50kW有機朗肯循環系統與熱交換器性能分析

有機朗肯循環系統使用有機流體來擷取低溫廢熱並將其熱能轉為電能輸出，以達到節能減碳效果。本文利用熱力學定律分析－50kW有機朗肯循環系統，比較R123、236fa、R245fa、R600及n-Pentane五種工作流體對系統的性能，併初亦得以判斷工作流體熱效率大小的優質（FOM），此優質結合了傑寇數、蒸發溫度及冷凝溫度；由18種工作流體在不同條件下分析結果指出，熱效率越高的工作流體其所對應的優值就越低，且與現有文獻數據比較亦符合此趨勢。本研究使用的冷凝器與蒸發器可分別為殼管式交換器語板式熱交換器，在熱阻抗分析結果指出冷凝器熱阻皆集中在殼側，可以使用熱傳增強管來改善熱阻質差異；在蒸發器中熱阻集中在工作流體側，尤其是在預熱區中阻抗值差異幅度明顯大於蒸發區，較好的作法為使遇熱區與蒸發區分離成兩獨立熱交換器，再降低遇熱區中工作流體的熱阻抗。