KRYTERIA DOBORU SUBSTANCJI NISKOWRZĄCYCH POD KĄTEM MOŻLIWOŚCI ICH WYKORZYSTANIA JAKO CZYNNIKÓW OBIEGOWYCH W ELEKTROWNIACH GEOTERMICZNYCH

Podobne dokumenty
Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową

Obszar zastosowań jednoobiegowej podkrytycznej siłowni ORC w elektrowni zasilanej wodą geotermalną z jednego i dwóch źródeł ciepła

OCENA EFEKTYWNOŒCI PRACY ELEKTROCIEP OWNI GEOTERMALNEJ Z SI OWNI ORC, WSPOMAGANEJ ZESPO EM TURBINY GAZOWEJ

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

* * * Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1/2018. Sławomir WIŚNIEWSKI 1, Gabriela SOŁTYSIK 1, Władysław NOWAK 1

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

PL B1. Układ do zasilania silnika elektrycznego w pojazdach i urządzeniach z napędem hybrydowym spalinowo-elektrycznym

Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

STRESZCZENIE SŁOWA KLUCZOWE. Siłownia ORC, siłownia binarna, czynnik organiczny, siłownia jednoobiegowa, sprawność energetyczna * * *

WPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO

Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC.

OCENA MOśLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMICZNEJ DO ZASILANIA CIEPŁOWNI I ELEKTROCIEPŁOWNI. Autor: Radomir Kaczmarek, Aleksander A.

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej PRACA SEMINARYJNA

EKSPERYMENTALNE OKREŚLENIE WPŁYWU DOBORU CZYNNIKA CHŁODNICZEGO NA MOC CIEPLNĄ CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ**

KONCEPCJA WYKORZYSTANIA CIEPŁA ODPADOWEGO DO WYTWARZANIA CHŁODU NA JEDNOSTKACH PŁYWAJĄCYCH

4. SPRZĘGŁA HYDRAULICZNE

BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA ABSORPCYJNEJ POMPY CIEPŁA

Analiza porównawcza efektywności pracy układów ORC i parowego zasilanych energią cieplną spalin z turbiny gazowej

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

Skraplanie czynnika chłodniczego R404A w obecności gazu inertnego. Autor: Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Robert MATYSKO Środa, 06 Czerwiec :42

WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ DO PRODUKCJI CIEPŁA I ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLSCE

Przemiany termodynamiczne

Obieg Ackeret Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

Poligeneracja wykorzystanie ciepła odpadowego

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH POPRZEZ ZASTOSOWANIE UKŁADU ORC

Temat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza

geotermalnej typu ORC

Poprawa sprawności układów ORC i systemów trigeneracyjnych poprzez zastosowanie różnych termodynamicznych wariantów ich działania

Analiza możliwości zastosowania układów ORC uwzględniając uwarunkowania dotyczące śladu węglowego GK JSW

Spis treści. PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19

Warunki izochoryczno-izotermiczne

Techniki Niskotemperaturowe w Medycynie. Skraplarka Claude a i skraplarka Heylandta (budowa, działanie, bilans cieplny, charakterystyka techniczna).

Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

Porównanie metod określania własności termodynamicznych pary wodnej

BADANIE CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ

Kaskadowe urządzenia do skraplania gazów

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

ZASTOSOWANIE UK ADU Z BEZPOŒREDNIM ODPAROWANIEM CZYNNIKA ROBOCZEGO DO ZASILANIA ELEKTROWNI GEOTERMICZNYCH

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

BILANS CIEPLNY CZYNNIKI ENERGETYCZNE

Siłownia parowa z wieloźródłowym zasilaniem

WPŁYW ZMIAN WYBRANYCH PARAMETRÓW UKŁADU TECHNOLOGICZNEGO ELEKTROWNI NA WSKAŹNIKI EKSPLOATACYJNE

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

MODELOWANIE UKŁADÓW ELEKTROCIEPŁOWNI GAZOWO-PAROWYCH ZINTEGROWANYCH ZE ZGAZOWANIEM BIOMASY

PRACA MINIMALNA ZIĘBNICZEGO OBIEGU LEWOBIEŻNEGO

Konstrukcja pompy ciepła powietrze/woda typu Split. Dr hab. Paweł Obstawski

Obiegi rzeczywisty - wykres Bambacha

Alternatywne do R134a czynniki proponowane jako płyny robocze w klimatyzacji samochodowej i innych instalacjach chłodniczych o małej wydajności

Analiza ekonomiczna chłodzenia bezpośredniego i wyparnego

Specyficzne własności helu w temperaturach kriogenicznych

Temat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza. Karol Szostak Inżynieria Mechaniczno Medyczna

K raków 26 ma rca 2011 r.

Pompy ciepła powietrze woda serii T-CAP, czyli stała wydajność grzewcza do temperatury zewnętrznej -15stC.

Elektrownie geotermalne na świecie i w Polsce

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

ANALIZA TERMODYNAMICZNA RUROWYCH GRUNTOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA DO PODGRZEWANIA POWIETRZA WENTYLACYJNEGO

Ź ródła ciepła i energii elektrycznej

Chłodzenie ogniwa paliwowego typu PAFC z wykorzystaniem układu ORC z mokrymi i suchymi czynnikami obiegowymi

Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w źródłach rozproszonych (J. Paska)

JERZY DUDA * Słowa kluczowe: piec obrotowy, energia odpadowa, kogeneracja.

Skraplarki Claude a oraz Heylandta budowa, działanie, bilans cieplny oraz charakterystyka techniczna

WPŁYW PARAMETRÓW EKSPLOATACYJNYCH NA JEDNOSTKOWE ZUŻYCIE CIEPŁA W TURBINACH PAROWYCH

Temat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza

TECHNIKI NISKOTEMPERATUROWE W MEDYCYNIE

1. 1 J/(kg K) nie jest jednostką a) entropii właściwej b) indywidualnej stałej gazowej c) ciepła właściwego d) pracy jednostkowej

W8 40. Para. Równanie Van der Waalsa Temperatura krytyczna ci Przemiany pary. Termodynamika techniczna

Chłodzenie naturlane w całorocznym przygotowaniu czynnika ziębniczego

Obieg Ackereta-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa(Stirlinga)

Rozwój pomp ciepła sprawność energetyczna i ekologia

Każdy z nich wymaga odpowiedniego układu, w którym zachodzą procesy jego przygotowania, transportu oraz odprowadzenia ciepła.

ZMIANA PARAMETRÓW TERMODYNAMICZNYCH POWIETRZA W PAROWNIKU CHŁODZIARKI GÓRNICZEJ Z CZYNNIKIEM R407C***

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

ANALIZA MOŻLIWOŚCI WSPÓŁPRACY ELEKTROWNI O MOCY 900MW Z UKŁADEM ODZYSKU CIEPŁA ZASILAJĄCYM ORC

Wpływ regeneracji na pracę jednostek wytwórczych kondensacyjnych i ciepłowniczych 1)

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Ćwiczenie 5: Wymiana masy. Nawilżanie powietrza.

Janusz Walczak, Termodynamika techniczna

Na podstawie: J.Szargut, A.Ziębik, Podstawy energetyki cieplnej, PWN, Warszawa 2000

Kaskadowe urządzenia do skraplania gazów. Justyna Jaskółowska IMM. Techniki niskotemperaturowe w medycynie Gdańsk

SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ B.22 Przygotowanie do testów

Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych

Badanie zależności temperatury wrzenia cieczy od ciśnienia

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

ZAMIENNIKI SERWISOWE CZYNNIKA R 22

WSPOMAGANIE DECYZJI W ZAKRESIE POPRAWY EFEKTYWNOŚCI PRACY

CIEPLNE MASZYNY PRZEPŁYWOWE No. 143 TURBOMACHINERY 2013 METODY ODZYSKIWANIA CIEPŁA ODPADOWEGO. PORÓWNANIE OBIEGU ORC I SILNIKA STIRLINGA

Wykład 3. Diagramy fazowe P-v-T dla substancji czystych w trzech stanach. skupienia. skupienia

Obieg porównawczy siłowni parowych

KATEDRA APARATURY I MASZYNOZNAWSTWA CHEMICZNEGO Wydział Chemiczny POLITECHNIKA GDAŃSKA ul. G. Narutowicza 11/ GDAŃSK

Czynniki alternatywne - przyszłość chłodnictwa? Dr hab. inż. Artur Rusowicz Instytut Techniki Cieplnej Politechnika Warszawska

3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?

Obieg Ackeret-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) - podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji.

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

Transkrypt:

KRYTERIA DOBORU SUBSTANCJI NISKOWRZĄCYCH POD KĄTEM MOŻLIWOŚCI ICH WYKORZYSTANIA JAKO CZYNNIKÓW OBIEGOWYCH W ELEKTROWNIACH GEOTERMICZNYCH Autor: Radomir Kaczmarek, Aleksander A. Stachel Katedra Techniki Cieplnej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ( Energetyka nr 2 3 /211) Abstract: In the paper, in support of conducted analyses, presented has been the influence of thermal and physical properties of selected low-boiling point fluids on the quantity of power in the ORC geothermic power plant. Analysis has been applied to the possibility of application of various fluids with respect to a most effective utilization of geothermic energy. It has been taken into consideration the fluids which belong to a first group, for which feature isentropic expansion I < 1, which starts at the saturation line for vapour extend to superheated steam region. In the assessment of operation of power station utilized have been quantities characteristic to the Clausius - Rankine cycle. 1. WSTĘP Z dotychczasowych prac wynika, że w warunkach polskich temperatura cieczy opuszczającej tzw. poziomy zamknięty geotermiczny wymiennik ciepła (PZGWC), przez który jest przepompowywana w celu odebrania energii od otaczającego wymiennik szkieletu skalnego, jest stosunkowo niska i rzadko przekracza 12 C. Tym samym nie jest możliwe jej użycie do odparowania wody stanowiącej czynnik obiegowy klasycznej siłowni parowej, chociażby ze względu na niskie parametry wytwarzanej pary. Jest jednak możliwe jej użycie do odparowania substancji niskowrzących, np. związków organicznych, mogących stanowić czynnik obiegowy w tzw. siłowni niskotemperaturowej. O zasadności wyboru i zastosowania danej substancji jako czynnika obiegowego decydują jego właściwości termofizyczne. Właściwości te w znaczący sposób wpływają na uzyskiwaną mocy i sprawność siłowni, przy czym z badań wynika, że najważniejszym elementem przy wyborze rodzaju czynnika jest wielkość uzyskiwanej mocy. W pracy, na podstawie przeprowadzonej analizy wybranych substancji niskowrzących, omówiono wpływ ich właściwości termofizycznych na wielkość uzyskiwanej mocy, a tym samym przydatność do zastosowania w siłowni nisko-temperaturowej. 2. OPIS I SPOSÓB DZIAŁANIA INSTALACJI Przyjęto, że analizowane substancje zastosowano w siłowni geotermicznej, której schemat jest pokazany na rysunku 1, składającej się z trzech wymienników ciepła, to jest: parowacza, podgrzewacza i skraplacza oraz turbiny parowej współpracującej z generatorem, w których zachodzą procesy odpowiadające przemianom obiegu Clausiusa-Rankine a (C-R).

Rys. 1. Schemat elektrowni geotermicznej W układzie z rysunku 1, linia przerywana oznacza obieg siłowni niskotemperaturowej z czynnikiem niskowrzącym, zaś linia ciągła pokazuje obieg cieczy roboczej transportującej ciepło geotermiczne do siłowni. Energia geotermiczna szkieletu skalnego jest doprowadzana ze strumieniem cieczy roboczej, która podwyższa swą temperaturę pobierając ciepło w PZGWC. Z kanału wydobywczego ciecz robocza jest kierowana do parowacza, gdzie w wyniku przekazania energii czynnikowi obiegowemu, jej temperatura obniża się o T = 1 K. Następnie część strumienia cieczy roboczej ( m& s3 ), niezbędna do podgrzania czynnika obiegowego od temperatury skraplania do wymaganej temperatury panującej w parowaczu, kierowana jest do podgrzewacza. Po oddaniu ciepła w podgrzewaczu, ciecz robocza łączy się z niewykorzystanym strumieniem ( m& s2 ) i jest kierowana do kanału zatłaczającego wymiennika geotermicznego. W analizie przyjęto, że różnica temperatur pomiędzy czynnikami grzejącym a ogrzewanym wynosi w parowaczu (od strony czynnika grzejącego): na dopływie 15 K i wypływie 5 K, zaś w podgrzewaczu: na dopływie 5 K i wypływie 2 K. Temperaturę skraplania przyjęto równą 3 C.

3. OBIEG C-R Z CZYNNIKIEM NISKOWRZĄCYM Własności termofizyczne czynników niskowrzących wpływają na kształt krzywych nasycenia przedstawionych na wykresie ciśnienie-entalpia (p-h) i charakteryzowanych za pomocą tzw. współczynnika entropowego (I). Biorąc pod uwagę kształt krzywych, a tym samym wartości współczynnika entropowego, czynniki można podzielić na dwie grupy [1,2]. Do grupy pierwszej zaliczane są substancje, dla których współczynnik entropowy I < 1, zwane czynnikami suchymi. Charakteryzują się one tym, że w przypadku gdy początek izentropowej ekspansji usytuowany jest na linii pary nasyconej suchej, to jej koniec znajduje się w obszarze pary przegrzanej. Tym samym obieg Clausiusa-Rankine a realizowany z użyciem czynników grupy pierwszej, składa się z następujących przemian termodynamicznych (rys. 2a): izobarycznego doprowadzania ciepła, które obejmuje proces podgrzewania płynu (4-5) i odparowania cieczy (5-1), izentropowej ekspansji pary czynnika w turbinie (1-2s), izobarycznego odprowadzania ciepła w procesie schładzania pary (2s-2) i skraplania czynnika (2-3), izentropowego przetłaczania kondensatu (3-4). Do grupy drugiej zaliczane są czynniki, dla których współczynnik entropowy I > 1. Czynniki te zwane są czynnikami mokrymi. W przypadku tej grupy, ekspansja zaczynająca się na linii pary nasyconej suchej kończy się w obszarze pary mokrej. Z tego względu dla czynników mokrych stosuje się przegrzewanie pary, dzięki czemu ekspansja może być realizowana w obszarze pary przegrzanej z końcem procesu na linii pary nasyconej suchej (rys. 2b). Cykl przemian składających się na obieg Clausiusa-Rankine a z użyciem czynników mokrych, tworzą: izentropowa ekspansja pary czynnika w turbinie (1-2s), izobaryczne odprowadzenie ciepła w procesie skraplania (2s-3), izentalpowe przetłaczanie kondensatu (3-4), izobaryczne podgrzewanie (4-5) i odparowanie cieczy (5-6) oraz przegrzanie pary (6-1). Ze względu na możliwe do uzyskania w praktyce temperatury cieczy roboczej wypływającej z wymiennika geotermicznego, powodujące ograniczone możliwości przegrzewania pary, dalszej analizie poddano czynniki należące do grupy pierwszej. Rys. 2. Cykl przemian termodynamicznych czynnika obiegowego w obiegu C-R realizowanym w obszarze pary przegrzanej dla czynników: a) grupy I, b) grupy II

4. DOBÓR CZYNNIKÓW OBIEGOWYCH W tabeli 1 zestawiono substancje, które mogą być rozpatrywane jako potencjalnie czynniki obiegowe w siłowni parowej [3]. Jak już wspomniano, wybrano czynniki należące do grupy I, których temperatura punktu krytycznego jest większa od 8 C i nie przekracza 18 C. W tabeli podano również wielkość teoretycznej mocy jednostkowej przy wybranych temperaturach parowania. Natomiast na rysunkach 3a-c pokazano wartości jednostkowej mocy teoretycznej możliwej do uzyskania dla temperatur parowania od 9 do 125 C. Z przeprowadzonych badań [4] wynika, że istotnym elementem wyboru najbardziej efektywnego rozwiązania instalacji nie jest sprawność, która w tego typu układach na ogół jest niska, ale wielkość uzyskiwanej mocy. Z rysunków 3a-c wynika ponadto, że aby osiągnąć maksymalną moc obiegu trzeba odpowiednio dobrać rodzaj czynnika niskowrzącego. Przykładowo, dla temperatury parowania 12 C zastosowanie czynnika pozwala osiągnąć dwukrotnie większą moc niż w przypadku. Okazuje się, że decydującym tutaj parametrem termofizycznym jest entalpia parowania. Czynniki charakteryzujące się niską jej wartością w danej temperaturze pozwalają uzyskiwać większe moce. Potwierdza to rysunek 4, gdzie czynniki i mają najniższe wartości entalpii parowania w całym zakresie temperatur. Te same czynniki wg rysunku 3c pozwalają osiągnąć najwyższe moce. Spowodowane jest to tym, że mniejsza wartość entalpii parowania oznacza, iż mniej energii należy doprowadzić w celu odparowania tego czynnika. To sprawia, że w obiegu elektrowni można zastosować większy strumień czynnika obiegowego, co bezpośrednio przekłada się na wzrost mocy. Tabela 1. Zestawienie wybranych czynników niskowrzących wg [3] Lp Nazwa czynnika Wzór chemiczny Temperatura [ C] krytyczna parowania Rodzaj czynnika Moc jednostkowa [kw/kg/s] 1 CH(CH 3 ) 3 134,67 75 6,9 suchy do 15 C, 9 9,9 125 24,8 75 6,9 2 CF 3 CHFCHF 2 139,29 9 9,8 suchy 125 21,4 75 6,6 3 CF 3 CH 2 CHF 2 154,5 9 9,2 suchy 125 18, 75 6,5 4 CHF 2 CF 2 CH 2 F 174,42 9 8,9 suchy 125 16,3 75 6,8 5 CClF 2 CClF 2 145,68 9 9,6 suchy 125 2,1 6 75 6,9 5 F 12 147,41 9 9,9 C 125 21, suchy 7 CH 3-2(CH 2 )-CH 3 151,98 75 6,7 suchy

8 CF 3 CH 2 CF 3 124,92 9 CHClFCF 3 122,28 1 cyclo-c 4 F 8 115,23 11 C 4 F 1 113,18 12 R227ea CF 3 CHFCF 3 11,65 9 9,3 125 18,4 75 7,2 9 1,5 12 31,6 75 7,1 9 1,4 12 34,3 75 7,6 9 11,5 11 25,7 75 7,7 9 12, 11 31,7 75 8,1 9 13,7 95 17,6 suchy do 1 C, suchy do 85 C, suchy do 1 C, suchy do 15 C, suchy do 8 C, W podobny sposób można wytłumaczyć obniżenie temperatury cieczy roboczej zatłaczanej do wymiennika geotermicznego, jeżeli zostaną użyte czynniki o niskiej entalpii parowania. Większy strumień cieczy schłodzonej w podgrzewaczu w wyniku oddania ciepła do dużego strumienia czynnika obiegowego oraz mniejszy strumień cieczy o wysokiej temperaturze wypływający z parowacza powodują, że po ich zmieszaniu następuje obniżenie temperatury cieczy roboczej, która jest zatłaczana do wymiennika geotermicznego. Wielkość uzyskiwanej mocy zależy również od entalpii właściwej pary dopływającej do turbiny. Im wyższą wartość ma ten parametr, tym większa jest moc uzyskiwana w turbinie. W szczególnych przypadkach obieg, w którym krążący czynnik charakteryzuje się wysoką wartością entalpii parowania, a także wysoką entalpią właściwą pary, może osiągnąć wyższą moc niż obiegi z czynnikami o mniejszej wartości entalpii parowania. Przykładem może tutaj być izobutan. Zgodnie z rysunkiem 4 ma on stosunkowo wysoką wartość entalpii parowania w całym rozpatrywanym zakresie temperatur, ale w efekcie pozwala uzyskać większą moc niż obiegi z czy o mniejszych entalpiach parowania (rys. 3) Tę przewagę izobutanu widać także na wykresach T-s (rys. 5) i p-h (rys. 6), gdzie wyraźnie odbiega od pozostałych czynników lokując krzywą nasycenia x = 1 w rejonach o wyższych wartościach entalpii. Należy dodać, że najniższą wartość entalpii parowania wszystkie czynniki osiągają w pobliżu punktu krytycznego (rys. 6). Tym samym z temperaturą parowania należy zbliżyć się jak najbardziej do punktu krytycznego.

18 16 14 Moc jednostkowa [kw/(kg/s)] 12 1 8 6 4 R227ea R227ea 2 9 95 1 Temperatura parowania [ C] Rys. 3a Porównanie mocy jednostkowej obiegu C-R dla czynników obiegowych z tabeli 1, wg [3] 32 3 28 26 Moc jednostkowa [kw/(kg/s)] 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 15 11 115 Temperatura parowania [ C] Rys. 3b. Porównanie mocy jednostkowej obiegu C-R dla czynników obiegowych z tabeli 1, wg [3]

36 34 32 3 28 Moc jednostkowa [kw/(kg/s)] 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 12 125 Temperatura parowania [ C] Rys. 3c. Porównanie mocy jednostkowej obiegu C-R dla czynników obiegowych z tabeli 1, wg [3] 35 3 Entalpia parowania [kj/kg] 25 2 15 1 R142b 5 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 Temperatura parowania [ C] Rys. 4. Zależność entalpii parowania od temperatury parowania dla wybranych czynników obiegowych, wg [3]

T [ C] 2 (T kr =139,29 C) (T kr =154,5 C) (T kr =134,67 C) 15 (T kr=122,28 C) 1 R142b (T kr =137,11 C) 5 (T kr=124,92 C) -5,6,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 s [kj/(kgk) Rys. 5. Kształt krzywych nasycenia na wykresie T-s dla wybranych czynników, wg [3] log p [MPa] 1, (T kr =139,29 C) R142b (T kr=137,11 C) (T kr=154,5 C) (T kr=134,67 C) (T kr =122,28 C) 1, (T kr=124,92 C),1 1 2 3 4 5 6 7 h [kj/kg] Rys. 6. Kształt krzywych nasycenia na wykresie p-h dla wybranych czynników, wg [3] 5. PODSUMOWANIE Z przeprowadzonych obliczeń i analiz wynika, że w celu zapewnienia maksymalnej mocy instalacji siłowni geotermicznej należy dobrać taki czynnik niskowrzący, dla którego: krzywe nasycenia na wykresie p-h są usytuowane jak najbliżej siebie (zapewniają tym samym niską wartość entalpii parowania), krzywe nasycenia na wykresie p-h są położone jak najbardziej w prawo (zapewniają tym samym wysoką wartość entalpii właściwej pary na dolocie do turbiny),

temperatura punktu krytycznego jest nieznacznie wyższa od temperatury, w której następuje odparowanie (zmniejszając tym samym entalpie parowania). Ponadto przy doborze czynnika należy uwzględnić jego wpływ na środowisko. Należy pamiętać, że szczególnie negatywny wpływ na otoczenie mają czynniki zawierające w swej strukturze chlor. Z drugiej strony należy zaznaczyć, że obieg niskotemperaturowej siłowni parowej jest układem zamkniętym i kontakt czynnika obiegowego ze środowiskiem jest możliwy tylko w przypadku awarii. Literatura: [1] BONCA Z., BUTRYMOWICZ D., DAMBEK D., DEPTA A., TARGAŃSK, W.: Handbook: Refrigeration fluids and heat carriers, IPPU Masta, 1998. [2] GAWLIK K., HASSANI V.: Advanced binary cycles: Optimum working fluids, Geothermal Resources Council, Annual Meeting, California, USA, 1998. [3] REFPROP 7., National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Database 23, Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties, US, 22. [4] NOWAK W., KACZMAREK R.: Assessment of the influence of municipal water flowrate in evaporator on the effectiveness of geothermic power plant, 19 th International Conference: Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, 12-14.7.26, Aghia Pelagia, Kreta, s. 1563-1569.