Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Energieeffizienz, Wärmerückgewinnung, Osmose, osmotischer Wärmegenerator, hydraulische Kreislauf für Energieerzeugung
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Energy Efficiency, Recycling Industrial Waste Heat, Osmotic Heat Engine, Low-temperature Heat Valorization, Hydraulic circuit for Power Generation
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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OsmoBlue develops an osmotic heat engine for recycling low-temperature (> 30°C) industrial waste heat. The concept and the key elements of this innovative technology have been tested in the laboratory. A prototype has already been built at the OsmoBlue premises and is now in the optimization phase. The objective of this project is the production of a few watt of electricity to validate the positive energy balance of this lab-prototype. The osmotic membrane and the membrane module are key elements in order to optimize its performance. A boiler provides the heat to the engine. In parallel to the technological progress, the economical validation of the final product will be assessed at different operating conditions (temperature, power capacity). Thanks to this lab-prototype validation, OsmoBlue will be ready to install a heat engine on an industrial site. This represents a key step towards commercialization of OsmoBlue's technology.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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OsmoBlue développe une machine thermique à osmose pour la récupération de
chaleur industrielle basse-température (> 30°C). Le concept et les éléments clés de
cette technologie innovante ont été testés en laboratoire. Un premier prototype a été
mis en place dans les locaux d'OsmoBlue, et doit maintenant être optimisé.
L'objectif de ce projet est de valider les performances de ce prototype de laboratoire en
produisant quelques Watt électriques, et ainsi de démontrer la balance énergétique
positive de la machine. La qualité de la membrane et du module de membrane seront
au coeur de l'optimisation des performances. La chaleur sera fournie à la machine par
un chauffe-eau. En parallèle des progrès techniques, la validation économique du
produit final sera évaluée pour différentes conditions de température et de puissance.
Grâce à la validation de ce prototype en laboratoire, OsmoBlue sera prêt à installer une
machine thermique sur un site industriel. Une étape clé vers la commercialisation de sa
technologie.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Die positive Energiebilanz des osmotischen Wärmekraftmaschine von OsmoBlue wurde validiert. Hitze bei 80° C wurde verwendet, um einen Konzentrationsgradienten zwischen zwei Lösungen zu erzeugen, die wiederum einen osmotischen Fluss durch eine Membran induziert. Dieser Prozess, der in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden kann, hat netto ein elektrisches Äquivalent von einigen Watt erzeugt. Experimente wurden ausgeführt, um die Leistungserzeugung der Wärmekraftmaschine bei verschiedenen Konzentrationen des osmotischen Mittels, bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten und bei unterschiedlichen Hydraulikdrucken zu charakterisieren. Parallel zu diesen Experimenten entwickelten wir ein numerisches Modell, das erlaubt, die Betriebsbedingungen vorherzusagen und zu optimieren, um die osmotische Strömung durch die Membran zu verbessern. Entscheidend war, dass das Projekt geholfen hat, die relevanten Schlüsselparameter zu identifizieren, um die Motorleistung zu verbessern, resp. anzuheben und die Kosten zu reduzieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Qualität der Regeneration des osmotischen Gradienten nach der Energieerzeugung wesentlich ist, um eine gute (osmotische) Nettoleistung zu erhalten.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Dahan,Elodie
Doebelin,Julien
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Schlussbericht
(Englisch)
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The positive energy balance of OsmoBlue's osmotic heat engine has been validated. Heat at 80°C was used to generate a gradient of concentration between two solutions, that induced an osmotic flow through a membrane. This process, that can be run in a close-loop, provided an equivalent net electricity of a few Watt. Experiments have been performed to fully characterize the power generation unit of the engine, testing different operating conditions: osmotic agent concentration, hydraulic pressure applied and flow rates. In parallel to the experiments, we developed a numerical model that allowed to predict and optimize the operating conditions to enhance the osmotic flow through the membrane. Most importantly, this project helped us identify the key parameters that need to be improved in order to enhance the engine's performance and reduce its cost. The results show that the quality of the re-generation of osmotic gradient after power generation is essential to obtain a good osmotic net power.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Dahan,Elodie
Doebelin,Julien
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le bilan énergétique positif du moteur thermique osmotique OsmoBlue a été validé. De la chaleur à 80°C a été utilisée pour générer un gradient de concentration entre deux solutions, qui ont induit un flux osmotique à travers une membrane. Ce procédé, qui peut fonctionner en boucle fermée, a permis de produire un équivalent de quelques Watt électriques nets. Des expériences ont été réalisées pour caractériser la génération de puissance de la machine thermique à différentes concentrations d'agent osmotique, différents débits et pressions hydrauliques. Parallèlement à ces expériences, nous avons développé un modèle numérique qui a permis de prédire et d'optimiser les conditions opératoires afin d'améliorer le flux osmotique à travers la membrane. Plus important encore, ce projet nous a permis d'identifier les paramètres clés qui doivent être améliorés afin d'améliorer la performance de la machine et son coût. Les résultats montrent que la qualité de la régénération du gradient osmotique après la production d'énergie est indispensable pour obtenir une bonne puissance nette.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Dahan,Elodie
Doebelin,Julien
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