Μελέτη συστήματος οργανικού κύκλου Rankine (ORC) για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας σε εφαρμογές ναυτιλίας

Abstract

Η μεγάλη αύξηση στις τιμές των ορυκτών καυσίμων, η αυστηροποίηση των νόμων σχετικά με τις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα (ΙΜΟ) και ο μικρός βαθμός απόδοσης των κινητήρων ντίζελ έχουν κινήσει το ενδιαφέρον για εφαρμογές που μειώνουν τις θερμικές απώλειες και κάνουν τους κινητήρες αποδοτικότερους. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη του Οργανικού Κύκλου Ανάκτησης Ενέργειας ORC και η σύγκριση δύο πιθανών οργανικών ρευστών, του R245fa και του R1233zd, που είναι ψυκτικά 4^{\eta\varsigma} γενιάς και φιλικά προς το περιβάλλον για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας σε ναυτικές μηχανές. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε θερμοδυναμική ανάλυση για να υπολογιστούν τα κύρια χαρακτηριστικά των επιμέρους συνιστωσών που αποτελούν τον οργανικό κύκλο και του θερμικού βαθμού απόδοσης για το κάθε οργανικό ρευστό που φτάνει μέχρι 14%. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την μελέτη αυτή συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα εμπορικού λογισμικού παρουσιάζοντας μία μικρή απόκλιση σε ορισμένα χαρακτηριστικά από 0,1% έως 10%. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη έγινε υπολογισμός του κόστους αγοράς και εγκατάστασης του συστήματος και τελικά υπολογίστηκε το χρονικό εύρος απόσβεσης του συστήματος ORC σε 2,9-3 έτη.