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NTIS 바로가기한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.31 no.3, 2011년, pp.73 - 79
김경훈 (금오공과대학교 기계공학과) , 한철호 (금오공과대학교 지능기계공학과) , 김기만 (금오공과대학교 기계시스템공학과)
ORC(organic Rankine cycle) has potential of reducing consumption of fossil fuels and has many favorable characteristics to exploit low-temperature heat sources. This work analyzes performance of ORC with superheating using low-temperature energy sources in the form of sensible energy. Maximum mass f...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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유기 랭킨사이클(ORC)에 관련된 연구에는 어떤 것이 있는가? | Rayegan과 Tao1)는 태양 유기 랭킨사이클에서 태양집열 효율을 70%에서 100%로 향상시키면 시스템의 엑서지 효율은 최고 5% 향상되지만 작동유체의 선정과 시스템의 비가역성 감소를 통해 엑서지 효율을 35%까지도 향상시킬 수 있음을 보였다. Dai등2)은 작동 유체에 따라 엑서지 효율을 최대로 하는 ORC의 최적조건에 대해 비교 검토하였고 Hung등3)은 열원의 온도가 매우 낮을 때 ORC의 특성을 조사하였다. Delgado-Torres등4)은 ORC를 채용한 태양열 해수 담수화 플랜트에서 장치에서의 최적운전조건에 대해서 Heberle등5)은 ORC를 채용한 지열원 열병합 플랜트에서 엑서지 효율을 기준으로 하는 최적 조건에 대해 연구하였다. Jing등6)은 ORC를 채용한 태양열 플랜트에서 연간 최고 효율을 올릴 수 있는 최적 운전 조건에 대해 조사하였으며, Lai등7)는 비교적 고온의 열원을 활용하는 ORC에 대해 연구하였다. Tchanche등8)는 SORC에서 어떤 작동유체의 열효율이 높다 하더라도 터빈 출구에서 체적 유량이 매우 커지면 플랜트 건설비용이 크게 늘어나기 때문에 작동유체로서 적합하지 않다는 사실을 지적하였다. Kim9)은 친환경적인 아홉가지 작동유체를 대상으로 다양한 관점에서 열역학적 성질들을 비교 분석하고,특히 터빈입구온도가 매우 낮아질 때의 거동을 분석하였다. | |
ORC에서 작동유체로 사용하는 것은? | 최근 들어 저등급 에너지를 효과적으로 활용할 수 있는 방법으로서 유기 랭킨사이클(ORC)이 세계적으로 크게 주목받고 있다. ORC에서는 작동유체로 물 대신에 냉매나 탄화수소를 주로 쓰게 되는데, 어떤 작동유체를 사용하는가와 어떤 조건으로 작동할 것인가가 시스템의 운전과 에너지 효율과 환경 문제에 큰 영향을 준다. | |
열효율이란? | 그림 7에서는 작동유체, 열원온도, 증발온도에 따른 시스템의 열효율의 변화를 보여준다. 열효율은 외부 열원으로부터 흡수한 열량 중 순생산일의 비율로 정의되며, 주어진 열원 온도에서 증발온도가 높아질수록 증가한다. 하지만 고정된 증발온도, 즉 터빈입구압력에서는 복잡한 경향을 보여 낮은 증발온도에서는 열원온도가 낮을수록 열효율이 높다가 열원온도가 높아지면 열원온도에 대해 최대값을 가질 수 있다. |
Rayegan R, Tao Y.X, A procedure to select working fluids for Solar Organic Rankine Cycles (ORCs), Renewable Energy, Vol.36, 2011, pp.659-670
Dai Y, Wang J, Gao L, Parametric optimization and comparative study of organic Rankine cycle (ORC) for low grade waste heat recovery, Energy Convs. Mgmt., Vol.50, 2009, pp.576-582.
Hung T.C, Wang S.K, Kuo C.H, Pei B.S, Tsai K.F, A study of organic working fluids on system efficiency of an ORC using low-grade energy sources, Energy, Vol.35, 2010, pp.1403-1411
Delgado-Torres A.M, Garcia-Rodriguez, Analysis and optimization of the lowtemperature solar organic Rankine cycle (ORC), Energy Convs. Mgmt, Vol.51, 2010, pp.2846-2856.
Heberle F,Brueggemann D,Exergy based fluid selection for a geothermal organic Rankine cycle for combined heat and power generation, Applied Thermal Eng., Vol.30, 2010, pp.1326-1332.
Jing L,Gang P,Jie J,Optimization of low temperature solar thermal electric generation with organic Rankine cyclein different areas, Applied Energy, Vol.87, 2010, pp. 3355-3365
Lai N.A, Wendland M, Fisher J, Working fluids for high temperature organic Rankine cycle, Energy, Vol.36, 2011, pp.199-211
Tchanche B.F, Papadakis G, Frangoudakis A, Fluidselection for a low-temperature solar organic Rankine cycle, Applied Thermal Eng., Vol.29, 2009, pp.2468-2476.
김경훈, 작동유체에 따른 유기랭킨사이클 (ORC)의 열역학적 성능에 관한 연구,수소및신에너지학회논문집, Vol.22, 2011, pp. 223-231.
Gao J, LiL. D, Zhu Z.Y, Ru S.G, Vapor liquid equilibria calculation for a symmetric systemsusing Patel-Tejaequation of state with a new mixingrule, Fluid Phase Equilibria, Vol.224, 2004, pp.213-219
Yaws C.L, Chemical properties handbook, McGraw-Hill, 1999
Cengel Y.A, Boles M.A,Thermo-dynamics, an engineering approach, 7th., McGraw-Hill, 2008
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