بهینه سازی ترمودینامیکی و ترمواکونومیک چرخه ی رانکین آلی برای بازیافت گرمایی از کارخانه‌ی سیمان

در این پژوهش از یک چرخه رانکین آلی (ORC) به منظور بازیافت گرمایی از کارخانه سیمان تهران بهره گرفته شد. همچنین با ارایه بهینه سازی­ های هم ­زمان ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی از بین سه سیال مورد بررسی، سیال مناسب با بالاترین بازده انتخاب و معرفی شد. به منظور طراحی چرخه رانکین آلی دو روش که یکی شامل مبدل احیاکننده و دیگری بدون مبدل می ­باشد، در نظر گرفته شد. با مطالعهیی مقاله ­های گذشته و بررسی سیال ­های استفاده شده، تصمیم گرفته شد که از بین سیال­ هایی که از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی در مقاله ­های گذشته، بهترین سیال معرفی شده اند، سه نوع سیال آلی R245fa، R123 و نرمال پنتان در تحلیل­ های ترمودینامیکی و ترمواکونومیک مورد بحث و مقایسه قرار بگیرند. نتیجه­ ها نشان داد که در بهینه ­سازی ترمودینامیکی با مبدل احیاکننده سیال R123 با 76/17 درصد بیش­ ترین بازده را نسبت به دو سیال دیگر دارا است و بدون مبدل احیاکننده دوباره سیال R123 با بازده 20 درصد، بالاترین نرخ بازده اول را دارا است. همچنین نتیجه ­های بهینه ­سازی اقتصادی بیانگر آن است که سیال R123 با هزینه­ ی کل تولید توان برابر با 199/0 و  315/0 به ترتیب در چرخه بدون احیاکننده و چرخه با احیاکننده کم­ ترین هزینه ی تولید را نسبت به دو سیال دیگر دارد. در کل می توان نتیجه گرفت به منظور بازیافت گرمایی از منابع دما متوسط، چه از منظر بهینه­ سازی ترمودینامیکی و چه از نظر بهینه­ سازی ترمواکونومیک سیال R123 می تواند انتخاب مناسبی برای چرخه ­هی ORC باشد.