Θερμοδυναμική ανάλυση ηλιακού κύκλου ORC και επιλογή βέλτιστου ψυκτικού μέσου - Πολίτη, Χρύσα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας, 2018)
Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η θερμοδυναμική ανάλυση ενός ηλιακού κύκλου ORC και η επιλογή βέλτιστου ψυκτικού μέσου. Συγκεκριμένα, γίνεται θερμοδυναμική μοντελοποίηση και προσομοίωση ενός ηλιακού οργανικού κύκλου Rankine (ORC), ο οποίος αποτελείται από έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη, που χρησιμοποιείται ως ατμοποιητής, ένα περιστροφικό πτερυγιοφόρο εκτονωτή, έναν υδρόψυκτο συμπυκνωτή και μία αντλία. Οι προσομοιώσεις διεξάγονται υπό σταθερή θερμοκρασία/ πίεση συμπύκνωσης και διάφορους λόγους πίεσης κύκλου (PR) για πέντε οργανικά ρευστά συμπεριλαμβανομένων των υδρογονανθράκων (HCs) και των υδροφθορανθράκων (HFCs). Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στην επίδραση του λόγου πίεσης και των φυσικών ιδιοτήτων των ρευστών στην απόδοση του ηλιακού κύκλου ORC, καθώς και στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και την ασφάλεια των ρευστών, συμπεριλαμβανομένου του δυναμικού υπερθέρμανσης του πλανήτη GWP, της αναφλεξιμότητας και της τοξικότητας. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης δείχνουν ότι όταν το ίδιο υγρό εξετάζεται, ο λόγος πίεσης του κύκλου οδηγεί σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας, όπως η πίεση του συλλέκτη (εξάτμισης) που επηρεάζει την απόδοση του συλλέκτη, του εκτονωτή και του κύκλου. Έπειτα, περιγράφονται οι «κατευθυντήριες γραμμές επιλογής θερμικών ρευστών για την επίτευξη μέγιστης αποτελεσματικότητας σε τεχνολογίες της ηλιακής θερμικής ενέργειας λαμβάνοντας υπόψιν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται ο ηλιακός οργανικός κύκλος Rankine. Ειδικότερα παρουσιάζονται οι βασικές αρχές του κύκλου και τα κύρια συστατικά ενός χαρακτηριστικού ηλιακού κύκλου Rankine. Έπειτα, γίνεται αναφορά στα εργαζόμενα μέσα που τον υλοποιούν και στις ιδιότητές τους. Επίσης περιγράφονται οι τεχνικές εφαρμογές του κύκλου και αναλύονται οι εκτονωτικές διατάξεις που χρησιμοποιούνται στις διάφορες εφαρμογές Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται το ηλιακό σύστημα ORC το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην εργασία. Αναλύεται θερμοδυναμικά το κάθε συστατικό της εγκατάστασης και διατυπώνονται οι θεωρητικές σχέσεις που διέπουν τη λειτουργία του συστήματος Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία προσομοίωσης που εφαρμόστηκε στην εργασία. Συγκεκριμένα, περιγράφονται οι επαναληπτικές διαδικασίες και τα βήματα του αλγόριθμου, ο οποίος επιλύει το θέμα και προγραμματίστηκε σε περιβάλλον Matlab. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται υπό τη μορφή διαγραμμάτων και αναλύονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την μοντελοποίηση και την προσομοίωση του ηλιακού κύκλου ORC. τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από το σύνολο της παρούσας εργασίας.