{"id":1539,"date":"2024-09-11T14:24:18","date_gmt":"2024-09-11T12:24:18","guid":{"rendered":"https:\/\/hsnordhausen.artemis.wpspace.me\/science-blog\/?p=1539&post_type=forschungsprojekt&preview_id=1539"},"modified":"2024-09-17T14:49:59","modified_gmt":"2024-09-17T12:49:59","slug":"entwicklung-einer-membranmotor-klein-orc-anlage-im-leistungsbereich-bis-150-kw-thermisch-und-15-kw-elektrisch","status":"publish","type":"forschungsprojekt","link":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/forschungsprojekt\/entwicklung-einer-membranmotor-klein-orc-anlage-im-leistungsbereich-bis-150-kw-thermisch-und-15-kw-elektrisch\/","title":{"rendered":"Entwicklung einer Membranmotor-Klein-ORC-Anlage im Leistungsbereich bis 150 kW (thermisch) und 15 kW (elektrisch)"},"content":{"rendered":"\n

In einem Organic-Rankine-Cycle-Prozess (ORC-Prozess) wird wie in einem Dampfkraftwerk thermische in mechanische Energie umgewandelt. Durch den Einsatz von anderen Fluiden als Wasser im Kreislauf kann der Prozess mit niedrigeren Temperaturen betrieben werden und so bei der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung von Niedertemperatur-Ab\u00adw\u00e4rme (ab 80\u00b0C) eingesetzt werden. Ziel des Forschungsverbundprojekts war die Entwicklung einer Klein-ORC-Anlage als Nachr\u00fcstmodul f\u00fcr Biogasanlagen. Dadurch k\u00f6nnen bisher ohne W\u00e4rmenutzungskonzept betriebene Biogasanlagen auch die Anforderungen an das EEG 2012 erf\u00fcllen, welches eine Nutzung der Abw\u00e4rme auch durch ORC-Anlagen als Voraussetzung f\u00fcr die weitere F\u00f6rderf\u00e4higkeit vorsieht. F\u00fcr die Klein-ORC-Anlage wurde der Prototyp eines Gasdruckmembranmotors entwickelt, der als Expandermaschine eingesetzt werden kann. Seine geringeren Kosten machen die Gesamtanlage g\u00fcnstiger und verk\u00fcrzen den Return-of-Invest.<\/p>\n\n\n

\"csm_Pleuelkopf_und_Membran_des_neuen_Membranexpanders_3c05a01d1a\"<\/figure>\n\n\n

Die wesentlichen Aufgaben im Verbundprojekt waren die numerische Simulation des Mem\u00adbranmotors, die Auslegung, Anpassung und Optimierung des ORC-Prozesses, die wissenschaftliche Begleitung der Ergebnisse der Projektpartner sowie eine abschlie\u00dfende Bewertung der errichteten ORC-Anlage.<\/p>\n\n\n\n

In der numerischen Simulation kam eine 2-Wege-Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) und eine reine Str\u00f6mungssimulation (CFD) zum Einsatz. Bei der FSI-Simulation wurden die Bewegungen der Festk\u00f6rperkomponenten wie Welle, Pleuelstange und Membran sowie die Fluidstr\u00f6mung und deren Zusammenwirken berechnet. F\u00fcr die Untersuchung verschiedener Auslegungsvarianten zeigte sich eine reine CFD-Simulation, die schneller ad\u00e4quate Ergebnisse liefern konnte, als ausreichend.  Durch die Versuche an einem Funktionsmuster im Labor und die Auswertung der Messergebnisse mithilfe der Simulationen wurden die wesentlichen Konstruktionsparameter festgelegt, die dann von den Projektpartnern \u00fcbernommen wurden.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Rohrleitungsplan der ORC-Anlage<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Auf Grundlage der Prozessauslegung des Instituts wurde die projektierte ORC-Anlage durch die Projektpartner errichtet. Abweichend vom urspr\u00fcnglich geplanten Aufstellungsort an einem Biogas-BHKW ist die ORC-Anlage an der Hochschule Nordhausen installiert worden, da hier eine bessere \u00dcberwachung der Testl\u00e4ufe m\u00f6glich ist. Zu diesem Zweck wurde zus\u00e4tzlich eine elek\u00adtrische Thermo\u00f6lanlage an der Hochschule Nordhausen aufgebaut. Aufbauend auf dem bestehenden Pr\u00fcfstand soll in einem Folgeprojekt der Membranmotor durch einen Kunststoff-Scrollexpander ersetzt werden. Projektpartner waren die Firmen Galek & Kowald (M\u00fchlhausen), H\u00f6risch-Pr\u00e4zision (Apolda) und die Gesellschaft f\u00fcr Fertigungstechnik und Entwicklung (Schmalkalden)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In einem Organic-Rankine-Cycle-Prozess (ORC-Prozess) wird wie in einem Dampfkraftwerk thermische in mechanische Energie umgewandelt. Durch den Einsatz von anderen<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"template":"","meta":{"greyd_block_editor_preview":[],"pgc_sgb_lightbox_settings":""},"forschungsprojekt_category":[314,173],"forschungsprojekt_tag":[],"forschungsgebiet":[47],"kontakt-zuordnung":[],"institut-oder-einric":[157],"class_list":["post-1539","forschungsprojekt","type-forschungsprojekt","status-publish","hentry","forschungsprojekt_category-314","forschungsprojekt_category-abgeschlossene-projekte","forschungsgebiet-n-a","institut-oder-einric-in-ret-institut-fuer-regenerative-energietechnik"],"publishpress_future_workflow_manual_trigger":{"enabledWorkflows":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/forschungsprojekt\/1539","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/forschungsprojekt"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/forschungsprojekt"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1539"}],"wp:term":[{"taxonomy":"forschungsprojekt_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/forschungsprojekt_category?post=1539"},{"taxonomy":"forschungsprojekt_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/forschungsprojekt_tag?post=1539"},{"taxonomy":"forschungsgebiet","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/forschungsgebiet?post=1539"},{"taxonomy":"kontakt-zuordnung","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/kontakt-zuordnung?post=1539"},{"taxonomy":"institut-oder-einric","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hs-nordhausen.de\/science-blog\/wp-json\/wp\/v2\/institut-oder-einric?post=1539"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}