Aktenzeichen | 29268/01 |
Abschlussbericht: | |
Projektträger: | Europäisches Institut für Energieforschung
EDF-KIT EWIV
Emmy-Noether-Str. 11 76131 Karlsruhe weitere Projekte aus der Umgebung |
Telefon: | 0721 6105 1427 |
Internet: | https://www.eifer.org |
Bundesland: | Baden-Württemberg |
Beschreibung: | Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Weiterentwicklung einer Kolbendampfmaschine, die einen neuartigen, hocheffizienten thermodynamischen Kreisprozess verwirklicht. Dreiecksprozesse erlauben theoretisch eine um ca. 50% verbesserte Nutzung von Niedertemperaturwärme im Vergleich zu den gängigen Prozessen wie Clausius-Rankine-Cycle, Organic-Rankine-Cycle oder Kalina-Prozess. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFür den Aufbau der Testmaschine wurden folgende Arbeitsschritte ausgeführt: 1. Entwicklung von geeigneten Aktuatoren und deren Ansteuerung zur schnellen Bewegung der Einlass- und Auslassventile 2. Entwicklung von geeigneten Einlass- und Auslassventilen (Geschwindigkeit, erforderlicher Quer-schnitt, Dichtheit) 3. Aufbau eines neuen isothermen beheizten Zylinderkopfes mit Zyklonen, Einlass- und Auslassventilen 4. Aufbau und Inbetriebnahme eines Drehzahlstellers für den Motor/Generator 5. Erfolgreicher Aufbau eines Teststandes und Durchführung von Abscheideversuchen an einem Zyk-lon mit Flashentspannung 6. Ersatz der Zylinder-Stahllaufbuchse durch eine Edelstahllaufbuchse. Umkonstruktion der Kolben-dichtungen und des Kolbens (dämmende Kolbenplatte). -> dichter Kolben. Ergebnisse und Diskussion Die Ergebnisse der Abscheideversuche am Zyklon mit Flashentspannung waren weitaus besser als gefordert (gemessen: 99,85%, gefordert: >98%). Dieses Ergebnis weist auf eine wahrscheinliche Machbarkeit des Dreiecksprozesses hin. Die laufende Maschine und weitere Abscheideversuche sind Ziele eines geplanten halbjährigen Folgeprojekts. Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation Veröffentlichungen: M. Steffen, M. Löffler, K. Schaber: Efficiency of a new Triangle Cycle with flash evaporation in a piston engine, Energy, Article accepted for publication (26 Nov 2012), Received at Elsevier (28 May 2013) M. Steffen, M. Löffler, K. Schaber: Simulation of the efficiency of a new triangle cycle with flash evaporation in a piston engine, Vortrag, Thermodynamik-Kolloquium & 26th European Symposium on Applied Thermodynamics (ESAT) Potsdam (2012) Der Dreiecksprozess: der Kreisprozess mit dem theoretisch höchsten Wirkungsgrad. Messestand bei der Woche der Umwelt im Schloss Bellevue Berlin (2012) Studienarbeiten und Diplomarbeiten: Tim Bouc: Abscheideversuche in einem Zyklon mit Flashverdampfung, Diplomarbeit, EIFER (2013) Nike Trudel: Kreislaufsimulation eines neuartigen Prozesses zur Nutzung von Niedertemperaturwärme unter Berücksichtigung verschiedener Abwärmequellen, ITTK (2013) Johannes Biernath: Entspannungsverdampfung in einem Zyklon - Implementierung verschiedener Verdampfungsmodelle, Bachelorarbeit, ITTK (2012) David Bidinger: Ausarbeitung und konstruktive Umsetzung unterschiedlicher Ventilkonzepte für einen neuartigen Prozess, Bachelorarbeit, IFKM (2012) Teresa Blochmann: Entspannungsverdampfung in einem Zyklon - Einfluss verschiedener Verdamp-fungsmodelle, Studienarbeit, ITTK (2012) Yannik Ille: Entspannungsverdampfung in einem Zyklon - Einfluss verschiedener Geometrien auf die Phasentrennung, Studienarbeit, ITTK (2012) Christopher Hort: Ein Ansatz zur Neukonstruktion eines speziell angepassten Zylinderkopfes für die optimierte Umsetzung eines neuartigen thermodynamischen Prozesses, Diplomarbeit, IFKM (2011) Pascal Bormann: CFD-Simulation der schnellen Abkühlung einer Flüssigkeit und deren Einfluss auf die Wandtemperatur, Diplomarbeit, ITTK (2010) Fazit Die Umsetzung von Niedertemperaturwärme bis ca. 350 °C ist mit dem Dreiecksprozess machbar. In Folgeprojekten sollten die bisherigen Erkenntnisse vertieft die konstruktiven Lösungen verbessert und die neue Technologie für alle denkbaren (Ab-)Wärmemärkte verfügbar gemacht werden. |
Förderzeitraum: | 16.06.2011 - 16.06.2013 (2 Jahre) |
Fördersumme: | 197.263,00 |
Förderbereich: | I.1.2 |
Stichworte: | Warmwasser, Wasser |
Publikationen: |