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Conceptual study of combined cycles with thermally coupled micro gas turbines and high temperature heat pumps for trigeneration

Gollasch, Jens und Agelidou, Eleni und Henke, Martin und Stathopoulos, Panagiotis (2022) Conceptual study of combined cycles with thermally coupled micro gas turbines and high temperature heat pumps for trigeneration. In: ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022, 4. American Society of Mechanical Engineers. ASME Turbo Expo 2022, 13.-17. Juni 2022, Rotterdam. doi: 10.1115/GT2022-81959. ISBN 978-079188612-0.

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Offizielle URL: https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/GT2022/volume/86014

Kurzfassung

In the context of climate change low-emission technologies need to be developed to cover the high thermal energy demand of the industrial sector. Because of the ongoing transition to renewable energy sources and their limited availability, combustion-based technologies will be required to support this transition. This paper presents fundamental, application-independent conceptual studies of thermally coupled micro gas turbines (MGT) and high temperature heat pumps (HTHP). The MGT provides electrical power to drive the compressor of the heat pump, while the heat of the exhaust flow is used as a heat source. This self-sufficient system is expected to provide high thermal output at temperature levels beyond available heat pump technology. In addition, low temperatures can be achieved for cooling processes. Within the scope of this study, several process architectures with different integration of heat sources are analyzed by performing thermodynamic cycle simulations. The results demonstrate attainable temperature levels and it can be shown that heat can be provided at temperatures above 300 °C. Cooling processes can be effectively integrated in some of the investigated cycle configurations so that temperatures below -30 °C can be reached. Thermal coupling enables high utilization rates of primary energy and values over 100% are possible. The present work provides the basis for future studies, which will take the economic feasibility in comparison with competing technologies into consideration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189202/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Conceptual study of combined cycles with thermally coupled micro gas turbines and high temperature heat pumps for trigeneration
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gollasch, JensJens.Gollasch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9825-4599NICHT SPEZIFIZIERT
Agelidou, EleniEleni.Agelidou (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Henke, MartinMartin.Henke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3191-0168NICHT SPEZIFIZIERT
Stathopoulos, PanagiotisPanagiotis.Stathopoulos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:4
DOI:10.1115/GT2022-81959
Verlag:American Society of Mechanical Engineers
Name der Reihe:Proceedings of the ASME Turbo Expo 2022: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. Volume 4: Cycle Innovations
ISBN:978-079188612-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High Temperature Heat Pump, Brayton Cycle, Micro gas Turbine
Veranstaltungstitel:ASME Turbo Expo 2022
Veranstaltungsort:Rotterdam
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:13.-17. Juni 2022
Veranstalter :ASME
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse, E - Verbrennungs- und Kraftwerkssysteme
Standort: Cottbus
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Simulation und Virtuelles Design
Institut für Verbrennungstechnik > Gasturbinen
Hinterlegt von: Gollasch, Jens Oliver
Hinterlegt am:28 Nov 2022 09:27
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:52

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