abgeschlossene Promotionen & Habilitationen
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Beitrag zur thermodynamischen Analyse und Bewertung von Wasserwärmespeichern in Energieumwandlungsketten
Art der Abschlussarbeit
Dissertation
Autoren
- Huhn, Robert
Betreuer
- Prof. Dr.-Ing. habil. Achim Dittmann
Abstract
Wärmespeicher tragen bei optimierter Integration in Wärme- und Kälteversorgungsanlagen zur Reduzierung der zu installierenden Erzeugerleistung sowie zur Einsparung von Brennstoffeinsatz und Betriebskosten bei. Leider treten in Wärmespeichern oft noch beachtliche Verluste auf und das Potenzial zur Kosten- und Energieeinsparung wird nicht vollständig ausgeschöpft. Dabei spielen nicht nur Wärmeverluste an die Umgebung, sondern vor allem auch innere Verluste im Speicher eine Rolle.
Schwerpunkte der vorliegenden Arbeit sind die Beschreibung der einzelnen Verluste an Wasserwärmespeichern, die Ermittlung ihrer Ausmaße abhängig von der konstruktiven Gestaltung und der Betriebsweise des Speichers sowie die Auswirkungen der Verluste auf einen vorgelagerten Wärmeerzeuger und den Einsatz von Primärenergie.
Die Ergebnisse basieren auf umfangreichen Speichermodellierungen mit dem CFD-Code Fluent sowie experimentellen Untersuchungen an drei Testspeichern. Der quantitative Vergleich der Verluste für ausgewählte Beispiele zeigt bestehende Defizite sowie die Potenziale für die Verbesserung der Konstruktion neuer Wasserwärmespeicher auf.
Schwerpunkte der vorliegenden Arbeit sind die Beschreibung der einzelnen Verluste an Wasserwärmespeichern, die Ermittlung ihrer Ausmaße abhängig von der konstruktiven Gestaltung und der Betriebsweise des Speichers sowie die Auswirkungen der Verluste auf einen vorgelagerten Wärmeerzeuger und den Einsatz von Primärenergie.
Die Ergebnisse basieren auf umfangreichen Speichermodellierungen mit dem CFD-Code Fluent sowie experimentellen Untersuchungen an drei Testspeichern. Der quantitative Vergleich der Verluste für ausgewählte Beispiele zeigt bestehende Defizite sowie die Potenziale für die Verbesserung der Konstruktion neuer Wasserwärmespeicher auf.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Anlagenkomponenten von Wärmeversorgungssystemen
Zugeordnete Forschungsprojekte
- Erweiterte Modellierung der Verluste in Wärmespeichern und Entwicklung einer Berechnungsmethode für eine optimierte Speicherkonstruktion
Berichtsjahr
2007