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 تبخیر کننده، فشار خروجی توربین و بازده بازیاب به عنوان پارامترهای طراحی در نظر گرفته شده اند. 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 مرتب سازی نا مغلوب) 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 به نام 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 %3.7، %18.77 و %19.74 را به ترتیب نسبت به r245fa، r22 و r134a نشان می‌دهد. مقادیر فوق برای هزینه‌های کلی سالیانه به ترتیب %6.7، %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.