Projektarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften -
Maschinenbau, Note: 1,0, Universität Duisburg-Essen (Institut für
Verbrennung und Gasdynamik), Sprache: Deutsch, Abstract: Bei der
Abwärmenutzung können 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 Güte und die Wirtschaftlichkeit des
(organischen) Rankine-Kreisprozesses werden dabei maßgeblich durch die
thermodynamischen Eigenschaften der gewählten Arbeitsmedien und die
gegebenen Arbeitsbedingungen beeinflusst. In der vorliegenden
Aufgabenstellung steht ein Abgasstrom auf einem Temperaturniveau von
773,15 K zur Abwärmenutzung zur Verfügung. Für den (organischen)
Rankine-Kreisprozess werden neben Wasser als klassischem Arbeits- und
Vergleichsmedium für 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
gängige Kühlmittel ausgewählt. Wie die Modellberechnungen zeigen werden,
ist Wasser im Vergleich mit den drei gewählten, organischen Fluiden
unter thermodynamischen Gesichtspunkten am besten als Arbeitsmedium für
den vorliegenden Modellprozess geeignet. Lediglich Heptan kann ähnliche
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 Wärmeübertragerfläche deutliche
Vorteile. Des Weiteren werden für die besonders erfolgreichen Fälle
weitere Ansatzmöglichkeiten wie beispielsweise der Einsatz eines
internen Wärmeübertragers im Hinblick auf eine mögliche energetische und
wirtschaftliche Verbesserung des (organischen) Kreisprozesses
diskutiert. Hinsichtlich einer energetischen
