Com a ênfase crescente na utilização de energia renovável, o Ciclo Orgânico Rankine (ORC) está se tornando uma solução para a conversão de energia térmica de alta eficiência.Essa tecnologia de circulação é particularmente adequada para a utilização de fontes de calor de baixa temperatura, disponibilizando assim o calor residual e outras fontes de calor de baixa qualidade.

O ciclo Organic Rankine pode efetivamente converter o calor residual em eletricidade, o que é de significância de longo alcance para usos industriais e outros.

Os ciclos tradicionais do motor térmico tendem a ser otimizados apenas para fontes de calor de alta temperatura, enquanto os ciclos orgânicos de Rankine utilizam fontes de calor de baixa temperatura, o que o torna mais flexível no material e na operação.Com base nesse ponto, as aplicações comerciais da ORC estão aumentando gradualmente, especialmente nos campos de energia geotérmica, recuperação de calor residual e geração de energia de incineração de resíduos.

Princípio da operação do Ciclo Organic Rankine

No ciclo Organic Rankine, as mudanças de fase e as propriedades termodinâmicas do fluido de trabalho utilizadas são significativamente diferentes do ciclo de vapor de água tradicional.O processo de trabalho desse ciclo consiste em quatro estágios principais: compressão, aquecimento, expansão e resfriamento.

No estágio de compressão, o fluido de trabalho líquido é entregue a um ambiente de alta pressão através da bomba.Durante a fase de aquecimento, o fluido de trabalho recebe energia da fonte de calor de baixa temperatura no trocador de calor e o converte em gás.Durante o processo de expansão, no expansor, o gás libera energia, empurrando o gerador a gerar eletricidade.Finalmente, o gás inacabado retorna ao sistema de resfriamento e se torna líquido novamente na circulação.

Este ciclo pode converter energia a um menor custo de energia e maximizar a utilização da energia térmica.

Comparação com o ciclo tradicional

O Loop Organic Rankine tem maior adaptabilidade e flexibilidade em comparação com o loop tradicional de Rankine.Especialmente quando confrontado com as mudanças nas condições operacionais, a eficiência do ORC permanece alta, o que a torna particularmente popular na mudança da demanda do mercado.

Além disso, como os fluidos orgânicos normalmente consomem relativamente pouca energia durante sua gaseificação e liquefação, o custo geral de conversão de energia térmica também é relativamente baixo.Além disso, devido às propriedades desses fluidos, o ciclo Organic Rankine também pode reduzir as emissões de poluentes, especialmente hoje com preocupações crescentes sobre os impactos ambientais.

Cenários de aplicação

Os cenários de aplicação da tecnologia ORC incluem: recuperação de calor de resíduos industriais, utilização geotérmica de energia, conversão de energia após incineração de resíduos, etc. Essas áreas que foram subdesenvolvidas no passado foram agora reavaliadas e prestaram atenção.

É a promoção dessas aplicações práticas que gradualmente tornaram o ORC considerado como uma tecnologia importante para a transformação futura de energia.

Desafios técnicos

Embora o potencial da tecnologia ORC seja emocionante, ela ainda enfrenta muitos desafios.Por exemplo, selecione o fluido de trabalho certo para se adaptar à fonte de calor para garantir a econômica e a estabilidade do sistema, mantendo a alta eficiência.

Os engenheiros precisam fazer trade-offs finos no design de seleção e sistema de fluidos para garantir o desempenho operacional ideal em todos os tipos de aplicações.

Outlook futuro

Com o avanço da tecnologia de energia renovável, estima -se que o ORC seja promovido em mais áreas de aplicação, e pesquisas futuras também estarão comprometidas em melhorar a eficiência do sistema e reduzir os custos.

Isso nos traz pensamentos: como descobrir melhor o potencial de fontes de calor de baixa temperatura para ajudar o futuro do desenvolvimento sustentável?

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