Cieplno-przepływowa analiza pracy elektrociepłowni geotermalnej opartej na obiegu ORC współpracującej z wymiennikiem typu Field

Abstrakt

W artykule przedstawiono analizę pracy elektrociepłowni geotermalnej z niskotemperaturowym obiegiem ORC zasilanym energią geotermalną pozyskiwaną za pośrednictwem głębokiego geotermalnego wymiennika typu Field. W analizowanym układzie elektrociepłowni geotermalnej z niskowrzącym obiegiem ORC ciepło na cele centralnego ogrzewania może być pozyskiwane z pary opuszczającej turbinę układu ORC lub bezpośrednio z wymiennika typu Field. Jak wykazała przeprowadzona analiza takie rozwiązanie umożliwia znaczną regulację strumienia ciepła na potrzeby ogrzewcze, poprzez zmianę zarówno strumienia masowego czynnika grzewczego, jak i jego temperatury. Proponowane rozwiązanie daje również możliwość funkcjonowania układu jako ciepłownia (tylko cele grzewcze), a w przypadku braku zapotrzebowania ciepła na cele ogrzewcze, jako elektrownia (tylko energia elektryczna). Takie podejście zwiększa elastyczność proponowanego rozwiązania i pozwala na lepsze wykorzystanie zasobów energii geotermalnej pozyskiwanej za pomocą wymiennika typu Field. W analizie układu elektrociepłowni geotermalnej uwzględniono zmienność parametrów pracy samego układu ORC dla trzech różnych czynników roboczych (R1234ze, R1234yf i R227ea) oraz zmienną charakterystykę wymiennika geotermalnego (zmiana strumienia wody).