In this thesis, the potential to purify water utilizing waste heat from a unit which stores thermal energy and converts it to electricity is studied. The unit, called TES.POD, is developed by Azelio AB and is in this thesis used as a heat source to drive an air gap membrane distillation (AGMD) unit developed by Scarab Development AB. Heat from the TES.POD and ambient air temperature constitutes a temperature difference over a membrane used as a driving force to vaporize a part of the water that transfer through the membrane, and later condensates as clean distilled water as the contaminations stays in the hot stream of feed water. An analysis has been conducted to determine quasi-steady performance of the combined system for estimating the amount of purified water that can be supplied when the TES.POD unit is in peak electricity discharge mode. The 26 kW of waste heat accessible from the TES.POD is shown to enable two AGMD-modules producing purified water at a production of 7, 1l/h per unit having the feed water at 50°C and cooling water at 25°C. A correlation between the amount of waste heat and distilled water production is determined, as the TES.POD could be configured to produce less electricity and more waste heat at a higher temperature. The correlation showed that an 9% increase in cooling temperature, lead to an 30% increase in pure water output and a 33% decrease in electricity output. The results show that when implementing the two companies’ units together, a system that both provides electricity and distilled water is obtained. This is a system with a high demand, especially in off-grid areas with lack of both resources but with accessible renewable energy sources. Moreover, by using waste heat to purify water, it can also reduce the production cost compared to cases where conventional energy sources are used. The potential revenue of the production was estimated to 673 790 SEK/year with an implementation cost of 93 861 SEK with yearly operational expenses estimated to 14 080 SEK/year. / I detta arbete undersöks möjligheten att rena vatten med spillvärme från ett system vilket lagrar termisk energi och av den producerar elektricitet, när det behövs. Systemet är utvecklat av Azelio AB och har produktnamnet TES.POD. Vattendestillationen utförs med en så kallad air gap membrane distillation (AGMD) modul, utvecklad av Scarab Development AB. Värmen från TES.POD och omgivningstemperaturen utgör, i AGMD-modulen, en temperaturdifferens vilken i sin tur skapar en partielltryckskillnad över membranet. Denna partielltryckskillnad låter en del av det förorenade vattnet som flödar i AGMD-modulen att förångas och passera genom membranet. Föroreningarna stannar kvar i det strömmande vattnet och ångan kondenserar som renat vatten.  Arbetet visar att de 26kW som finns att tillgå i form av spillvärme är tillräckligt för att driva två AGMD-moduler att producera 7,1 l/h destillerat vatten per modul. Detta är under förutsättningar att det förorenade vattnet är 50°C och kylvattnet är 25°C. I rapporten återfinns också ett samband mellan mängden spillvärme och produktionen av destillerat vatten, eftersom TES.POD kan konfigureras till att producera spillvärme vid en högre temperatur. Sambandet visade på att 9% ökning av spillvärmens temperatur motsvarar 30% ökning i produktionen av destillerat vatten och en minskad elektricitetsproduktion på 33%.  Resultatet visar på att integrationen av dessa två produkter bildar ett system som både producerar rent vatten och elektricitet när så önskas. Detta system har till synes en stor efterfrågan, speciellt i områden utanför fast el- och vattennätverk men med goda förnyelsebara energikällor. Dessutom, eftersom vattendestillationen sker med spillvärme, kan produktionskostnaderna vara lägre än då konventionella energikällor används. Den potentiella inkomsten från produktionen estimeras till 673 790 SEK/year med en inköpskostnad om 93 861 SEK samt årliga omkostnader om 14 080 SEK/year.

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<p>Doktorska disertacija ukazuje na model dijagnostike stanja koji zbog svog istraživačkog karaktera može dovesti do novih naučnih saznanja i metoda praćenja uticaja najvažnijih parametara na pouzdanost vozila, izučavanja ključnih performansi iz oblasti održavanja motornih vozila. Njen cilj je da teorijski i empirijski, kritički, sistematski i kontrolisano defini&scaron;e model dijagnostike stanja kao i da izvr&scaron;i izbor optimalnih parametara, radne temperature i pohabanosti ležajeva, a sve u cilju određivanja sigurnosti funkcionisanja sastavnih komponenti motornih vozila. Proces istraživanja modela predstavlja vezu između periodičnosti provere parametara stanja u radu i otkaza sastavnih komponenata motornih vozila. Simulacijom se može prognozirati vremenski trenutak zamene komponenata pre nego &scaron;to dođe do njihovog otkaza. Dati model je univerzalnog tipa iz razloga &scaron;to se može primeniti i na složene sisteme, bez obzira na dimenzije komponenti sklopova motornih vozila.</p> / <p>PhD dissertation indicates a model of state diagnostics, which due to its research nature, could lead to new scientific knowledge and methods of monitoring the impact of the most important parameters on vehicle reliability, the study of key performance in the field of maintenance of motor vehicles. Its aim is to theoretically and empirically, critically, systematically and in a controlled way define the model of conditions diagnostic and to make the selection of optimal parameters, operating temperature and wear of bearings, all for the purpose of determining the security of functioning of the parts and components of motor vehicles. The research process of a model represents the relationship between the periodicity of testing parameters of the operating mode and cancellation of integral components of motor vehicles. The simulation can predict time for replacement of components before they cancel. The present model is of a universal type because it can be applied to complex systems, regardless of the dimensions of the components of motor vehicles.</p>

Die Arbeit beschreibt die Entwicklung und Evaluierung zweier neuartiger Technologien (Maske und Spacer) zur Erzeugung von Airgap-Strukturen in Mehrebenenmetallisierungen integrierter Schaltkreise. Ausgangspunkt der Arbeit bildet die Aufarbeitung der Thematik der low-k Materialien sowie der aus der Literatur bekannten Airgap-Ansätze. Es werden die beiden entwickelten Konzepte zur Airgap-Erzeugung prinzipiell beschrieben und hinsichtlich der definierten Zielstellungen (konventionelle Prozessierung, Skalierbarkeit, selektiver Eintrag) sowie vergleichend zu alternativen Airgap-Ansätzen diskutiert. Im Fortgang werden Präparationen beider Technologien vorgestellt und deren Machbarkeit nachgewiesen. Die Erprobung und Optimierung einzelner Prozesse werden dokumentiert. Anhand der funktionsbedingten Anforderungen an Materialien und Grenzflächen werden ausgewählte Integrationsaspekte untersucht. Den Schwerpunkt bildet dabei der Einfluss von Fluorwasserstoffsäure auf elektrisch leitfähige und dielektrische Diffusionsbarrieren, Kupfer sowie deren Verbund. Es werden Möglichkeiten gezeigt, unerwünschte Wechselwirkungen zu minimieren und die Zuverlässigkeit der defektfreien Airgap-Erzeugung zu steigern. Die Arbeit beinhaltet zudem die Charakterisierung von Airgap-Strukturen entsprechend beider Ansätze hinsichtlich ihres elektrischen, thermischen und mechanischen Verhaltens für variierte Geometrien und Materialeigenschaften. Es werden FEM-Simulationen genutzt, um Messwerte zu verifizieren, Extrapolationen bei variierten Eingabedaten durchzuführen oder nicht messbare Größen zu extrahieren.

L’évolution actuelle des exigences en termes de performance énergétique des bâtiments a fait apparaître de nouveaux enjeux et problématiques scientifiques, dont ceux liés à l’humidité. Cette étude s’appuie sur une cellule expérimentale construite sur la technologie des maisons à ossature bois et soumise aux conditions climatiques réelles de Grenoble. L’instrumentation de ce bâtiment et le suivi de l’évolution en température et en humidité dans les différentes couches de l’enveloppe permettent de définir des séquences nécessaires à la validation de modèles numériques. Dans cet objectif, un modèle existant nommé HAM-Tools a été utilisé pour simuler les transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité à l’échelle du bâtiment. La démarche de validation a été décomposée en plusieurs étapes, de manière à cibler des transferts spécifiques et d’en améliorer la modélisation. Ces études localisées concernent les transferts couplés de chaleur et de masse à travers les parois solides, la modélisation des transferts de chaleur à travers une lame d’air ventilée et enfin la modélisation du renouvellement de l’air intérieur en conditions naturelles. Pour estimer la précision globale du modèle, c'est-à-dire à l’échelle du bâtiment, une séquence expérimentale a été simulée en prenant en compte l’ensemble des transferts couplés simultanément. Les performances du modèle sont discutées à partir des mesures locales, c'est-à-dire dans les parois, puis globales. La bonne concordance entre mesures et résultats de simulation permet de conclure sur la validité et la généricité de la démarche mise en œuvre et les hypothèses de simulation. Plus particulièrement, il est apparu que l’outil de modélisation permet de prédire correctement le comportement moyen des parois en humidité et en température. Il est donc envisageable de l’utiliser pour simuler et estimer l’impact des constituants des parois en termes de durabilité, de performances énergétiques et de confort de l’occupant. / As energy saving is so important in buildings nowadays, envelopes performances have to be more efficient and have to deal with more obligations, such as moisture accumulation and mould growth. This study relies on an experimental wooden frame house exposed to the natural conditions of Grenoble, France. It has been widely instrumented so the wall’s temperature and humidity is monitored at different depths. As a consequence, complete dataset are available and can be used to validate numerical model. In this work, an existing numerical model named HAM-Tolls has been used to simulate the heat, air and moisture coupled transfers at the building scale. The method developed here consists in validating the numerical model step by step, with studying specific transfers separately. The first step deals with heat and mass transfers across the walls. Then, the heat transfers across a ventilated air gap and the air change rate under natural conditions have been studied much in detail. The final step of this works consists in simulating simultaneously every transfer at the building scale. This latest simulation’s results were compared both on a local and on a global point of view with the measurements. As they were found to be in good agreement, this allows concluding on the methodology efficiency, the validity of the modelling assumption and gives good hope with extending this methodology to other studies. Specifically, the simulation tool is able to predict correctly the average temperature and humidity content within the walls. Therefore, it should be suitable with estimating the wall components influence on the wall durability, its energy efficiency and its impact on the occupant’s thermal comfort.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception et le dimensionnement de composant magnétique dédié au transfert d'énergie sans contact pour des applications ferroviaires de type tramway. Cette famille de composant présente un comportement fortement inductif. Un convertisseur à double fréquence de résonance est utilisé pour l'alimenter et compenser l'énergie réactive du coupleur. Pour parvenir à dimensionner ce composant et son convertisseur associé, un outil d'aide au dimensionnement a été mis au point. Celui-ci est basé sur des modèles analytiques du composant magnétique et de la structure d'électronique de puissance. Une fois le dimensionnement réalisé, une étude des pertes, dans les bobinages et les circuits magnétiques, est réalisée par simulation numérique en utilisant la méthode d'homogénéisation (représentation macroscopique des éléments avec des propriétés électromagnétiques complexes). Puis, la modélisation du comportement thermique du système est présentée afin de garantir la température de fonctionnement désirée. Afin de valider l'approche de dimensionnement et les outils mis en place, des expérimentations ont été menées sur des prototypes de 1,6 et 100 kW. Les résultats obtenus ont montré la précision et la pertinence de l'approche théorique. Cette étude valide la faisabilité de ce type de système forte puissance. / The works presented in this thesis deal with the design and the sizing of magnetic component dedicated to contactless energy transfer for railway application like tramway. This family of component presents a strongly inductive behavior. A double resonance converter is used to supply and compensate reactive energy of transformer. In order to design this component and its associated converter, a design tool has been implemented. This one is based on analytical models of magnetic component and power electronic converter. One time designing realized, a study of losses, in windings and in magnetic cores, is realized by numerical simulation by using homogenization method (macroscopic representation of elements with electromagnetic complex properties). Then, the establishment of a model of thermal behavior of system is presented in order to guarantee desired working temperature. In order to check designing approach and tools, experimentations have been performed on prototypes of 1.6 and 100 kW. Obtained results show the accuracy and relevance of theoretical approach. Moreover, this study confirms the feasibility of this kind of high power system.

Le corps humain et les vêtements sont toujours en interaction directe avec l’environnement, le corps devant maintenir sa température à environ 37°C. Les transferts de chaleur sont affectés non seulement par les propriétés de l’étoffe constitutives du vêtement, mais également par l’épaisseur de la couche d’air entre le corps et le vêtement. Les propriétés thermiques de la couche d’air dépendent de son étendue, influencée par les courbures du corps humain, des propriétés mécaniques de l’étoffe et de la forme du vêtement. Il est donc nécessaire de déterminer la forme 3D du corps et la répartition, l’étendue et l’épaisseur de la couche d’air ainsi que les zones de contact entre la peau et le vêtement dans des conditions posturales de la vie courante. Dans la présente étude, l’influence thermique de couches d’air homogènes (épaisseur constante) et hétérogènes (épaisseur variable) a été montrée. De plus, la distribution des couches d’air et de l’aire de contact réelle a été analysée minutieusement. L’influence des conditions posturales (à l’aide d’un mannequin) et du mouvement (à l’aide d’un logiciel de simulation de mouvement) a été étudiée dans différents cas. Une méthode de post-traitement des données provenant du logiciel de simulation 3D de mouvement a alors été mise au point. Les résultats montrent que le niveau de confort peut être ajusté en sélectionnant l’étoffe et la forme du vêtement et que cela dépend de la région du corps. La connaissance issue de cette étude sera directement utilisée en modélisation des transferts de chaleur au travers des vêtements et contribue à l’amélioration de la conception des vêtements pour la protection ou la pratique sportive. / In real life, human body and clothing are always in direct interaction with environment, where human body attempts to keep its core temperature constant at around 37 °C by physiological thermoregulatory processes. The heat transfer from the wearer’s body to the environment is affected not only by the fabric properties but also by the presence of air layers and the contact between body and garment. The thermal properties of air layer are related to its size, which in turn, depends on the form of the wearer’s body, mechanical properties of fabric and garment design. Therefore, it is necessary to determine the three dimensional (3D) map and the quantitatively determination of air layers and contact area on the garment in real life situations, such as for various body postures and movement. In the present study, a comparison of the thermal effect of the heterogeneous and homogeneous air layers was sought. Additionally, the distribution of air layers and the contact area for lower body garments were analysed systematically. The effect of various body posture and movement on sought parameters was investigated. Moreover, new method was introduced to post-process the sought parameters for the ready output from 3D simulation software. Consequently, the results of this study indicated that the comfort level of the human body can be adjusted by selection of fabric type and the design of ease allowances in the garment depending on the body region and given purpose. The knowledge gained in this study will be directly used in modelling of the dry and latent heat transfer through garment and contribute to the improvement of clothing design for protective and active sport garments.

Táto práca pojednáva o problematike vytvárania a simulácie reluktančnej sieti synchrónneho stroja s V tvarovanými permanentnými magnetmi v programe PSpice. Na začiatku sa oboznámime s konštrukciou a parametrami stroja a potom vyvodíme základné rovnice na výpočet každého prvku siete. Vypočítame každý prvok tohto stroja a potom vytvoríme túto sieť v PSpice. Na začiatku je simulovaná sieť statická a všetky magnetické odpory sú lineárne. Neskôr nahradíme lineárne odpory reprezentujúce plechy nelineárnymi a počítame s precovnou teplotou permanentných magnetov. Potom porovnáme naše výsledky s FEM metódou počítanými hodnotami a vypočítame indukované napätie v jednej cievke stroja. Na záver vypočítame výkonovú a momentovú charakteristiku stroja.

Thesis dissertate power reactors and analyses techniques of an air-core power coils and inductors with ferromagnetic circuit and an air gap. Construction of the inductors verified the accuracy of the calculated values against the measured parameters. According to the outcome of this analysis, corrections of the design process are derived. Thesis design optimization to minimize size, weight, efficiency and in comparsion of these two factoctors.

This master´s thesis is focused on obtaining electrical energy from vibration control car using electromagnetic dampers. The primary use of the electromagnetic damper is the production of electrical energy, which can then be used to power electrical appliances in your car or battery charging. The thesis is divided into six main parts: a literature review of possible ways of getting electricity from the car damping, theoretical and mathematical analysis of problems, the choice of design with computational analysis of dampers and power calculation.