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Comparative Study of Heat Storage System in Water Vapor Compression Heat Pump for Industrial Processes

Kim, SeonTae und Klöppel, Steffen und Nicke, Eberhard und Katamala, Malleswararao und Linder, Marc Philipp und Stathopoulos, Panagiotis (2024) Comparative Study of Heat Storage System in Water Vapor Compression Heat Pump for Industrial Processes. 16th IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants, 2024-08-11, College Park, USA.

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Kurzfassung

The thermodynamic performances of a two-stage high-temperature heat pump (HTHP), utilizing water/steam as a refrigerant, along with two distinct thermal energy storage systems, concrete sensible heat storage (SHS) and strontium bromide/water thermochemical energy storage (SrBr2/H2O TCES), were evaluated. The proposed HTHP demonstrated sufficient capability to supply heat above 200°C with a high COP, 5.2-7.5. While concrete SHS cannot release heat beyond the temperature at which it was stored, 190°C, TCES can release heat above 200°C. Additionally, the SHS system cannot satisfy the limited heat release operation time when it has lower cycle out temperature than the condensation temperature of the HTHP cycle. It was also observed that SrBr2/H2O TCES required 45% less material mass and 68% less volume, respectively. On the techno-economic evaluation, the integrated system comprising HTHP and TCES yielded a net present value of €454,075-€171,890. Furthermore, the internal rate of return was calculated to be between 15.3-23.0%.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207022/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Comparative Study of Heat Storage System in Water Vapor Compression Heat Pump for Industrial Processes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kim, SeonTaeSeon.Kim (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4388-3996NICHT SPEZIFIZIERT
Klöppel, SteffenSteffen.Kloeppel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4930-7535NICHT SPEZIFIZIERT
Nicke, EberhardEberhard.Nicke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Katamala, Malleswararaomalleswararao.katamala (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3253-1522169831914
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Stathopoulos, PanagiotisPanagiotis.Stathopoulos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Water/steam (R-718) refrigerant, High-temperature heat pump, Thermal energy storage, Sensible heat storage, Thermochemical energy storage, Techno-economic analysis
Veranstaltungstitel:16th IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants
Veranstaltungsort:College Park, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:11 August 2024
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
Standort: Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Hochtemperaturwärmepumpen
Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Kim, SeonTae
Hinterlegt am:18 Okt 2024 13:09
Letzte Änderung:18 Okt 2024 13:09

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