مدل سازی ترمودینامیکی و اگزرژواکونومیکی سیکل اصلاح شده ارگانیک رانکین آلی با استفاده از بازیاب حرارتی با منبع حرارتی زمین گرمایی

در تحقیق حاضر به بررسی اثر یک بازیاب حرارتی بر روی عملکرد سیکل ترکیبی ارگانیک رانکین (ORC) و زمین گرمایی پرداخته شد. آب داغ خروجی از زمین وارد یک جداساز مایع- بخار می شود. بخار تولیدی وارد قسمت توربین بخار و قسمت مایع نیز وارد یک مبدل حرارتی جهت سوپرهیت نمودن مبرد و چرخش توربین ORC می شود. مدل سازی انرژی، اگزرژی و اگزرژواکونومیکی با استفاده از نرم افزار EES و دیدگاه SPECO در طیف وسیعی از مبردهای آلی مختلف انجام گردید. نتایج نشان داد که توان خروجی سیستم بر حسب فشار جداساز برای سیکل ساده دارای یک نقطه بیشینه است، اما برای سیکل اصلاح یافته بدون محدودیت و به صورت صعودی افزایش می یابد. از نظر تحلیل انرژی، مبردهای R۲۳۷ea، n-Pentane با ۴۵.۴ و ۴۰ درصد دارای بیشترین مقادیر افزایش توان تولیدی در هنگام استفاده از سیکل اصلاح یافته نسبت به سیکل ساده هستند. از نظر مبلغ صرفه جویی در هزینه تولید توان، مبردهای R۲۳۷ea و R۱۲۳ با ۰.۶۳و ۰.۵۵ (cent/kW-hr) در صدر بهترین مبردها می باشند. مبرد cis-۲-butene با ۶۳۷۶ کیلووات بهترین مبرد از لحاظ میزان تولید توان و مبرد R۲۳۷ea بهترین مبرد از لحاظ هزینه صرفه جویی تولید توان می باشد.

Keywords:

زمین گرمایی , سیکل اصلاح شده ارگانیک رانکین , بازیاب حرارتی , اگزرژواکونومیک