بهینه سازی فنی- اقتصادی سیکل ارگانیک رانکین به همراه بازیاب با در نظر گرفتن سیالات کاری مختلف

در این مقاله یک سیکل ارگانیک رانکین همراه با بازیاب برای بازیافت گرمای اتلافی میکروتوربین مدل‌سازی و بهینه‌سازی شده است. دبی جرمی سیال عامل، کار خالص میکروتوربین، فشار تبخیر­کننده، فشار خروجی توربین و بازده بازیاب به عنوان پارامترهای طراحی در نظر گرفته شده­اند. چهار سیال شامل R123، R245fa، R22 و R134a انتخاب‌شده و به‌عنوان سیال کاری در سیکل مورد استفاده قرارگرفته‌اند. سپس الگوریتم NSGA-II (الگوریتم ژنتیک با مرتب­سازی نا­مغلوب) به‌منظور بیشینه‌سازی بازده حرارتی و کمینه‌سازی هزینه‌های کلی سالیانه (شامل هزینه سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه سوخت و هزینه‌های محیطی) ، به کار گرفته شده است. نتایج طراحی بهینه به‌صورت یک دسته جواب به­نام جبهه پارتو ارائه داده شده است. نتایج بهینه‌سازی نشان می‌دهند که بهترین سیال کاری، هم از نظر ترمودینامیکی و هم از نقطه نظر اقتصادی، R123 می‌باشد. نتایج بهینه R123 از نظر بازده ترمودینامیکی بهبود %7/3، %77/18 و %74/19 را به­ترتیب نسبت به R245fa، R22 و R134a نشان می‌دهد. مقادیر فوق برای هزینه‌های کلی سالیانه به ترتیب %7/6، %10 و %24 به دست آمد. در کل، به نظر می‌رسد که سیالات با شیب منحنی بخار اشباع بی نهایت و مثبت، بازده حرارتی بالاتر و هزینه‌های کلی سالیانه کمتری دارند. به‌علاوه، با افزودن یک سیکل ارگانیک رانکین با بازیاب بازده حرارتی میکروتوربین که حدود %30 است به اندازه  %12 افزایش می‌یابد.