![Page 1: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/1.jpg)
Endotherme Reformierung:
thermo-chemische Rekuperation zur Erhöhung des
Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren
Jiafei Zhang, Saiman Ding, Ralph-Uwe Dietrich
Institut für Technische Thermodynamik
Thermische Prozesstechnik
Alternative Brennstoffe
Stuttgart, 25.01.2017
Thermische Rekuperation in Fahrzeugen
![Page 2: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/2.jpg)
Einleitung: Konzeptvergleich
• Konventioneller Motor
• Modifizierter Prozess
(Abwärmenutzung mittels endothermer Reformierung)
Simulation endothermer Reformierung
Fallstudie: MGT-Prozess
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
Fließbildsimulation in Aspen Plus
Wärme- und Prozessintegration
Energieanalyse
Zusammenfassung und Ausblick
DLR.de • Folie 2
Agenda
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
Kraftstoff + Luft
Abgas
Abwärme-
nutzung
Abwärme-
nutzung
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(A) Konventioneller Verbrennungsmotor
• Heißes Abgas hoher Wärmeverlust! Wiedernutzung der Abwärme?
(B) Modifizierter Prozess mit thermo-chemischer Rekuperation
• Wärmerückgewinnung aus dem heißen Abgas
• zur Steigerung des Gesamtwirkungsgrades (η)
DLR.de • Folie 3
Einleitung: Prozessidee
Hohe Temp.:
500-800 °C
Hohe Temp.:
500-800 °C
Kraftstoff
Luft
Abgas
Reformer Reformer
Wärmetauscher Wärmetauscher
Kraftstoff
Wasser
Luft
Rekuperation
Abgas
M M
Modifikation
Wärmerekuperation
Kraftstoff-Reformierung
Modifikation
Wärmerekuperation
Kraftstoff-Reformierung C8H18 + 8 H2O 𝑾ä𝒓𝒎𝒆
8 CO + 17 H2
Temp. Absenkung:
120-200 °C
Temp. Absenkung:
120-200 °C
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 4: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/4.jpg)
Vorteile
Wirkungsgradsteigerung
Kraftstoffeinsparung
Bessere Verbrennung [1]
Geringere Emissionen
(CO, NOx, usw.) [2]
Nachteile
• Zusätzliche Geräte:
Reformer, Wassertank,
Wärmetauscher, usw.
• Anpassung der Motor-
steuerung erforderlich
DLR.de • Folie 4
Vergleich des Energieflusses
Modifizierter Prozess mit Kraftstoff-Reformierung Modifizierter Prozess mit Kraftstoff-Reformierung fuelfuel
output
LHVm
P
*
Motor
Kraftstoff Abgas
Poutput
Kraftstoff Abgas
Poutput Motor Reformer
Thermo-chemische Rekuperation
Konventioneller Verbrennungsmotor Konventioneller Verbrennungsmotor η = 25-30 % η = 25-30 %
η = 32-40 % η = 32-40 %
Abwärme-
nutzung
Abwärme-
nutzung
1. J.F. Cassidy, 1977, NASA Technical Note: D-8487.
2. E.M. Goodger, 1980, Alternative Fuels, MacMillan.
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 5: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/5.jpg)
Annahmen
• iso-Octan (C8H18) als die Hauptkomponente des Benzins
• Reaktionsgleichgewicht
• Modellierung: chemische Reaktionen durch Gibbs-Energie-Minimierung in Aspen Plus
• Idealer Katalysator: 100 % Umsatz und keine Koksbildung um T ≥ 600 °C und S/C ≥ 2 [3]
DLR.de • Folie 5
Endotherme Reformierung
Dampf-Reformierung C8H18 + 8 H2O → 8 CO + 17 H2 ∆𝐻298𝐾 = + 1274 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙_𝐶8 (𝐺𝑙. 1)
Wasser-Gas Shift CO + H2O ↔ C𝑂2 + H2 ∆𝐻298𝐾 = − 41 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙_𝐶𝑂 (𝐺𝑙. 2)
Methanisierung CO + 3H2 ↔ C𝐻4 + H2 ∆𝐻298𝐾 = − 206 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙_𝐶𝑂 (𝐺𝑙. 3)
Hauptreaktion Hauptreaktion
M
3. Springmann et al. 2002, Applied Catalysis A: General, 235
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 6: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/6.jpg)
Reaktionsbedingungen
• Temperatur (T)
• Druck (p)
• Steam/Carbon
Molverhältnis (S/C)
DLR.de • Folie 6
Endotherme Reformierung
0
20
40
60
80
100
600 650 700 750 800 850 900
Zusa
mm
ense
tzu
ng
des
re
form
iert
en K
raft
sto
ffs
[v.%
dry
]
Temperatur [°C]
CH4
CO2
CO
H2
0
20
40
60
80
100
2 3 4 5
Zusa
mm
ense
tzu
ng
des
re
form
iert
en K
raft
sto
ffs
[v.%
dry
]
S/C [-]
S/C = 2 T = 700 °C
Simulationsergebnisse
T ↑, S/C ↑ und p ↓
yH2 ↑
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 7: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/7.jpg)
Übersicht
• Zusammenarbeit mit DLR-Institut für Verbrennungstechnik (VT)
• Ziel: Nachweis der Wirkungsgradsteigerung anhand einer realistischen MGT
• Fließbildsimulation in Aspen Plus
• ideales Modell (ohne Wärmeverluste)
• Referenzmodell: MGT ohne Rekuperation
• Base-Case 1: MGT + thermische Rekuperation (Luft-Vorwärmung)
• Base-Case 2: MGT + thermische Rekuperation (Luft/Wasser-Vorwärmung)
• Neues System: MGT + thermo-chemische Rekuperation (Kraftstoff-Reformierung)
• realistisches Modell (mit Druck- und Wärmeverlusten)
• Base-Case 1 und Neues System
DLR.de • Folie 7
Fallstudie: Mikrogasturbinenprozess (MGT)
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 8: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/8.jpg)
Fließbildsimulation und Black-Box Energieanalyse (5 kWe)
• Referenzmodell
MGT ohne Rekuperation
DLR.de • Folie 8
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
MGT
System
Kraftstoff
42 kW
Abgas
37 kW
Strom 5 kW
ηe = 12% ηe = 12%
Brenner Brenner
Turbine Turbine Luft
Strom
Abgas
Kraftstoff
Kompressor
MGT: Referenzmodell MGT: Referenzmodell
p=3 bar
ηisen=0,72 ηisen=0,73
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 9: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/9.jpg)
DLR.de • Folie 9
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
Luft
vorgewärmte Luft
Strom
Abgas
Kraftstoff Brenner Brenner
Turbine Turbine
Rekuperator Rekuperator
Thermische Rekuperation Thermische Rekuperation
MGT
System Kraftstoff
21 kW Abgas 16 kW
Strom 5 kW
Luftvorwärmung bis zu 685 °C
ηe = 24% ηe = 24%
Fließbildsimulation und Black-Box Energieanalyse (5 kWe)
• Base Case 1
Thermische Rekuperation (Luft)
MGT
System Kraftstoff
18 kW Abgas 13 kW
Strom 5 kW
Luftvorwärmung bis zu 727 °C
ηe = 28% ηe = 28%
Kompressor
p=3 bar
T=790 °C
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 10: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/10.jpg)
DLR.de • Folie 10
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
Fließbildsimulation und Black-Box Energieanalyse (5 kWe)
• Base Case 2
Thermische Rekuperation (Luft+Wasser)
Dampferzeugung und -einspritzung
Brenner Brenner
Turbine Turbine
Rekuperator Rekuperator Wärmetauscher Wärmetauscher
Kraftstoff
Wasser
Luft
Strom
Abgas
Split Split
Verdampfer Verdampfer
Kompressor
MGT
System Kraftstoff
18,5 kW Abgas 13,5 kW
Strom 5 kW
MGT
+
Luftvorwärmung (685 °C)
&
Dampfeinspritzung
(685 °C, S/C=5)
ηe = 27% ηe = 27%
Direktdampfeinspritzung Direktdampfeinspritzung
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 11: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/11.jpg)
DLR.de • Folie 11
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
Fließbildsimulation und Black-Box Energieanalyse (5 kWe)
• Neues System
Thermo-chemische Rekuperation
Brenner Brenner
Turbine Turbine
Wärmetauscher Wärmetauscher
Kraftstoff
Wasser
Luft
Strom
Abgas
Split Split Reformer Reformer
Rekuperator Rekuperator
Kompressor
MGT
System Kraftstoff
16 kW Abgas 11 kW
Strom 5 kW
MGT
+
Luftvorwärmung (685 °C),
Dampferzeugung (715 °C),
Kraftstoff-Reformierung
(715 °C)
ηe = 32% ηe = 32%
Verdampfer Verdampfer
Thermo-chemische Rekuperation
Thermo-chemische Rekuperation
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 12: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/12.jpg)
Überblick: Black-Box Energieanalyse einer 5-kWe-MGT
• Vergleich verschiedener Konzepte zur Abgaswärmenutzung
Beste Leistung: thermo-chemische Rekuperation (mit Kraftstoff-Reformierung)
DLR.de • Folie 12
Strategien zur Wirkungsgradsteigerung
MGT
System
Kraftstoff
42 kW
Abgas
37 kW
Strom 5 kW
Referenzmodell
MGT + Kraftstoff-Reformierung (715 °C)
MGT
+
Rekup.
Kraftstoff
18,5 kW Abgas 13,5 kW
Strom 5 kW
MGT + Dampfeinspritzung (685 °C, S/C=5)
ηe = 12% ηe = 12%
ηe = 27% ηe = 27% ηe = 32% ηe = 32%
MGT
+
Rekup.
Kraftstoff
16 kW Abgas 11 kW
Strom 5 kW
MGT
+
Rekup.
Kraftstoff
21 kW Abgas 16 kW
Strom 5 kW
MGT + Luftvorwärmung (685 °C)
ηe = 24% ηe = 24%
Base-Case 1
Neues System Base-Case 2
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 13: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/13.jpg)
Prozesssimulation
in Aspen Plus®
• ideales Modell
(ohne Wärmeverluste)
Einfluss der Temperatur
und des S/C-Verhältnisses
+ TRefm ↑ und S/C ↑
- TTurbine und QAbgas sind
beschränkt
Pinch-Analyse benötigt
DLR.de • Folie 13
Neues System:
Sensitivitätsanalyse
26
28
30
32
34
600 650 700 750 800
Str
om
eff
izie
nz [
%]
Temperatur [°C]
S/C 2
S/C 2.5
S/C 3
S/C 3.5
S/C 4
Wärmebedarf Wärmebedarf
Abwärme zur
Nutzung
Abwärme zur
Nutzung
fuelfuel
output
LHVm
P
*
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
Kompressor Turbine
Kraftstoff
Pumpe 2
Luft
HEX3
HEX1
Pumpe 1 HEX2
Reformer
Wasser
H2, CH4, CO
685 ̊C
790 ̊C
Strom
Wärmebedarf (Q4)
HEX0Brenner
Abgas
Abwärme
Q1
Q2
Q3
715 ̊C
140 ̊C
![Page 14: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/14.jpg)
Pinch-Analyse
• Optimale Bedingungen:
• TRefm = 715 °C
• pRefm = 3,5 bar
• S/C = 3,1
DLR.de • Folie 14
Wärmeintegration
0
200
400
600
800
0 10 20 30 40 50
Te
mp
era
tur
[°C
]
Enthalpie [kW]
Cold composite curve
Hot composite curve
∆ 𝑇=23 K
Pinch
∆ 𝑇=20 K
26
28
30
32
34
600 650 700 750 800
Str
om
eff
izie
nz [
%]
Temperatur [°C]
S/C 2
S/C 2.5
S/C 3
S/C 3.5
S/C 4
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
Kompressor Turbine
Kraftstoff
Pumpe 2
Luft
HEX3
HEX1
Pumpe 1 HEX2
Reformer
Wasser
H2, CH4, CO
685 ̊C
790 ̊C
Strom
Wärmebedarf (Q4)
HEX0Brenner
Abgas
Abwärme
Q1
Q2
Q3
715 ̊C
140 ̊C
![Page 15: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/15.jpg)
COMPRESS
TURBINE
BURNER
REFORM ER
P001
P002
HEX-R
SPLIT
HEX-1
HEX-3
HEX-2
HEX-4
MIXER
FILTER
AIR
C-AIR
C8H18
HOTGAS
FLUEGAS
WORKW
COMP-W
PH-AIR
REFOM ATE
H2O
STEAM
GAS2
P-C8H18
PW
PREC8H18
S01
S03
S02
S11
S13 S12
PHW
S21
Q
EXGAS
FEED
DLR.de • Folie 15
Realistischer
Wirkungsgradgewinn
Reformer Reformer
Brenner Brenner
Verlustbehafteter Vergleich Base Case 1 und Neues System
• Realistisches Modell MGT (5 kWe)
mit Druck- und Wärmeverlusten
+ Luftvorwärmung
+ thermo-chemischer
Rekuperation
• Wirkungsgradsteigerung
20,3 % 26,0 %
Erhöhung: +5,7 %
• Kraftstoffverbrauch
2,0 kg/h 1,56 kg/h
Einsparung: -22 %
Verluste im Antriebs-
strang: 10%
Verluste im Antriebs-
strang: 10%
Wärmetauscher-netzwerk
Wärmetauscher-netzwerk
MGT MGT
Realistisches Modell Realistisches Modell
Kompressor Kompressor
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 16: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/16.jpg)
DLR.de • Folie 16
Energieanalyse
Base-Case 1: thermische Rekuperation (Luft) ↓
Neues System: thermo-chemische Rekuperation
(Kraftstoff-Reformierung) →
ηe = 20,3 % ηe = 20,3 %
Verluste im
Antriebsstrang
0,5 kW
Verluste im
Brenner
1 kW
Verluste in
d. Turbine
1 kW
Verluste im
Wärmetauscher-
netzwerk 0,5 kW
Verluste im
Reformer
0,5 kW
Verluste im
Brenner
1 kW
Verluste in
d. Turbine
1 kW
ηe = 26,0 % ηe = 26,0 %
Endotherme Reformierung:
mehr Abwärme
zurückgewonnen
Endotherme Reformierung:
mehr Abwärme
zurückgewonnen
Realistisches Modell Realistisches Modell
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 17: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/17.jpg)
• Konzept „Integration der endothermen Kraftstoff-Reformierung in einen
Verbrennungsmotor“ erstellt
• Integrierter Prozess (MGT + Reformierung) ausgelegt und simuliert
• Wärmeintegration und Energieanalyse durchgeführt
• Ziel: Experimentelles Verbrennungssystem mit thermo-chemischen Rekuperation
Erhöhung des el. Wirkungsgrades einer realistischen 5-kW-MGT (20% 26%)
Verringerung des Kraftstoffverbrauchs (-22%)
Übertragung auf Range Extender Konzepte in Hybrid-Fahrzeugen?
Reduzierung der Schadstoffemissionen (CO, NOx, usw.)
experimenteller Nachweis?
DLR.de • Folie 17
Zusammenfassung
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 18: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/18.jpg)
• Aufbau eines Laborteststandes
• Ankopplung an Motorprüfstand
• Detaillierte Modellierung und techno-ökonomische Bewertung
DLR.de • Folie 18
Ausblick
Gewicht
Emissionen
Effizienz
Ökonomie
Wartung
Markteinführung
Konventioneller MotorModifizierter Prozess
Bewertung:
Potenzial der Range Extender
Technologien
Bewertung:
Potenzial der Range Extender
Technologien
> VDI Fachkonferenz > Jiafei Zhang • TT-TPT > Stuttgart • 25-26.01.2017
![Page 19: NGC-AS-V4 - TP4000 Speicher · = 3,5 bar S/C 4 • S/C = 3,1 DLR.de • Folie 14 Wärmeintegration 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 r [ C] Enthalpie [kW] Cold composite curve Hot](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022060522/605101d97eaf1a1a1c77ffe2/html5/thumbnails/19.jpg)
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Jiafei Zhang
TT-TPT-ABS
Danksagung:
Jan Zanger (VT)
Thomas Krummrein (VT)
Torsten Ascher (TT)
Friedemann Albrecht (TT)
Thermische Rekuperation in Fahrzeugen
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Wärmetauschernetzwerk
• Wärmeverbrauch:
Luftvorwärmung > Dampfüberhitzung > Reformierung > Kraftstoffvorwärmung
• Splitverhältnisse
• 0,927 (Luft)
• 0,050 (Dampf)
• 0,023 (Kraftstoff)
• Gestaltung
• Wärme
• Temp.
• Fläche
• usw.
DLR.de • Folie 20
Wärmeintegration
790°C 142 °CH-1
685 °C
715 °C
715.5 °C
715 °C
159 °C
H-2
H-3
H-4
H-1
H-2
H-3
H-4
3.29 kW1.67 kW
0.83 kW
28.99 kW
715 °C
161.1 °C
25.1 °C
25.4 °C
738 °C
T ≥ 181.1 °CH-5
3.97 kW
H-5
Reformer
Fuel
Water
Air
Turbine outlet gas
160 °C
T ≥ 180 °C
140 °C
Reformer Reformer Luft Luft Kraftstoff Kraftstoff
Verdampfung Verdampfung Überhitzung Überhitzung
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