Die steigenden Kühlenergiebedarfe, die Zuwachsraten von Kälteanlagen und die steigenden Temperaturen begründen eine energieeffiziente und energiekostensparende Steuerung und Regelung für Kälteversorgungssysteme im Bereich der Gebäudeklimatisierung und Prozesskälte zur Erreichung der Klimaschutzziele. In dieser Dissertation werden die kostengünstigsten, energie- und klimaeffizientesten Betriebsweisen von Kältebereitstellungstechnologien in einem System ermittelt. Hierzu wird eine prädiktive simulationsgestützte, mathematische Optimierung verwendet. Aufgrund der individuellen Betriebseigenschaften der Kältemaschinen werden in dieser Arbeit selbstlernende Kennlinienmodelle als Grundlage
für die prädiktive Optimierung verwendet. Die Laborergebnisse belegen, dass eine direkte Kopplung zwischen der
prädiktiven simulationsgestützten Optimierung und der Maschinensteuerung für ein reales Kälteversorgungssystem technisch möglich sind und ein Energieeinspar- und Kosteneinsparpotenzial besteht. Die Fallstudien für einen kunststoffverarbeitenden und einen fleischverarbeitenden Betrieb zeigen, dass die Ergebnisse der Optimierung nutzbar sind, um eine Expertenregelung zu implementieren.
Aktualisiert: 2021-03-11
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In dieser Arbeit ist eine umfassende energetische Bedarfsuntersuchung der gesamten CCS-Prozesskette ausgehend von der CO2-Abtrennung in den verschiedenen Kraftwerks- und Industrieanlagen über den Transport des abgetrennten CO2-reichen Massenstroms unter Verwendung eines von allen Anlagen gemeinsam genutzten Pipelinesystems bis hin zur dauerhaften Speicherung des CO2-reichen Massenstroms in einer geologischen Fangformation durchgeführt worden.
A energy demand analysis of the whole CCS chain has been done in this thesis. The CO2 capture process in seven fossil-fueled power plants and four industrial plants, the transport of the separated CO2 streams by using a pipeline network shared by all plants, as well as the permanent storage of CO2 are modelled and calculated. In addition the influence of various design parameters on the overall CCS chain is evaluated.
Aktualisiert: 2021-04-16
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In Mittel- und Westeuropa sind die Potentiale für große Wasserkraftanlagen bereits ausgeschöpft. Kleinere Wasserturbinen bieten die Möglichkeit Energiequellen zu verwenden, die bisher ungenutzt blieben.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der experimentellen Untersuchung einer solchen Mikroturbine hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens und dem Nachweis von Leistungsdaten der zugehörigen strömungsmechanischen Auslegung. Einerseits werden auf Grundlage einer vorangegangenen CFD-Simulation die Experimente vorbereitet, andererseits kann mit Hilfe der experimentellen Daten die Simulation validiert werden. Durch den Einsatz von unterschiedlichen Messmethoden kann das Betriebsverhalten der Turbine als ganze Einheit, aber auch detailliert analysiert werden. Dabei wird versucht über mathematische Modelle und fluiddynamische Zusammenhänge die ermittelten Messdaten zu prüfen und die sich daraus folgenden Ergebnisse redundant nachzuweisen. Mit Hilfe der Kennfeldvermessung, die den Hauptanteil der Arbeit bildet, ist es abschließend möglich das Betriebsverhalten der Mikroturbine in Nenn- und Teillast vorherzusagen.
Aktualisiert: 2021-10-19
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Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Untersuchung des Verhaltens unterschiedlicher Prozessvarianten der Post-Combustion CO2-Abtrennung im Hinblick auf die Optimierung bei Volllast, das Verhalten der PCC und deren Varianten bei Teillast und die Möglichkeiten zur Bereitstellung zusätzlicher elektrischer Leistung durch das Absenken der CO2-Abtrennungsrate.
Das Verhalten der PCC wird für den Referenzprozess, für verschiedene Auslegungsüberströmdrücke, für ein Retrofit der MD-Turbine, für ein Neubaukraftwerk, für die Anwendung einer Desorberdruckabsenkung, für die Lean Vapour Recompression und für den Einsatz eines neuen Lösungsmittels betrachtet. Dabei werden der Nettowirkungsgradverlust in Abhängigkeit von der Last und der durchschnittliche Nettowirkungsgradverlust betrachtet.
Aktualisiert: 2020-05-11
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Rund 70 % der Energieaufnahme von elektrischen Antriebssystemen wird von quasistationären Antrieben in Transportanlagen hervorgerufen. Eine gesteigerte Energieeffizienz führt neben reduzierten Energiekosten zu weiteren Nutzeffekten, wie z.B. einem verringerten Kühlaufwand, einem kleinerem Bauraum und einer höheren Lebensdauer der Komponenten. Zur Steigerung der Energieeffizienz dieser Transportanlagen werden in dieser Arbeit Methoden zur Auslegung der zugehörigen Antriebssysteme unter besonderer Berücksichtigung des Förderprozesses erarbeitet. Als repräsentative Transportanwendungen werden Pumpen- und Förderbandanlagen untersucht.
Dabei wird das gesamte elektromechanische System analysiert, um das volle Energiesparpotenzial zu erfassen - beginnend mit dem Lastprofil des transportierten Förderguts bis hin zur elektrischen Energieversorgung. Hierzu werden alle Systemkomponenten modelliert, um die Verluste in verschiedenen Betriebspunkten im Volllast- und Teillastbereich abzuschätzen.
Darauf aufbauend erfolgt die Erarbeitung praktikabler Projektierungshinweise und prozessspezifischer Auswahldiagramme, welche eine schnelle Vorauswahl der energieeffizientesten Antriebstopologie ermöglichen. Da die Verlustmodelle auf frei zugänglichen Datenblattangaben basieren, können die vorgestellten Methoden und Auswahlkriterien bereits in einem frühen Projektierungsstadium zur Auslegung einer energieeffizienten Transportanlage angewandt werden.
Aktualisiert: 2019-12-12
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