Surse noi și regenerabile de energie

1. ANALIZA CICLULUI CU AGENT DE LUCRU ORGANIC

1.1. Date iniţiale pentru calculul ORC

Sarcina lucrării: Să se elaboreze argumentat schema de principiu a instalaţiei cu ORC pentru utilizarea căldurii gazelor evacuate cu temperatura dată la temperatura mediului de 20 0C. Pentru agentul propus să se studieze influenţa presiunii şi temperaturii asupra eficienţei ciclului, să se selecteze varianta favorabilă a instalaţiei. În calcule se vor considera următoarele date numerice:

• coeficientul de păstrare a căldurii în sistem ks = 0,95;

• randamentul relativ intern al turbinei η0i = 0,85;

• randamentul mecanic ηm = 0,99;

• randamentul electrogeneratorului ηeg = 0,95;

• pierderile de presiune în instalaţie Δp = 10%.

• căderea de temperatură în schimbătoarele de căldură se va lua nu mai mică de 10 K;

• căldura disponibilă Q = 510 kW;

• temperatura gazelor tg = 220 0C;

• agenţii de lucru considerat- R600a.

Pentru instalaţia cu agentul şi parametrii aleşi să se determine:

• randamentul electric;

• puterea electrică;

• debitul agentului de lucru;

• puterea pompei de alimentare.

1.2. Schema termomecanică de principiu a instalaţiei şi argumentarea ei

Figura 1.1. Schema de principiu a ORC cu utilizarea uleiului diatermic

Principiul de funcţionare: Agentul de lucru în lichidă, la temperatura şi presiunea de condensare, este direcţionat de pompa de circulaţie către vaporizator mărindu-se presiunea, procesul 3-4. Agentul de lucru trece prin regenerator, preluând o parte de căldură de la vaporii de după turbină. Agentul de lucru organic, nimerind în vaporizator este transformat în stare gazoasă, din contul căldurii transmise de un agent de lucru intermediar (ulei termoconductiv), procesul 4-1. Agentul de lucru în stare de vapori se destinde în turbină până la presiunea de condensare, turbina pune în mişcare rotorul electrogeneratorului, procesul 1-2. După efectuarea lucrului în turbină, agentul de lucru mai conţine o cantitate mare de căldură, o parte din care se transmite agentului în stare lichidă în regenerator, pentru a ridica eficienţa ciclului în ansamblu procesul 2-3. Agentul de lucru în stare de vapori intră în condensator unde se condensează, procesul 3-4. Ciclul începe din nou.

1.3. Calculele de analiză a agentului de lucru

Pentru selectarea agentului de lucru potrivit şi operarea la parametrii optimi (presiune, temperatură), se va calcula randamentul termic al ciclului. Pentru aceasta utilizând softul Cool Pack, se vor înregistra datele în toate punctele din schemă, 1-4. Pentru a selecta temperatura la care ciclul este mai eficient, calculele se vor efectua pentru 3 temperaturi diferite.