Düşük sıcaklıklı atık akışkan destekli organik rankine çevrimlerinin optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Engineering Equation Solver (EES) programı kullanılarak düşük sıcaklıklardaki endüstriyel atık akışkanlardan ısı geri kazanımı vasıtasıyla elektrik üretimi için Organik Rankine Çevrimine (ORÇ) dayalı iki farklı çevrim incelemesi sunulmuştur. İncelenen çevrimler Basit Organik Rankine Çevrimi (B-ORÇ) ve Rejeneratif Organik Rankine Çevrimleridir (R-ORÇ). Tasarlanan her iki sistemde de atık akışkan giriş sıcaklığı ve atık akışkan debisi sabit alınmıştır. Organik iş akışkanları olarak; izopentan, izobütan, R134a, R123, R245fa, R22, R13, propan ve R600 akışkanları incelenmiştir. Optimum akışkanı belirlemek amacıyla tasarlanan sistemlerde her akışkan için Termodinamiğin Birinci Kanunu (T1K) ve Termodinamiğin İkinci Kanunu (T2K) analizleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda farklı çevrim tiplerinde ve basınç aralıklarına göre çalışacak optimum akışkanlar tespit edilmiştir.

In this study, two different cycle systems on the base of Organic Rankine Cycle (ORC) have been designed for heat recovery from the industrial waste fluids at the low temperature to generate electricity using Engineering Equation Solver (EES).The designed cycles are Simple Organic Rankine Cycle (S-ORC) and Regenerative Organic Rankine Cycle (R-ORC). Waste fluid input temperature and mass flow rate are fixed in each cycle. Organic working fluids such as isopentane, isobutane, R134a, R123, R245fa, R22, R13, propane and R600 have been investigated. In order to detect the optimum working fluid, first (T1K) and second law of thermodynamics (T2K) values have been analyzed for each fluid. Finally, our study demonstrated that optimum fluids have been determined for different types of cycles and fluid pressure ranges.