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Überschrift:    

DeWiki > Kalina-Kreisprozess

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Dein Artikel ist in deutscher Sprache geschrieben

Hauptstichwort (Thema des Artikels):    

Kalina Prozess

Nebenstichwort (Nuance des Textes):    

Kalina Prozess

Hauptthemen des einzigartigen Inhaltes:    

Temperaturen ✓ Wasserdampftemperaturen ✓ Entspannungstemperatur ✓ Grad ✓ Herkömmliche ✓ stark ✓ benötigen ✓ Temperatur ✓ mehreren ✓ hundert ✓ Ammoniak ✓ Arbeitslösung ✓ Celsius ✓ Wasserdampfturbinen ✓ Wasser

Zusammenfassung:    

Der geothermische Gradient beträgt etwa 3 °C pro 100 m, so dass mehrere Kilometer tiefe Bohrungen erforderlich sind, um mit Wasser als Wärmeträger ausreichende Wirkungsgrade zu erreichen. Ein Problem besteht darin, das giftige und stark riechende Ammoniak im Betrieb und bei Wartungsarbeiten daran zu hindern, in die Umwelt zu entweichen. Dies fällt umso mehr ins Gewicht, als der Flächenbedarf für den Wärmetransport mit sinkender Quellentemperatur (Temperaturdifferenz) stark zunimmt.

Artikel Inhalt:    

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Der maximal mögliche Wirkungsgrad wird von Abstand zueinander und Verhältnis der oberen und unteren Arbeitsgastemperatur bestimmt. Das Wasser (Wasserdampf) ist in erster Linie der Wärmeüberträger für das Ammoniakgas im gleichen Kreislauf. Bei deutlich niedrigeren Temperaturen entstehende Dampfgemisch wird dann zum Antrieb von Turbinen genutzt. Ein Problem besteht darin, dass das giftige und stark riechende Wasser im Betrieb und bei Wartungsarbeiten daran zu hindern, in die Umwelt zu entweichen. Das Geothermiekraftwerk Hsavk in Island ist nach diesem Wirkprinzip nur wenige geothermische Kraftwerke in der Welt. Die Anlage wurde wegen der hohen Energiepreise 2008 eine Renaissance erlebt. Die verschiedenen Verfahren unterscheiden sich im apparativen Aufwand und der damit erreichbaren Effektivität. Im Verdampfer wird die flüssige „Arbeitslösung“ aus Ammoniak und Wasser (vulgo Salmiakgeist) unter Volumenzunahme zum gasförmigen Gemisch aus ammonik und waterdampf verdaut. In einer Turbine wird das Gasgemisch polytrop auf eine Temperatur von z. B. 70 °C entspannt. Bei konstantem Druck die für das Sieden erforderliche Siedetemperatur höher wird. Durch die Konzentrationsabnahme vergrößert sich das Druckgefälle für die Turbine. Dafür muss im Absorptionsteil der mehrfachen Turbinenmassenstrom umgewälzt werden. Die entstandene „Basislösung“ wird mittels einer Pumpe auf den notwendigen Kondensationsdruck der Arbeitslösung gebracht und den größeren Teilstrom davon in den Austreiber gefördert. Dort wird mit Hilfe von Abwärme aus dem Turbodampf fast reines Ammoniak ausgetrieben. Nach Druckerhöhung wird die Arbeitslösung wieder in den Abhitzedampferzeugern gefördert. Die Eigenschaft der Gemische wird durch Konzentrationsänderungen genutzt. Dies geschieht durch nderung der Einzelphasen aus Dampf und Flüssigkeit bei konstanter Gesamtkonzentation und Konstantem Druck. Dabei verdampft das Gemisch unter stetig ansteigenden Temperaturen bzw. kondensiert unter sinkenden. Mehr Flüssigkeits- und Überhitzungswärme kann übertragen werden. Die Verluste bei der Wärmeübertragung werden dadurch geringer, bzw. die mittlere Temperatur des Wärmezufuhrs wird angehoben, was nach Carnot eine Verbesserung des Prozesswirkungsgrades bedeutet. Umgekehrt wird auch beim Wärmeabfuhren in ähnlicher Weise durch die sinkenden Siedetemperaturen des Gemisches in der Kondensation der durchschnittliche Temperatur der Heizung abgesenkt, mit dem gleich positiven Effekt auf den Wirkungsgrad. Während Gajewski et al. mit ca. 5 % angeben, sprechen H. M. Leibowitz und D. W. Markus (Energy Inc., Hayward, California) dagegen von einem möglichen Effizienzgewinn von bis zu 50 Prozent. Diese weit auseinanderliegenden Zahlen sind auch ein charakteristisches Zeichen für den frühen Entwicklungsstand dieser Technik. Ammoniak in beiden Phasen wirkt stark, beim Einatmen die Atemwege und Haut verätzt und ist ein starkes Stoffwechselgift. Es ist an Luft brennbar und in Mischung mit Luft explosionsfähig.
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