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Con el énfasis creciente en la utilización de energía renovable, el ciclo orgánico de Rankine (ORC) se está convirtiendo en una solución para la conversión de energía térmica de alta eficiencia.Esta tecnología de circulación es particularmente adecuada para la utilización de fuentes de calor a baja temperatura, lo que hace que el calor de los desechos y otras fuentes de calor de baja calidad estén disponibles.
El ciclo orgánico de Rankine puede convertir efectivamente el calor de los residuos en electricidad, lo cual es de gran importancia para los usos industriales y de otro tipo.
Los ciclos tradicionales del motor de calor tienden a optimizarse solo para fuentes de calor de alta temperatura, mientras que los ciclos de Rankine orgánicos utilizan fuentes de calor a baja temperatura, lo que lo hace más flexible tanto en material como en operación.Según este punto, las aplicaciones comerciales de ORC están aumentando gradualmente, especialmente en los campos de la energía geotérmica, la recuperación del calor de los desechos y la generación de energía de incineración de residuos.
Principio de la operación del ciclo orgánico de Rankine
En el ciclo orgánico de Rankine, los cambios de fase y las propiedades termodinámicas del fluido de trabajo utilizado son significativamente diferentes del ciclo de vapor de agua tradicional.El proceso de trabajo de este ciclo consta de cuatro etapas principales: compresión, calentamiento, expansión y enfriamiento.
En la etapa de compresión, el fluido de trabajo líquido se administra a un entorno de alta presión a través de la bomba.Durante la fase de calentamiento, el fluido de trabajo recibe energía de la fuente de calor de baja temperatura en el intercambiador de calor y lo convierte en gas.Durante el proceso de expansión, en el expansor, el gas libera energía, presionando al generador para generar electricidad.Finalmente, el gas inacabado regresa al sistema de enfriamiento y se vuelve líquido nuevamente en la circulación.
Este ciclo puede convertir la energía a un costo de energía más bajo y maximizar la utilización de la energía térmica.
Comparación con el ciclo tradicional
El bucle orgánico de Rankine tiene una mayor adaptabilidad y flexibilidad en comparación con el bucle de Rankine tradicional.Especialmente cuando se enfrenta a las condiciones de operación cambiantes, la eficiencia de Orc sigue siendo alta, lo que lo hace particularmente popular para cambiar la demanda del mercado.
Además, dado que los fluidos orgánicos generalmente consumen relativamente poca energía durante su gasificación y licuefacción, el costo general de conversión de energía térmica también es relativamente bajo.Además, debido a las propiedades de estos fluidos, el ciclo orgánico de Rankine también puede reducir las emisiones de contaminantes, especialmente hoy con preocupaciones crecientes sobre los impactos ambientales.
escenarios de aplicación
Los escenarios de aplicación de la tecnología ORC incluyen: recuperación de calor de residuos industriales, utilización de energía geotérmica, conversión de energía después de la incineración de residuos, etc. Estas áreas que se subdesarrollaron en el pasado ahora han sido reevaluadas y prestadas la atención.
Es la promoción de estas aplicaciones prácticas la que ha hecho que Orc se considere una tecnología importante para la transformación de energía futura.
desafíos técnicos
Aunque el potencial de la tecnología ORC es emocionante, todavía enfrenta muchos desafíos.Por ejemplo, seleccione el fluido de trabajo adecuado para adaptarse a la fuente de calor para garantizar la económica y la estabilidad del sistema mientras mantiene una alta eficiencia.
Los ingenieros deben hacer compensaciones finas en la selección de fluidos y el diseño del sistema para garantizar un rendimiento operativo óptimo en todo tipo de aplicaciones.
Future Outlook
Con el avance de la tecnología de energía renovable, se estima que el ORC se promoverá en más áreas de aplicación, y las investigaciones futuras también se comprometerán a mejorar la eficiencia del sistema y reducir los costos.
Esto nos trae pensamientos: ¿cómo descubrir mejor el potencial de las fuentes de calor a baja temperatura para ayudar al futuro del desarrollo sostenible?
