초록
최근 늘어가는 에너지 수요를 화석연료에만 의존 할 수 없게 되면서 대체 에너지의 중요성이 대두되고 있으며, 이러한 상황에서 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, 이하 ORC)등 산업체 폐열, 태양열, 지열, 해수 온도차 등의 저등급 에너지를 효과적으로 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지역난방 축열시 회수수를 혼합하지 않고 ORC를 이용하여 하부사이클을 구성하여 성능해석 상용프로그램으로 작동유체 및 운전특성을 예측하였다. 지역난방수 운전조건인 열원 온도 $120^{\circ}C$, 열원 유량 $163m^3/h$(회수수 유량을 고려한 값)로 하고 이 온도에 적합한 다수의 작동유체를 선정하여 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타난 R245fa의 경우 269.2kW출력과 6.37%효율을 얻을 수 있었다. 또한 ORC 시스템의 응축기 압력변화에 따라 지역난방 회수수 온도가 $57.3{\sim}85^{\circ}C$범위에 형성됨으로서 보일러 입구온도상승에 따른 연료 절감 효과가 예상되었다.
It is becoming increasingly important to make use of alternative energy source. because It is not able to rely on only fossil fuel for the recent increasing demand of energy consumption. With this situation, lots of studies for utilizing low grade energy such as industrial waste heat, solar energy, and geothermal energy have been conducted. The aim of this study is to predict the operation characteristics of working fluid by using performance analysis program (ThermoFlex) through the system analysis which is not mixing district return water but using ORC(Organic Rankine Cycle, hereinafter ORC) as a downstream cycle when accumulating district heating (hereinafter DH). In this study, We conducted the performance analysis for the case which has the district heating water temperature($120^{\circ}C$) and Flow rate of $163m^3/h$ (including District Heating return water flow), and examined several working fluid which is proper to this temperature. The case using R245fa (which is the best-case) showed 269.2kW power output, 6.37% efficiency. Additionally, Cut down on fuel was expected because of the boiler inlet temperature increase by being Formed $57.3{\sim}85^{\circ}C$ in a temperature of district heating return water, depending on a pressure change of a condenser in ORC system.
