2 / 7
В.П. Леонов, В.А. Воронов, К.А. Апсит, А.В. Ципун
2
Проблемам использования цикла Ренкина должное внимание уделяет-
ся зарубежными учеными. Так, в работах [1, 2] рассматривается вопрос о
применении когенерационной установки для одновременной выработки
электрической и тепловой энергии. При этом полученная теплота может
применяться для производства горячей воды (70…90 °C), пара или низко-
потенциальной теплоты (40…60 °C), а также холода с уровнем температуры
7,0…12,5 °C (тригенерация). К особенностям цикла Ренкина можно отне-
сти то, что подключение турбогенератора к когенерационной установке
является оптимальным решением в тех случаях, когда приоритет отдается
выработке электроэнергии, а теплота от когенерации используется в мень-
шей степени.
Сравнение цикла Ренкина с традиционными циклами, проведенное при
разных температурных уровнях, показало, что цикл Ренкина эффективен
при более низких температурах источника теплоты и при меньшей мощно-
сти установки [3, 4].
Значительное увеличение эффективности цикла Ренкина (рис. 1) может
быть достигнуто при использовании высокотемпературных сбросных потоков
и достижении максимальной температуры рабочей жидкости с высокой кри-
тической температурой [5, 6]. Планируется перевести работу установки, в ко-
торой реализуется цикл Ренкина, на более безопасные и экологически чистые
рабочие тела с более высокими критическими температурами.
Рис. 1.
Цикл Ренкина:
p
— давление;
h
— энтальпии
При применении конденсатора, охлаждаемого воздухом, температура
конденсации на 15…20
o
С выше температуры воздуха (для средней полосы
России максимальная температура воздуха составляет примерно 30
o
С). В
испарителе, нагреваемом промежуточным теплоносителем, недорекупера-
ция, как правило, равна 3…7
o
С. С учетом этого температура рабочего тела
перед составляет 90…95
o
С.
При исследовании цикла Ренкина КПД был определен с помощью про-
граммы Refprop для хладона R245fa. Температуру в конденсаторе принима-
ли равной 50
o
С (323 K), температуру в испарителе — 90…110
o
С, КПД
насоса и детандера — 0,6, КПД генератора — 0,9.
Расчет строили на следующих допущениях:
1)
КПД генератора, детандера и насоса — постоянные величины, не
зависящие от режима эксплуатации;