawiono rozważania związane z zapotrzebowaniem na wodę dla poszczególnych rodzajów chłodzenia, jak również oszacowano skutki...
-
Badania efektywności energetycznej pompy ciepła typu GEJZER KOMPAKT W 11
PublicationBadania eksperymentalne, analizy teoretyczne oraz weryfikacja klasy energetycznej sprężarkowej pompy ciepła woda-woda typu GEJZER KOMPAKT W 11 w świetle wymagań Dyrektywy Parlamentu Europejskiego
-
Analytical model with non-adiabatic effects for pressure drop and heat transfer during boiling and condensation flows in conventional channels and minichannels
PublicationIn the paper a method developed earlier by authors is applied to calculations of pressure drop and heat transfer coefficient for boiling flow and condensation flow with account of non- adiabatic effects for some recent data collected from literature. The first effect, the modification of interface shear stresses in annular flow pattern is considered through incorporation of the so called "blowing parameter". The mechanism of...
Year 2015
-
Wyznaczanie współczynnika przejmowania ciepła podczas wrzenia w przepływie dwutlenku węgla (Prediction of flow boling heat transfer coefficient for carbon dioxide in minichannels)
PublicationW pracy przedstawiono wyniki obliczeń uzyskane za pomocą własnego modelu półemirycznego dla wybranych danych eksperymentalnych dla wrzenia w przepływie dwutlenku węgla. Metoda obliczeniowa została zweryfikowana z danymi eksperymentalnymi Docoulombiera i innych (2011) oraz Mastrullo i innych (2009). Badania eksperymentalne dotyczą pełnego zakresu zmienności stopnia suchości oraz zakresu prędkości masowej G=200-1200 kg/m2s. rozwijany...
-
Wykorzystanie zjawiska odparowania wody w metodzie pośredniego chłodzenia powietrza
PublicationPrezentowany artykuł ma na celu przybliżenie bezsprężarkowej metody chłodzenia powietrza, czyli chłodzenia wyparnego. Warto przyjrzeć się tej metodzie, ponieważ jest ona znacznie mniej energochłonna od klasycznych metod, które przede wszystkim wykorzystują sprężarkowe urządzenia chłodnicze. Jest to ważne nie tylko ze względów ekonomicznych, ale również ekologicznych oraz zbliżającej się groźby wyczerpania zasobów paliw kopalnych,...
-
Wykorzystanie ciepła niskotemperaturowego do procesu suszenia peletu ze słomy z wykorzystaniem mikrostrugowego wymiennika ciepła
PublicationW artykule przedstawiono wpływ temperatury medium suszącego na zmiany względnej oraz bezwzględnej zawartości wilgoci podczas suszenia peletu ze słomy. Proces suszenia przeprowadzono przy stałym ciśnieniu atmosferycznym i różnych wartościach temperatury powietrza, jako czynnika suszącego, wynoszących odpowiednio: 40℃, 60℃, 80℃, 100℃ oraz 120℃. Badania eksperymentalne wykonywano na innowacyjnym stanowisku wyposażonym w mikrostrugowy...
-
Wybrane zagadnienia projektowania mikrostrugowych wymienników ciepła
PublicationW monografii omówiono wybrane zagadnienia intensyfikacji wymiany ciepła przy zastosowaniu oryginalnej technologii mikrostrugowej. Technologia ta jest pozytywnie postrzegana w aspekcie wysokowydajnych wymienników typu rekuperator, ponieważ odpowiednio uformowana struga płynu może lokalnie rozbić warstwę przyścienną na powierzchni przegrody w wymienniku, redukując opór cieplny przejmowania ciepła między płynem a powierzchnią tej...
-
Technologia kogeneracyjna w obiegu z czynnikiem organicznym wykorzystania ciepła odpadowego bloku
PublicationW monografii przedstawiono sposoby i wyniki analizy możliwości wykorzystania energii cieplnej odpadowej, będącej do dyspozycji w postaci gorącej wody o temperaturze 90 stC w ilości 200 MW, odzyskanej ze spalin kotłowych z bloku energetycznego o mocy 900 MW. Jednym z rozpatrywanych rozwiązańbyła współpraca obiegu ORC z upustem pary turbiny niskoprężnej obiegu bazowego. W takim rozwiązaniu organiczny czynnik roboczy jest podgrzewany...
-
Research and Development at the Department of Energy and Industrial Apparatus of Gdansk University of Technology
PublicationIn the paper presented are the research and development activities at the Department of Energy and Industrial Apparatus of Gdansk University of Technology
-
Recuperator with microjet technology as a proposal for heat recovery from low-temperature sources
PublicationA tendency to increase the importance of so called dispersed generation, based on the local energy sources and the working systems utilizing both the fossil fuels and the renewable energy resources is observed nowadays. Generation of electricity on industrial or domestic scale together with production of heat can be obtained for example through employment of the ORC systems. It is mentioned in the EU directive 2012/27/EU for cogenerative...
-
Recuperator with microjet technology as a proposal for heat recovery from low-temperature sources
PublicationA tendency to increase the importance of so called dispersed generation, based on the local energy sources and the working systems uti- lizing both the fossil fuels and the renewable energy resources is observed nowadays. Generation of electricity on industrial or domestic scale together with production of heat can be obtained for example through employment of the ORC systems. It is mentioned in the EU directive 2012/27/EU for...
-
Prediction of flow boiling heat transfer coefficient for carbon dioxide in minichannels and conventional channels
PublicationIn the paper are presented the results of calculations using authors own model to predict heat transfer coefficient during flow boiling for carbon dioxide. The experimental data from various researches were scrutinised conducted for a full range of quality variation and wide range of mass velocity. The aim of the study was to test the sensitivity of the in-house model. The work shows the importance of taking into account surface...
-
Microjet technology as a perspective intensification method for high performance heat exchangers
PublicationIn the paper two oryginal designs of compact heat exchangers with intensification effect produced by microjets are presented. The technology of microjets manufacturing is an "inhouse" patented design. The idea of such heat exchanger is shown together with the flow and thermal characteristics of the prototypes. The results of performer measurements are satisfactory and encourage for further research of the original designs.
-
Management of low-temperature heat source by ORC aided by additional heat source
PublicationThe presented work is aimed at utilisation of waste heat in the manner to produce electricity in ORC installation. Therefore the precondition of the study was to use the waste heat available in the form of a stream of hot water at 90°C. Such low enthalpy heat source is rather insufficient to produce a good quality vapour to feed the ORC turbine. That was the incentive to search for the ways of increasing the temperature of the...
-
Gazowa mikrosiłownia domowa z modułem ORC - doświadczenia z badania prototypu
PublicationArtykuł zawiera rozważania nad ideą wykorzystania obiegu parowego ORC (Organic Rankine Cycle) do skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej dla pokrycia potrzeb indywidualnego odbiorcy. Dokonano w nim podsumowania dotychczasowych prac prowadzonych przez Autorów, które zaowocowały budową demonstracyjno-badawczego stanowiska mikro-CHP z technologią ORC w skali „domowej”, współpracującą z komercyjnym kotłem gazowym. W publikacji...
-
A commercial gas boiler fitted with the ORC module as perspective solution for households
PublicationIn this paper the applicability of the commercial gas boiler (De Dietrich DTG X23N) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup was experimentally studied. The main objective was to determine the working fluid capability to obtain required temperatures of vapour prior to the turbine, attainable heat rates and efficiencies of the whole system. The boiler thermal power was 25 kW. Tests were carried out with a single stage...
Year 2014
-
Współpraca węglowej ciepłowni miejskiej z obiegiem ORC
PublicationW artykule przedstawiono rozważania nad koncepcją modernizacji ciepłowni węglowej w wybranym Miejskim Przedsiębiorstwie Energetyki Cieplnej (MPEC). Koncepcja ta ma na celu współprodukcję energii cieplnej oraz elektrycznej przy wykorzystaniu entalpii fizycznej spalin z kotła WR-10. Tego typu rozwiązanie pozwoliłoby na częściowe pokrycie zapotrzebowania własnego na energię elektryczną, generując oszczędności w przedsiębiorstwie i...
-
Współpraca bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC
PublicationW pracy opisano oryginalną koncepcję współpracy bloku gazowo-parowego istniejącej elektrociepłowni z niskotemperaturowym organicznym obiegiem Rankine’a (ORC). Celem zaproponowanego rozwiązania jest odzysk niskotemperaturowej energii odpadowej spalin i dalszego wykorzystania jej w obiegu ORC do wytworzenia energii elektrycznej. Energia odpadowa odzyskiwana jest ze spalin opuszczających komin zimny, a wykorzystywana jest do podgrzania...
-
The concept of capillary forces supported evaporator for application to domestic ORC unit
PublicationIn the paper presented are studies on the investigation of the capillary forces effect inducted in the porous structure of a loop heat pipe. The potential application of such heat exchanger is for example an evaporator of the domestic micro CHP unit. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential, however taking into account all issues it can be said that the best effect is obtained using ethanol.
-
PRESSURE DROP OF HFE7000 AND HFE7100 IN FLOW CONDENSATION IN MINICHANNELS WITH ACCOUNT OF NON-ADIABATIC EFFECTS
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symmetrical phenomena involving the change of phase. There is a temptation to describe both these phenomena with one only correlation. From amongst the structures present in flow boiling and flow condensation at least the annular flow structure seems to be mostly appropriate to the common modeling. However, the shear stress acting between vapor phase and liquid...
-
Prediction of flow boiling heat transfer data for R134a, R600a and R290 in minichannels
PublicationIn the paper presented is the analysis of the results of calculations using a model to predict flow boiling of refrigerants such as R134a, R600a and R290. The latter two fluids were not used in development of model semiempirical correction. For that reason the model was verified with present experimental data. The experimental research was conducted for a full range of quality variation and a relatively wide range of mass velocity....
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
Organic Rankine as bottoming cycle to a combined Brayton and Clausius-Rankine cycle
PublicationThis paper presents an enhanced approach, as it will be considered here that the ORC installation could be extra-heated with the bleed steam, a concept presented by the authors. In such way the efficiency of the bottoming cycle can be increased and an amount of electricity generated increases. A thermodynamic analysis and a comparative study of the cycle efficiency for a simplified steam cycle cooperating with ORC cycle will be...
-
Operation of the 900 MW power plant with the ORC supplied from three heat sources
PublicationThe chapter is aimed at utilisation of waste heat in the reference supercritical power plant in the manner to produce electricity in ORC installation. The waste heat is available in the form of a stream of hot water at 90°C, recovered from the exhaust gases in the amount of 200MW. Such low enthalpy heat source is rather insufficient to produce a good quality vapour to feed the ORC turbine. Therefore an original approach to increase...
-
NEW TRENDS IN DEVELOPMENT OF ORC'S FOR MICROPOWER GENERATION
PublicationIn the paper, new trends in development of micropower generation of heat and electricity are presented. New type of CHP for domestic usage is developed in the Institute of Fluid-Flow Machinery PAS and methods of its design are presented. The most promising trends in equipment of ORC cycle for this purpose were discussed. Main attention was focused on micro-heat exchangers design based on micro-channels and micro-jets. In our opinion...
-
New trends in development of micro heat exchangers for ORC's
PublicationIn the paper, new trends in development of micro heat exchangers for CHP are presented. Main attention is concentrated on the question, how channels size and thermal development lenght affect the heat transfer. New types of micro heat exchangers developed at the Institute of Fluid-Flow Machinery PAS and the methoda of their design are presented. The new experimental testing methods of the micro-channel heat exchangers, new algorithms...
-
Mikrosiłownia domowa jako źródło energii cieplnej i elektrycznej
PublicationNa Forum Energetyków zaprezentowano pierwsze w Polsce stanowisko parowej mikrosiłowni domowej ORC z kotłem gazowym jako samodzielnym źródłem ciepła. W przeprowadzonych badaniach eksperymentalnych wykazano możliwość kogeneracyjnej produkcji energii cieplnej i elektrycznej w aspekcie częściowego pokrycia potrzeb gospodarstwa domowego. Domowy kocioł gazowy doposażony w moduł parowy z alkoholem etylowym jako czynnikiem roboczym zasługuje...
-
Mikrosiłownia domowa jako źródło energii cieplnej i elektrycznej
PublicationObiektem rozważań podejmowanych w ramach pracy jest kocioł gazowy sprzężony z laboratoryjnym modułem mikro-ORC. W badaniach zasto-sowano komercyjny kocioł, przeznaczony do użytkowania w gospodar-stwach domowych. Jest to kocioł gazowy firmy De Dietrich (DTG X23N) o mocy cieplnej 25 kW. Przy wyborze kotła jako źródła ciepła kierowano się jak największą popularnością pod kątem mocy grzewczej całej jednostki ORC w gospodarstwach domowych....
-
Koncepcja stanowiska oraz badania możliwości bezpompowego przetłaczania czynnika w rurce ciepła z pętlą obiegową. Część I - Wstęp-charakterystyka obiegu LHP
PublicationBezpompowa cyrkulacja czynnika roboczego występuje w rurkach ciepła z pętlą obiegową (LHP, ang. Loop Heat Pipe). Rurki ciepła oparte na pętli, to urządzenia dwufazowe służące do transportu ciepła, wykorzystujące grawitacyjne i kapilarne siły do wzbudzania obiegu czynnika roboczego. LHP stało się bardzo obiecującym urządzeniem, możliwym do wykorzystania w różnego rodzaju zaawansowanych urządzeniach pracujących naziemnie. W pierwszej...
-
Investigation of the influence of capilary effect on operation of the loop heat pipe
PublicationIn the paper presented are studies on the inestigation of the capillary forces effect inducted in the porous structure of a loop heat pipe using water and ethanol ad test fluids. The potential application of such effects is for example in the evaporator of the domestic micro-CHP unit, where the reduction of pumping power could be obtained. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential for developing...
-
Influence of metallic porous microlayer on pressure drop and heat transfer of stainless steel plate heat exchanger
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. On the heat transfer surface of heat exchanger the metallic porous layer was created. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one – the identical heat exchanger but with the modified...
-
Gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationThis analysis considers a commercially available domestic gas boiler as a heat source for a domestic organic Rankine cycle system. An experimental study was made into the applicability of the gas boiler (De Dietrich with thermal power 25 kW) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup. The main aim of the study is to determine the working fluid temperature, attainable heat rates and effciencies of the whole system. Preliminary...
-
Experimental investigations on pressure drop during the condensation in flow of HFE7000 in vertical minichannel
PublicationIn the work presented in the paper authors focused attention on the issues of flow resistance and pressure drop during condensation in the flow. The case of the descending flow through a cylindrical single-channel of 2.3 mm inner diameter was carefully analyzed. In the course of investigations a new working fluid HFE 7000 has been scrutinised which has a strongly differing properties in comparison to the other fluids that are commonly...
-
Experiences from operation of various expansion devices in small scale ORC
PublicationThe main aim of this paper was to present various expansion devices for an application in the small scale ORC system. The investigations were carried out in two parallel directions. One direction was to design and construct a device dedicated to the analyzed ORC system. The second direction was to adapt existing expansion devices for the needs of the analyzed ORC system. Four various devices were described and presented together...
-
Effect of surface roughness on thermal-hydraulic characteristics of plate heat exchanger
PublicationIn the paper the experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of modeled plate heat exchanger is conducted. The plate heat exchanger is chosen for the analysis because this kind of heat exchangers could be prospectively applied in the ORC systems, however other areas or application are equally possible. The experimental setup was assembled at the Department of Energy and Industrial Apparatus of Gdansk...
-
Domestic ORC micro-CHP combined with a commercial gas boiler
PublicationThe chapter presents the results of experimental studies conducted during the launch of the first in Poland demonstration prototype of the micro ORC coupled to a domestic gas boiler. The accomplished studies indicated the possibility for the ORC module to work with such boiler (autonomous source of heat) with a prototype single-stage axial micro turbine as the expansion machine. Confirmation of that fact has been delineated in...
-
Comparitive study of heat transfer and pressure drop during flow boiling and flow condensation in minichannels
PublicationIn the paper a method developed earlier by authors is applied to calculations of pressure drop and heat transfer coefficient for flow boiling and also flow condensation for some recent data collected from literature for such fluids as R404a, R600a, R290, R32,R134a, R1234yf and other. The modification of interface shear stresses between flow boiling and flow condensation in annular flow structure are considered through incorporation...
seen 6320 times