Einfluss des Arbeitsfluids auf den Wirkungsgrad von Rankine-Kreisprozessen zur Abwärmenutzung [German]

Projektarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Universit t Duisburg-Essen (Institut f r Verbrennung und Gasdynamik), Sprache: Deutsch, Abstract: Bei der Abw rmenutzung k nnen unterschiedliche Fluide in einem (organischen) Rankine-Kreisprozess genutzt werden. Anhand von Modellrechnungen mit einigen Fluiden wird der Einfluss des Fluids selbst auf den Wirkungsgrad als Funktion des Druckes und der maximalen Prozesstemperatur identifiziert. Die energetische G te und die Wirtschaftlichkeit des (organischen) Rankine-Kreisprozesses werden dabei ma geblich durch die thermodynamischen Eigenschaften der gew hlten Arbeitsmedien und die gegebenen Arbeitsbedingungen beeinflusst. In der vorliegenden Aufgabenstellung steht ein Abgasstrom auf einem Temperaturniveau von 773,15 K zur Abw rmenutzung zur Verf gung. F r den (organischen) Rankine-Kreisprozess werden neben Wasser als klassischem Arbeits- und Vergleichsmedium f r die organischen Fluide mit Heptan ein Kohlenwasserstoff aus der Stoffgruppe der Alkane sowie mit 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan (R245fa) und Solkatherm (R) SES 36 zwei g ngige K hlmittel ausgew hlt. Wie die Modellberechnungen zeigen werden, ist Wasser im Vergleich mit den drei gew hlten, organischen Fluiden unter thermodynamischen Gesichtspunkten am besten als Arbeitsmedium f r den vorliegenden Modellprozess geeignet. Lediglich Heptan kann hnliche Ergebnisse hin-sichtlich des thermischen Wirkungsgrades des Gesamtprozesses, der erzielbaren Nettoleistung oder des Exergieverlustes aufweisen. Im Rahmen einer wirtschaftlichen Analyse besitzt Wasser auch im Hinblick auf die erforderliche W rme bertragerfl che deutliche Vorteile. Des Weiteren werden f r die besonders erfolgreichen F lle weitere Ansatzm glichkeiten wie beispielsweise der Einsatz eines internen W rme bertragers im Hinblick auf eine m gliche energetische und wirtschaftliche Verbesserung des (organischen) Kreisprozesses diskutiert. Hinsichtlich einer energetischen