Untersuchungen zum Einsatz von zeotropen Fluidgemischen im Organic Rankine Cycle für die geothermische Stromerzeugung / von Florian Heberle.

Format:

Book

Author/Creator:

Heberle, Florian, author.

Series:

Berichte aus der Thermodynamik ; Band 22.

Thermodynamik ; Band 22

Language:

German

Subjects (All):

Geothermal power plants.

Physical Description:

1 online resource (xiii, 167 pages).

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos, 2013.

Summary:

Long description: Der Organic Rankine Cycle (ORC) ist ein thermodynamischer Kreisprozess, in dem im Unterschied zum herkömmlichen Rankine-Prozess an Stelle des Wassers ein organisches Fluid als Arbeitsmedium verwendet wird. Hierdurch gewinnt man die Möglichkeit, selbst bei nur moderaten Temperaturen genügend hohe Dampfdrücke zu erreichen. Der ORC erweitert somit den technisch möglichen und ökonomisch sinnvollen Einsatzbereich solcher Wärme-Kraft-Prozesse erheblich. Ein besonders attraktives Einsatzgebiet ist dabei die Geothermie. Thermalwasser mit einer Temperatur ab etwa 100 Grad Celsius kann durch ORC zur Stromerzeugung genutzt werden. Als Arbeitsmittel sind hierbei insbesondere zeotrope Gemische interessant, weil ihre nicht-isotherme Phasenänderung zu einem Temperaturgleit führt, der sich besonders gut an den Temperaturverlauf der Wärmequelle anschmiegt. In diesem Band wird der Einsatz verschiedener Gemische im ORC eingehend untersucht. Die Bewertung stützt sich auf eine thermodynamische Analyse, berücksichtigt aber auch toxikologische und ökologische sowie technische und ökonomische Aspekte.

Contents:

Intro

1 Einleitung

2 Tiefe Geothermie in Deutschland

3 Organic Rankine Cycle - Grundlagen und Konzepte

3.1 Thermodynamik des Kreisprozesses

3.2 Anwendungsgebiete

3.2.1 Nutzung von Abwärmequellen

3.2.2 Solarthermische Anwendungen

3.2.3 Nutzung von Biomasse

3.2.4 Kombinierte Systeme

3.2.5 Nutzung geothermischer Ressourcen

3.3 Kraftwerkskonzepte

3.3.1 Standardkonzept

3.3.2 Zweistufige Betriebsweise

3.3.3 Überkritische Fahrweise

3.3.4 Zusätzliche Wärmeauskopplung und Hybridkraftwerke

3.3.5 Einsatz von zeotropen Fluidgemischen

3.4 Vorauswahl potentieller Arbeitsmedien

4 Prozesssimulation und thermodynamische Analyse

4.1 Methodik

4.2 Thermodynamische Analyse

4.3 Eingrenzung potentieller Gemischkomponenten

4.4 Stoffdatenmodelle und Unsicherheiten

4.5 Validierung des thermodynamischen Modells

4.6 Analyse nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik

4.7 Sensitivitätsanalysen

4.7.1 Variation der Gemischkonzentration

4.7.2 Einsatz eines Internen Rekuperators

4.7.3 Variation der Thermalwassereintrittstemperatur

4.7.4 Variation der Temperaturdifferenz des Kühlmediums

4.7.5 Luftgekühlte Kondensation

5 Experimentelle Untersuchungen

5.1 Grundlagen des Wärmeübergangs bei Phasenwechsel

5.1.1 Wärmeübergang beim Blasensieden am horizontalen Rohr

5.1.2 Wärmeübergang beim Kondensieren im horizontalen Rohr

5.2 Versuchsaufbau

5.3 Messdatenauswertung

5.3.1 Versuchsabschnitt Verdampfung

5.3.2 Versuchsabschnitt Kondensation

5.4 Messunsicherheiten

5.5 Versuchsdurchführung

5.6 Ergebnisauswertung

5.6.1 Wärmeübergangskoeffizient der Verdampfung

5.6.2 Wärmeübergangskoeffizient der Kondensation

6 Ökonomische Bewertung

7 Zusammenfassung

8 Summary

9 Literaturverzeichnis.

Notes:

Includes bibliographical references.

Description based on print version record.

PublicationDate: 20130310

ISBN:

3-8325-9655-0

OCLC:

1021803277