Soğutucu Akışkanların Organik Rankine Çevrimi Etkinliğine Etkileri

Yıl 2018, Cilt: 7 Sayı: 2, 247 - 253, 01.08.2018

Bayram Kılıç , Emre Arabacı

Öz

Buhar
çevriminin alternatifi olarak kullanılan bu sistem, ısı transfer katsayısı
yüksek termal yağ veya direkt atık gaz ile konveksiyon yaparak ısıtılan organik
akışkanın türbin sisteminde yüksek verimliliklerde elektrik üretimi sağlar.
Sürekli atık ısı salınımı olan tüm tesislerde kullanılabilen bu sistem
özellikle düşük ısılarda yüksek verimiyle tercih edilmektedir. Organik rankine
çevrim (ORC) sistemleri, geleneksel rankine sistemleri ile benzer prensipte
çalışmaktadır. Atık ısıdan kazanılan ısı enerjisi sistemde dolaşan organik
akışkana transfer edilmektedir. Sistem atık ısı enerji miktarına bağlı olarak
200 kW’dan 15 MW’a kadar geniş bir aralıkta enerji üretimi sağlayabilir.Bir
soğutma çevriminde ısının bir ortamdan alınıp başka bir ortama nakledilmesinde
ara madde olarak yararlanılan soğutucu akışkanlar ısı alış-verişini genellikle
sıvı halden buhar haline ve buhar halden sıvı hale dönüşerek sağlarlar. Bu
durum bilhassa buhar sıkıştırmalı çevrimlerinde geçerlidir. Soğutucu akışkanlar
görevlerini ekonomik ve güvenilir bir şekilde yerine getirebilmesi için bazı
kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olması gerekir. Bu özellikler, uygulama
ve çalışma şartlarının durumuna göre değişeceği gibi her zaman bu özelliklerin
hepsini yerine getirmek mümkün olmayabilir. Bu çalışmada, farklı soğutucu
akışkanların organik rankine çevriminin etkinliğine olan etkileri
incelenmiştir. Sistemde soğutucu akışkan olarak R123, R124, R125, R134a, R143a,
R227, R365mfc, SES 36, R507 ve R407c kullanılmıştır. Analiz için gerekli termodinamik
değerler Solkane programıyla hesaplanmıştır. Bu soğutucu akışkanlar için farklı
çalışma şartlarında sistemin etkinlik değerleri incelenmiştir. Çalışma
sonucunda, sistem parametrelerinin yanı sıra soğutucu akışkan türünün de
etkinlik için önemli bir değişken olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen
sonuçlar çizelge olarak sunulmuştur. 

Anahtar Kelimeler

Organik Rankine Çevrimi, Soğutucu Akışkan, Verim

Kaynakça

• Çengel, AY., Boles, AM., (1994), Thermodynamics: An Engineering Approach. New York: McGraw-Hill.
• Gang, P., Jing, L., Jie, J., (2010), Analysis of low temperature solar thermal electric generation using regenerative Organic Rankine Cycle, Applied Thermal Engineering, 30:1004-30.
• Gozdur, AB., Nowak, W., (2007), Maximising the working fluid flow as a way of increasing power output of geothermal power plant, Applied Thermal Engineering, 27:2074:2078.
• Hui-tao, W., Hua, W., Zhu-ming, Z., (2012), Optimization of Low-Temperature Exhaust Gas Waste Heat Fueled Organic Rankine Cycle, Inter. Journal of Iron and Steel Research, 19:30:36.
• Kyoung, HK., Hyung, JK., Se, WK., (2013), Exergy Analysis of Organic Rankine Cycle with Internal Heat Exchanger, International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, 1:41:45.
• Nishith, B., Santanu, B., (2016), Thermo-economic analysis and selection of working fluid for solar organic Rankine cycle, Applied Thermal Engineering, 95:471:481.Roy, JP., Mishra, MK., Misra, A., (2010), Parametric optimization and performance analysis of a waste heat recovery system using Organic Rankine Cycle, Enegy, 35:5049:5062.
• Tchanche, B., Lambrinos, G., Frangoudakis, A., Papadakis, G., (2011), Low-grade heat conversion into power using organic Rankine cycles-A review of various applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15:3693:3979.
• Thoranis, D., Attakorn, A., Tanongkiat, K., (2016), Performance analysis of low temperature organic Rankine cycle with zeotropic refrigerant by Figure of Merit (FOM), Energy, 96:96:102.
• Verschoor, MJE., Brouwer, EP., (1995), Description of the SMR cycle which combines fluid elements of steam and organic Rankine cycles, Energy, 20:203:205. Yuandan, W., Yadong, Z., Lijun, Y., (2016), Thermal and economic performance analysis of zeotropic mixtures for Organic Rankine Cycles, Applied Thermal Engineering, 96:57:63.