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Dissertation
Modellierung von offenen Absorptionsanlagen zur Raum- und Prozessluftentfeuchtung
(2023)
Luftentfeuchtung erfolgt in herkömmlichen Trocknungs- und Klimatisierungsanlagen durch eine Kühlung der feuchten Luft unter ihren Taupunkt (Kondensationsentfeuchter) und einer anschließenden Erwärmung bis zu der gewünschten Temperatur. Das Prinzip dieser Betriebsweise birgt einen unnötigen Stromverbrauch. In der vorliegenden Dissertation wird daher ein alternatives Luftentfeuchtungsverfahren beschrieben, bei dem die Luftentfeuchtung durch einen offenen Absorptionsprozess realisiert wird. In dem offenen Absorptionsprozess ...
Working paper
Reference applications for renewable heat
(2021-01-25)
There is a high degree of freedom and flexibility in the way to integrate renewable process heat in industrial processes. Nearly in every industrial or commercial application various heat sinks can be found, which are suitable to be supplied by renewable heat, e.g. from solar thermal, heat pumps, biomass or others. But in contrast to conventional fossil fuel powered heating systems, most renewable heating technologies are more sensitive to the requirements defined by the specific demand of the industrial company. ...
Dissertation
Simulation-based optimization of solar thermal systems
(2018)
In this PhD thesis application of numerical methods to simulation-based optimization of solar thermal systems both in the planning process and in operation is investigated. The optimization process starting from definition of a target function and specification of optimization parameters, moving forward with application of an optimization algorithm and ending up by sensitivity analysis at the found optimum, is described in detail. A hybrid genetic CHC – binary search algorithm is proposed and applied. As a combination ...
Preprint
Solar fractions of SHIP plants considering the availability of roof area based on OpenStreetMap data
(2022-02-04)
Solar heat for industrial processes (SHIP) can be a key technology to decarbonize the industrial heat demand world-wide. Several national studies use either a bottom-up or a top-down-approach to assess the potential of solar process heat using estimated fixed solar fractions. Due to limited area available for the installation of solar collectors and the reasonality of the load profile, this solar fraction cannot be achieved in all cases. To address this limitation, another estimated factor is used in those studies. ...
Dissertation
Effiziente Erdgasbereitstellung mit erneuerbaren Energien
(2022-07)
Gas-Druckregel- und Messanlagen (GDRMA) nehmen für den Erdgastransport eine wichtige Rolle als Übergabestellen zwischen den Netzabschnitten ein. Bei der Druckreduktion kommt es infolge des Joule-Thomson-Effektes zu einer Abkühlung, wodurch die Anlagentechnik vereisen und die Gasversorgung gefährdet sein kann. Um diesen gestörten Betrieb zu vermeiden, wird das Erdgas im Vorfeld der Entspannung erwärmt. Dabei fällt der damit einhergehende Wärmebedarf auf einem für erneuerbare Energieanwendungen hervorragendem ...
Dissertation
District heating systems for new residential areas: On the impact of system temperatures
(2022-11)
Erneuerbare Niedertemperatur-Wärmenetzsysteme können einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmebereitstellung dicht bebauter Wohngebiete leisten. Es ist bisher unklar, welche Auswirkungen die Wahl der Systemtemperatur, hier die mittlere Wärmenetzsystemvorlauftemperatur, auf die Erschließung neuer Wohngebiete mit Niedertemperatur-Wärmenetzsystemen hat. Ziel ist es, den Einfluss der Systemtemperatur auf die ökologische und ökonomische Effizienz von erneuerbaren Wärmenetzsystemen für neue Wohngebiete mit ...
Preprint
Annual industrial and commercial heat load profiles: modeling based on k-Means clustering and regression analysis
(2021-03-19)
An accurate method to predict annual heat load profiles is fundamental to many studies, e.g., preliminary design or potential studies on renewable heating systems. This study presents a method to predict annual heat load profiles with a daily resolution for industry and commerce, based on an analysis of 800 natural gas load profiles (≥ 1.5 GWh/a). To derive heat load profiles, these natural gas load profiles are normalized and those with a potentially non-linear relationship between heat demand and natural gas ...
Preprint
Large-scale heat pumps: market potential and barriers, classification and estimation of efficiency
(2019-12-20)
Heat pumps powered by renewable electricity have a significant potential to become a critical technology to disruptively decarbonize an economy. An essential step towards this goal is the development of an accurate understanding and model of how heat pumps in large-scale implementations perform in terms of economics, energy, and the environment. In this study, the influence of system design and operating conditions on the Coefficient of Performance (COP) of large-scale (> 50 kWth) electric driven mechanical compression ...
Dissertation
Methodology development and assessment of lower carbon industrial process heat through solar energy and heat pumps
(2018-05-24)
The reduction of energy consumption in industrial processes, notably within low temperature industries, leads to greater economic gain and lower carbon emissions. Numerous energy audits and case studies within the food and beverage industry suggest that initial efforts to reduce energy consumption should focus on energy efficiency measures such as heat recovery and process optimization due to their lower cost of implementation. Eventually, however, an efficiency limit is reached and the only way to further reduce ...
Dissertation
Experimental investigations of water filled drainback systems
(2017-08-16)
Selbstentleerende- bzw. Drainback-Anlagen (DBA) bieten einen einfachen Schutz vor Stagnation und Einfrieren des Wärmeträgerfluids und des gesamten Solarthermiesystems. Im Vergleich zu konventionell betriebenen Solaranlagen beinhalten DBA zudem weniger hydraulische Komponenten im Solarkreis. Dies führt zur Reduzierung sowohl der Investitions- als auch der Wartungskosten. Trotz der vielen Vorteile sind DBA bisher nur selten wissenschaftlich untersucht.
Im Fokus der vorliegenden Dissertation liegen die grundlegenden ...