سیستم بازیافت حرارت اتلافی خودروهای سنگین بر مبنای سیکل رانکین ارگانیک

با وجود پیشرفت های اخیر در بهبود کارآیی موتورهای دیزل، بیش از نیمی از انرژی ورودی سوخت به صورت حرارت اتلافی از اگزوز، سرمایش موتور یا از طریق تشعشع از سطوح داغ موتور، به محیط منتقل می شود. از طرفی موتورهای احتراق داخلی یکی از اصلی ترین منابع آلایندگی هوا به شمار می روند که موجب بروز مشکلات عمده ای از قبیل تخریب لایه ازون، گرم شدن زمین و به خطرافتادن سلامت موجودات زنده شده است. بازیافت حرارت اتلافی موتورهای احتراق داخلی، راهکاری برای افزایش راندمان این موتورها و کاهش آلایندگی محیطی ارایه می دهد. یک روش نسبتا کم هزینه و ساده به منظور بازیافت حرارت اتلافی موتورهای احتراق داخلی، استفاده از سیکل رانکین به منظور تولید توان مکانیکی برای تبدیل به توان الکتریکی و ذخیره در باتری برای کاربردهای برقی خودرو است. در این مقاله امکان استفاده از سیستم بازیافت حرارتی اگزوز اتوبوس بدون استفاده از حرارت سایر منابع بازیافتی، با استفاده از سیکل رانکین ارگانیک، به منظور افزایش راندمان موتور دیزل اتوبوس مورد بررسی قرار گرفته است. براساس میزان حرارت قابل استحصال از اگزوز اتوبوس در چند حالت کاری موتور دیزل، میزان دبی سیال عامل و توان خروجی سیکل رانکین محاسبه شده است. نتایج محاسبات، افزایش ۵/۱کیلوواتی توان موتور دیزل معادل با رشد ۱/۱۲درصدی راندمان موتور، در شرایط بار جزئی موتور را نشان می دهد. توان مکانیکی تولیدی توسط میکروژنراتور به توان الکتریکی تبدیل می شود و در باتری به منظور استفاده در تجهیزات برقی خودرو از قبیل فن ها و لامپ ها و همچنین شارژ گوشی سرنشینان، ذخیره می شود.

کلیدواژه ها:

Waste heat recovery ، Organic Rankine cycle ، Diesel engine ، Performance analysis ، بازیافت حرارت اتلافی ، سیکل رانکین ارگانیک ، موتور دیزل ، تحلیل کارآیی