Schlüsselwort: Waste-Heat-Recovery

Integrale Restwärmenutzung für Personenkraftwagen auf Basis eines Rankine-Prozesses

Integrale Restwärmenutzung für Personenkraftwagen auf Basis eines Rankine-Prozesses von Bens, Michael
Ein Serieneinsatz einer Restwärmenutzung durch Kreisprozesse nach Clausius und Rankine hat im Pkw bis heute nicht stattgefunden. Ein nicht hinreichender Quotient aus Nutzen und Aufwand kann hierfür als plausibelste Ursache genannt werden. Im Gegensatz zu den meisten bisher untersuchten Add-On Systemen nutzt der in dieser Dissertation untersuchte Systemansatz den Motorkühlkreislauf nicht als Wärmesenke, sondern integriert diesen als zusätzliche Wärmequelle neben dem Abgasmassenstrom in ein Einkreissystem. Die Substitution des Motorkühlkreislaufs, dessen Komponenten sowie die Übernahme des Leitungsroutings ermöglichen eine kostengünstige und möglichst konfliktfreie Gesamtfahrzeugintegration bei gleichzeitiger Leistungssteigerung des Restwärmenutzungssystems gegenüber den bekannten Add-On Systemen. Ein besonderer Fokus liegt auf dem sicheren Betrieb der sensiblen Wärmequelle Motor bei Integration in den Restwärmenutzungskreislauf. Die Wirkungsgradsteigerung des Top-Cycles inklusive des Restwärmenutzungssystems in Form eines thermischen Antriebsverbunds unter Beibehaltung der gewohnten Systemrobustheit ist das Entwicklungsziel. Anhand eines Versuchsaufbaus wird ein solches integrales Restwärmenutzungssystem der ersten Generation vorgestellt, Grenzen und Potentiale aufgezeigt sowie eine Optimierung von Regelungsparametern hinsichtlich Prozesswirkungsgrad und Systemrobustheit durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zusammengefasst und hinsichtlich der Anwendung in verschiedenen Antriebsarchitekturen diskutiert.
Aktualisiert: 2023-05-15
Autor:
> findR *
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Integrale Restwärmenutzung für Personenkraftwagen auf Basis eines Rankine-Prozesses

Integrale Restwärmenutzung für Personenkraftwagen auf Basis eines Rankine-Prozesses von Bens, Michael
Ein Serieneinsatz einer Restwärmenutzung durch Kreisprozesse nach Clausius und Rankine hat im Pkw bis heute nicht stattgefunden. Ein nicht hinreichender Quotient aus Nutzen und Aufwand kann hierfür als plausibelste Ursache genannt werden. Im Gegensatz zu den meisten bisher untersuchten Add-On Systemen nutzt der in dieser Dissertation untersuchte Systemansatz den Motorkühlkreislauf nicht als Wärmesenke, sondern integriert diesen als zusätzliche Wärmequelle neben dem Abgasmassenstrom in ein Einkreissystem. Die Substitution des Motorkühlkreislaufs, dessen Komponenten sowie die Übernahme des Leitungsroutings ermöglichen eine kostengünstige und möglichst konfliktfreie Gesamtfahrzeugintegration bei gleichzeitiger Leistungssteigerung des Restwärmenutzungssystems gegenüber den bekannten Add-On Systemen. Ein besonderer Fokus liegt auf dem sicheren Betrieb der sensiblen Wärmequelle Motor bei Integration in den Restwärmenutzungskreislauf. Die Wirkungsgradsteigerung des Top-Cycles inklusive des Restwärmenutzungssystems in Form eines thermischen Antriebsverbunds unter Beibehaltung der gewohnten Systemrobustheit ist das Entwicklungsziel. Anhand eines Versuchsaufbaus wird ein solches integrales Restwärmenutzungssystem der ersten Generation vorgestellt, Grenzen und Potentiale aufgezeigt sowie eine Optimierung von Regelungsparametern hinsichtlich Prozesswirkungsgrad und Systemrobustheit durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zusammengefasst und hinsichtlich der Anwendung in verschiedenen Antriebsarchitekturen diskutiert.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Energetische Optimierung der Niederenthalpie-Stromerzeugung am Beispiel der Geothermie

Energetische Optimierung der Niederenthalpie-Stromerzeugung am Beispiel der Geothermie von Rohloff, Kathrin
Die Nutzung von Niederenthalpiewärme zur Stromerzeugung bzw. der geothermischen Stromerzeugung aus Niederenthalpievorkommen weist Besonderheiten im Vergleich zur konventionellen Kraftwerkstechnologie auf. Es erfolgt ein Technologievergleich mit objektiven Bewertungsgrößen. Dabei werden ORC- und Kalina-Prozesse in unterschiedlichen Ausführungen und unter Verwendung verschiedenen Arbeitsfluide betrachtet. Die Rückkühlung der Kraftwerksprozesse beeinflusst den Wirkungsgrad bei allen Prozessen deutlich. Es wird weiterhin der Einfluss von Frischdampfdrücken, Turbinenwirkungsgrad und geologischen Randbedingungen betrachtet. Die Ergebnisse der Optimierungen lassen sich auf die Nutzung anderer Wärmeströme niedriger Temperaturen, wie z. B. bei der Abwärmeverstromung, übertragen. The use of low-enthalpy heat for power generation and the use of low-enthalpy geothermal resources are different compared to conventional power plant technologies. Therefore, a technology benchmark for a number of process layouts for ORC and Kalina cycles with different options of working fluids is shown. In all cases the power plant cooling has a direct impact on the efficiency. Beside this the impact of fluid pressure, turbine efficiency and geological conditions is part of the analysis. The results of the optimisation can be used for optimisation of other heat sources like power generation based on waste heat, too.
Aktualisiert: 2021-04-20
Autor:
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Niedertemperatur-Abwärmenutzung mittels Organic-Rankine-Cycle im mobilen Einsatz

Niedertemperatur-Abwärmenutzung mittels Organic-Rankine-Cycle im mobilen Einsatz von Körner, Jan Erik
Im vorliegenden Buch gibt Jan Erik Körner einen Überblick über den Stand der Technik der Abgaswärmenutzung, wobei der Fokus auf den Organic-Rankine-Cycle (ORC) gerichtet wird. Er beschreibt die Randbedingungen, die bei der Auslegung für mobile Anwendungen zu berücksichtigen sind, und leitet eine Methode her, die es erlaubt einen ORC auszulegen und ein Arbeitsmedium auszuwählen. Eine detaillierte Betrachtung des Prozesses erfolgt auf Basis eines Simulationsmodells. Die Auswahl einer für den Prozess geeigneten Expansionsmaschine wird diskutiert. Sämtliche Komponenten werden auf Basis der Simulation ausgelegt. An einem Prüfstand wird ein ORC in Betrieb genommen. Es werden die Herausforderungen der Inbetriebnahme und des Betriebes erörtert. Es wird eine detaillierte Bilanzierung durchgeführt und die auftretenden Energiewandlungsverluste beschrieben und Verbesserungspotentiale benannt.
Aktualisiert: 2019-06-18
Autor:
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