elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Multistage turbomachinery optimization for high temperature heat pumps with the reverse rankine cycle

Schaffrath, Robert und Stathopoulos, Panagiotis und Schmitz, Andreas und Nicke, Eberhard (2024) Multistage turbomachinery optimization for high temperature heat pumps with the reverse rankine cycle. In: 69th ASME Turbo Expo 2024: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2024. 69th ASME Turbo Expo 2024: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2024, 2024-06-24 - 2024-06-28, London, Vereinigtes Königreich. ISBN 978-079188807-0.

[img] PDF
4MB

Kurzfassung

The electrification of process heat generation will be a key to achieving carbon neutrality in the coming decades. One of the most promising approaches is to replace conventional heat supply systems with high-temperature heat pumps (HTHPs). A promising heat pump concept is based on the reverse Rankine cycle that uses water as its working fluid. By using turbomachinery for the compression process in this cycle, the performance of the HTHP can be increased compared to volumetric displacement systems, like screw or piston compressors. Although the design of the compressor geometry can be done sequentially in relation to the HTHP cycle design, better results can be obtained by an approach that integrates turbomachinery and the thermodynamic cycle design. Against this background, an automated optimisation method for a reverse Rankine HTHP with two radial turbocompressors in series is presented. In contrast to the current state of the art, the presented novel optimization approach uses 3D CFD data to calculate compressor performance. Furthermore, the integration of low fidelity compressor specific reduced order models are used to accelerate the gradient-free optimization process by a CO-Kriging surrogate model. The advantages of the novel approach are justified by comparing the numerical effort and the final values of the optimization objectives.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207742/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Multistage turbomachinery optimization for high temperature heat pumps with the reverse rankine cycle
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schaffrath, RobertRobert.Schaffrath (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8487-8299NICHT SPEZIFIZIERT
Stathopoulos, PanagiotisPanagiotis.Stathopoulos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, AndreasAndreas.Schmitz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicke, EberhardEberhard.Nicke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Juni 2024
Erschienen in:69th ASME Turbo Expo 2024: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISBN:978-079188807-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High temperature heat pump, Reverse Rankine cycle, Turbomachinery, Optimization, Centrifugal compressor
Veranstaltungstitel:69th ASME Turbo Expo 2024: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, GT 2024
Veranstaltungsort:London, Vereinigtes Königreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 Juni 2024
Veranstaltungsende:28 Juni 2024
Veranstalter :The American Society of Mechanical Engineers / International Gas Turbine Institute
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 Antriebstechnik > Fan- und Verdichter
Hinterlegt von: Schaffrath, Robert
Hinterlegt am:07 Nov 2024 13:11
Letzte Änderung:07 Nov 2024 13:11

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.