Performance Investigation of Solar Organic Rankine Cycle Systems With and Without Regeneration and With Zeotropic Working Fluid Mixtures for Use in Micro-Cogeneration
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Globally there are several viable sources of renewable, low-temperature heat (below 130°C) particularly solar energy, geothermal energy, and energy generated from industrial wastes. Increased exploitation of these low-temperature options has the definite potential of reducing fossil fuel consumption with its attendant very harmful greenhouse gas emissions. Researchers have universally identified the organic Rankine cycle (ORC) as a practicable and promising system to generate electrical power from renewable sources based on its beneficial use of volatile organic fluids as working fluids (WFs). In recent times, researchers have also shown a preference for/an inclination towards deployment of zeotropic mixtures as ORC WFs because of their capacity to improve thermodynamic performance of ORC systems, a feat enabled by better matches of the temperature profiles of the WF and the heat source/sink. This paper demonstrates both the technical feasibility and the notable advantages of using zeotropic mixtures as WFs through a simulation study of an ORC system. The study examines the thermodynamic performance of ORC systems using zeotropic WF mixtures to generate electricity driven by low-temperature solar heat source for building applications. A thermodynamic model is developed with an ORC system both with and excluding a regenerator. Five zeotropic mixtures with varying compositions of R245fa/propane, R245fa/hexane, R245fa/heptane, pentane/hexane and isopentane/hexane are evaluated and compared to identify the best combinations of WF mixtures that can yield high efficiency in their system cycles. The study also investigates the effects of the volumetric flow ratio, and evaporation and condensation temperature glides on the ORC’s thermodynamic performance. Following a detailed analysis of each mixture, R245fa/propane is selected for parametric study to examine the effects of operating parameters on the system’s efficiency and sustainability index. For zeotropic mixtures, results showed that there is an optimal composition range within which binary mixtures are inclined to perform more efficiently than the component pure fluids. In addition, a significant increase in cycle efficiency can be achieved with a regenerative ORC, with cycle efficiency ranging between 3.1–9.8% and 8.6–17.4% for ORC both without and with regeneration, respectively. Results also showed that exploiting zeotropic mixtures could enlarge the limitation experienced in selecting WFs for low-temperature solar organic Rankine cycles.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».