KLASİK RANKİN ÇEVRİMİ İLE ORGANİK RANKİN ÇEVRİMİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

 

Klasik Rankin Çevrimi'nde su buharı yüksek basınç ve sıcaklıkta üretilip buhar türbinine yönlendirilerek mekanik enerji ve akabinde elektrik enerjisi üretilir.  Rankin Çevrimi'nde buhar, türbinden ıslak halde çıktığından dolayı genellikle kızdırıldıktan sonra türbine verilir, böylece ıslaklık derecesi azaltılmaya ve sistem verimi yükseltilmeye çalışılır. (Kızdırıcı zorunluluğu)

 

Organik Rankin Çevrimi'nde (ORC) prensip klasik Rankin çevrimindeki ile aynı olmakla birlikte, kullanılan akışkanın organik kökenli olması bakımından farklılıklar mevcuttur. Bu organik akışkanların ortak özelliği molekül kütlelerinin büyük olması ve düşük sıcaklıklarda yüksek basınçlara çıkabilmeleridir. Bundan dolayı düşük sıcaklıklı atık ısı geri kazanım uygulamalarına daha uygundurlar. Ayrıca organik akışkanlar türbin (veya expander) çıkışında su buharının aksine kızgın haldedirler. Bu yönüyle ORC sistemlerinde organik akışkanın kızdırılması için kızdırıcı ekipmanı zorunluluğu yoktur.

 

 

 

ORC SİSTEMLERİNİN AVANTAJLARI

 

⦁ ORC sistemleri %10 kapasitelere kadar verimlerini çok fazla kaybetmeden çalışabilirler

 

⦁ ORC akışkanının türbin çıkışında halen kızgın halde olması kanatlarda erozyon problemini azaltır

 

⦁ Aynı nedenle organik akışkanı türbine girmeden önce kızdırma zorunluluğu bulunmamaktadır, verim arttırmak için istenirse kızdırma uygulanabilir

 

⦁ ORC türbinleri buhar türbinlerine göre daha düşük devirlerde çalışarak düşük gürültü emisyonu sağlar

 

⦁ ORC sistemlerinde genelde ara dişli kutusu gerekmez, böylece aktarma kayıpları yok edilebilir.

 

⦁ ORC sistemleri buharlı sistemlere göre daha az kompleks olup genelde operatör gerektirmez

 

⦁ Sistem tamamen kapalı devre olup, soğutma kulesi haricinde ilave (make up) akışkan veya kimyasal kaybı yoktur

 

⦁ ORC sistemleri daha düşük sıcaklık ve basınçlarda çalışabilir

 

⦁ ORC akışkanlarının donma noktaları genelde çok düşük olup düşük ortam sıcaklıklarında verim daha da artar, donma önlemine gerek yoktur.  

 

⦁ Akışkanların büyük molekül kütlelerinden (yoğunluk) dolayı tesisat ve ekipman boyutları daha küçüktür. 

 

ORC SİSTEMLERİNİN DEZAVANTAJLARI

 

⦁ Yüksek sıcaklıktaki atık ısı uygulamalarında klasik Rankin çevrimi kadar verim sağlamazlar 

 

⦁ Akışkanların yüksek yoğunluklu oluşu ve buharlaşma entalpilerinin düşük oluşundan dolayı sıvı faz sirkülasyon pompası enerji iç tüketimi daha yüksektir

 

⦁ Genel anlamda ORC akışkanları zehirli ve parlayıcı olduğundan daha hassas bir kurulum işçiliği gerektirir

 

BAZI ORC AKIŞKANLARININ TERMOFİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN SU BUHARI İLE KARŞILAŞTIRILMASI

 

 

 

 

 

 

 

ORC SİSTEMLERİNİN KULLANILABİLECEĞİ BAZI SEKTÖRLER

 

⦁ Atık ısı geri kazanımı (Çimento, cam, çelik, endüstriyel proses vs)

 

⦁ Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi (CSP)

 

⦁ Jeotermal uygulamalar

 

⦁ Gaz motorları ve gaz türbinleri

 

⦁ Biyogaz ve çöp gazı tesisleri

 

⦁ Biokütle tesisleri