The theoretical model of the transient behaviour for the micro combined heat and power organic Rankine cycle

• Autorzy: Matysko R. , Mikielewicz J. , Ihnatowicz E.

Warianty tytułu

Teoretyczny model ciągły dla obiegu kogeneracyjnego ORC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń obiegu ORC w warunkach eksploatacyjnych. Przeprowadzone obliczenia umożliwiają określenie bezwładności układu podczas zmiany obciążeń cieplnych parownika i skraplacza. Z obliczeń uzyskano czasy bezwładności oraz parametry temperatury na dolocie do turbiny i skraplacza dla czynnika R123. Bardzo zbliżone wyniki obliczeń parametrów uzyskanych z własnego modelu obiegu ORC do przeprowadzonego niezależnie eksperymentu dają podstawy do stwierdzenia, że model dobrze odzwierciedla układy rzeczywiste. Podkreślić należy fakt, że obliczenia dynamiki obiegu za pomocą tego modelu przeprowadzono dla różnych czynników roboczych (R123, HFE7100, propan) uzyskując dobre jakościowo wyniki, co pozwala poszerzyć zakres jego stosowalności również na inne czynniki robocze. Wyniki własnych obliczeń porównano z badaniami eksperymentalnymi obiegu ORC innych autorów uzyskując dobrą zgodność.

This article presents results of calculations of the organic Rankine cycle (ORC) in working conditions. The calculations make it possible to define the inertia of the evaporator and condenser while the heat loads change occurs. Calculations allow to get the inertia of the system, and the parameters of temperature at the inlet to the turbine and condenser for the R123 refrigerant. Very similar calculations results of the parameters were obtained from own model for ORC cycle, and experiment results performed independently gave basis to conclude that the model well reflects the real systems. It should be emphasized that the dynamics calculations for the cycle prepared by this model was conducted for different working fluids (R123, HFE7100, propane). Good quality of the results from these calculations, allows to expand the scope of the model applicability to other working fluids. Our own results of calculations were compared with other authors experimental studies of the ORC cycle obtaining a good compliance.

Słowa kluczowe

EN

micro CHP system; ORC cycle; dynamical modelling; heat transfer

PL

układ mikro CHP; obieg ORC; modelowanie dynamiczne; wymiana ciepła

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 42, nr 2
• Strony: 93--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Matysko R.

• Institute of Fluid-Flow Machinery PASci. Thermodynamics Department, Gdańsk

autor

Mikielewicz J.

• Institute of Fluid-Flow Machinery PASci. Thermodynamics Department, Gdańsk

autor

Ihnatowicz E.

• Institute of Fluid-Flow Machinery PASci. Thermodynamics Department, Gdańsk

Bibliografia

• [1] Colonna P., Putten H.: Dynamic modeling of steam power cycles. Part I-Modeling paradigm and validation. Applied Thermal Engineering 27(2007) 467-480.
• [2] Gutiérrez Ortiz F.J.: Modeling of fire-tube boilers. Applied Thermal Engineering 31(2011), 3463-3478.
• [3] Matysko R.: The transient model of ideal refrigeration cycle with control system for heat receiving and intermediary cycle in cooling chamber. In: HEAT 2011, 6th Int. Conf. Transport Phenomena in Multiphase Systems, June 28 - July 2, 2011, Ryn.
• [4] Mikielewicz J.: Modeling of thermal-hydraulic processes. Maszyny Przepływowe, Vol. 17, Ossolineum, Wrocław 1995 (in Polish).
• [5] Tarnowski W.: Systems modeling. WUPK, Koszalin 2004 (in Polish).
• [6] Tarnowski W., Bartkiewicz S.:. Mathematical modeling and computer simulation of continuous dynamic processes. WUPK, Koszalin 2000 (in Polish).
• [7] Matysko R., Mikielewicz, J.: Transient model of the combined micro-cogeneration and heat pump cycle. In: Proc. 1st Int. Congress on Thermodynamics, Poznań, 4-7 September, 2011.
• [8] Kelly N.J., Clarke J.A., Ferguson A., Burt G.: Developing and testing a generic microcombined heat and power model for simulations of dwellings and highly distributed Power systems. Proc. IMechE Part A: J. Power and Energy IMechE 222(2008).
• [9] Pei G., Li J., Li Y., Wang D., Ji J.: Construction and dynamic test of a small-scale organic rankine cycle. Energy 36(2011), 3215-3223.