Research Outputs

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  • Publication
    Assessment and optimisation of energy efficiency in heat treatment plants
    (Hanser, 2010) ;
    Buchner, Klaus 
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    Altena, Herwig 
      136
  • Publication
    RaCiA - Rankine Cycle für industrielle Abwärmen
    (Klima- und Energiefonds, 2016-01-16)
    Beckmann, Georg 
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    Die Nutzung von Abwärme, insbesondere durch Verstromung, gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Steigerung der Energie-Effizienz und die Reduktion von Treibhausgasen. Das Projekt „RaCiA – Rankine Cycle für industrielle Abwärmen“ soll die Industrie dabei unterstützen, Prozess-Abwärme vermehrt zu nutzen. Es gibt eine Reihe von Konzepten und Anlagen zur Abwärme- Verstromung, die nach dem Prinzip der Wärmekraftmaschine funktionieren, wie etwa Dampfkraft- oder ORC- Prozesse. Dennoch ist die breite Umsetzung der Abwärme- Nutzung durch Verstromung in der Industrie noch nicht in Schwung gekommen. Das Sondierungsprojekt RaCiA zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch die Verstromung von Low-Exergy-Quellen zu steigern. Entwickelt wurde ein neuartiger Dampfprozess zur Verstromung von Abwärme mit dem niedrigen Temperaturniveau zwischen 140 °C und 550°C. Das patentierte Verfahren verwendet das Prozessmedium Wasser und basiert auf einer mehrstufigen Flash-Verdampfung. Das Prozessdesign ermöglicht das Einbinden von Niedertemperatur- Abwärmen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Auf Basis von thermodynamischen Prozesssimulationen und einer ökologischen Bewertung wurde der neuartige Prozess optimiert und mit State-of-the-Art Prozessen verglichen. Das Ergebnis zeigt deutliche Vorteile des neuartigen Prozesses gegenüber Vergleichsprozessen (z.B. dem ORC- Prozess) sowohl in Effizienz als auch in ökologischer Sicht. Zum Beispiel könnte im betrachten Fall der Nutzung der Abluft aus Klinkerkühlern in Zementwerken die durch den neuartigen Prozess erzeugte Stromproduktion im Vergleich zu einem herkömmlichen ORC- Prozess um rund 29% gesteigert werden.
      293
  • Patent
    Verfahren zur Steigerung der Energieeffizienz in Clausius-Rankine-Kreisprozessen
    (2020-01-16) ;
    Beckmann, Georg 
    Die Erfindung soll die Energie- und Kosteneffizienz der Clausius-Rankine-Kreisprozesse, insbesondere für die Nutzung von Niedertemperaturwärmen, erhöhen und die Nachteile der bekanntgewordenen Prozesse vermeiden. Im wärmeaufnehmenden Teil des Kreisprozesses sind Abzweigungen (24) vorgesehen, welche Ströme aus den Hauptstrom des Kreislaufmediums abzweigen, diese mit Mischern (31) verbinden, in welchen die abgezweigten Ströme mit dem Abdampf aus Abdampfleitungen (20) der Expansionsmaschinen oder der Turbinen (19) vermischt werden und dieser vermischte Dampfstrom über Kalte Abdampfleitungen (21) im Kreisprozess weitereingeführt werden, wobei mehr Abzweigungen als Mischer vorgesehen sind. Ein signifikanter Anstieg der Energieeffizienz ergibt sich bei der Anwendung von Kreislaufmedien der "trocknenden" Fluidklasse daraus, dass die zugemischten Ströme, auf Kosten der Überhitzung im Hauptstrom, vollständig verdampfen, und der Mitteldruck- Turbine (19MD) ein höherer Dampfstrom zur Expansion zur Verfügung steht, was zu einer Mehrleistung an den Turbinen von 10 bis 15 % führt.
      576
  • Publication
    Energy-economic assessment of reduced district heating system temperatures
    (Elsevier, 2021)
    Geyer, Roman 
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    Leitner, Benedikt 
    ;
    Schmidt, Ralf-Roman 
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    Leoni, Paolo 
    It is in the DNA of district heating (DH) systems that low temperatures are crucial for efficiency, guaranteeing cost competitiveness and integrating alternative heat sources. The general conviction within the DH community is, that reduced temperatures have positive effects for the whole system and economic benefits can be expected. However, there is a lack in evidence-based data to evaluate these effects in monetary terms. The innovative approach of this work is to analyze key characteristics for different technologies by means of energy-economic assessments to show evidence-based energy-related and monetary benefits of reduced system temperatures. The proven benefits should increase the motivation and conviction of utilities and customers in low-temperature systems, both for reducing system temperatures in existing networks and for new networks. The key indicator cost reduction gradient (CRG), introduced in previous work, was applied for the energy-economic assessment of reduced system temperatures. In total, investigations of nine heat generation technologies, the DH network itself and four storage types are presented. The CRGs for the heat generation technologies varies from 0.08 to 0.67 €/(MWh·°C). In the case of alternative heat generation technologies such as heat pumps and solar thermal, a higher sensitivity of the monetary effects compared to traditional heat generation technologies can be observed. Here, higher economic benefits and monetary savings can be expected in future DH networks.
    Scopus© Citations 16  76
  • Publication
    Combustion tests of reed pellets
    (2015)
    Link, Siim 
    ;
    Kask, Ülo 
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      178