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Dieses Lehrbuch vermittelt die thermodynamischen Grundlagen energietechnischer Prozesse und zeigt, wie sich mit EXCEL und VBA übersichtliche, praxisnahe und professionelle Berechnungen sowie Simulationen mithilfe benutzerdefinierter Funktionen erstellen lassen. Der inhaltliche Schwerpunkt liegt auf der schrittweisen Entwicklung vollständig durchgerechneter Berechnungsmodule für zentrale Bereiche der thermischen Energietechnik - mit besonderem Fokus auf Anwendungen im Umfeld der Erneuerbaren Energien. Die für energietechnische Berechnungen erforderlichen Stoffwerte und energetischen Größen werden entweder mithilfe der Stoffwertekorrelationen aus dem VDI-Wärmeatlas oder mit dem kostenfrei verfügbaren Tool TREND des Thermodynamik-Lehrstuhls der Ruhr-Universität Bochum ermittelt. Nach einer systematischen Einführung in die thermodynamischen Grundlagen werden in zahlreichen Beispielen Massen- und Energiebilanzen aufgestellt und die Energieumwandlung, die Entropieproduktion und der damit verbundene Exergieverlust der betrachteten Prozesse berechnet. Eine energetische und exergetische Bewertung dieser Prozesse komplettiert die methodische Darstellung.
Prof. Dr.-Ing. Uwe Feuerriegel lehrt seit 1997 an der FH Aachen - zunächst als Professor für Verfahrenstechnik im Fachbereich Chemieingenieurwesen und seit 2016 im Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik mit dem Lehr- und Forschungsgebiet Thermische Energietechnik. Davor war er mehrere Jahre im In- und Ausland als Projektleiter im Anlagenbau tätig. Seine Lehrschwerpunkte liegen in der Technischen Thermodynamik, der Energietechnik einschließlich der Wärmeübertragung sowie den Erneuerbaren Energien. Forschungsthemen waren unter anderem Verbrennungs- und Trocknungsprozesse, Wärmeübertragung, Bereitstellung von Prozesswärme und die Optimierung verfahrenstechnischer Prozesse. Aktuell konzentriert er sich auf die Simulation und die exergetische Bewertung nachhaltiger energietechnischer Prozesse.
Einleitung.- Berechnung von Stoffwerten mit TREND und nach VDI-Wärmeatlas.- Thermodynamik energietechnischer Prozesse.- Technische Verbrennung.- Blockheizkraftwerke und Kraft-Wärme-Kopplung.- Elektrolyse zur Produktion von Wasserstoff.- Druckspeicherung und Bereitstellung von Wasserstoff.- Brennstoffzellen zur Nutzung von Wasserstoff.- Wärmekraftmaschinen.- Heizen mit Wärmepumpen.- Kühlen mit Kältemaschinen.- Beispiele energietechnischer Prozesse.
