مروری بر کاربرد چرخه رنکین آلی برای بازیابی حرارت تلف شده در موتورهای احتراقی

حدود دو سوم از انرژی سوخت در موتورهای احتراق داخلی از طریق دود اگزوز و سیستم خنک کاری تلف میشود. از طرفی این انرژی اتلافی منجر به افزایش مصرف سوخت، آلایندگی و گرمایش زمین با تولید گازهای گلخانه ای و اکسیدهای ازت میشود. حال سوال این است که حرارت تلف شده از موتورهای دیزلی تهدیدی است زیست محیطی یا میتواند به فرصتی برای استفاده مجدد از انرژی و افزایش توان موتور تبدیل شود؟ در مقاله حاضر با مروری بر پژوهشهای انجام شده در حوزه بازیابی حرارت تلف شده در موتورهای دیزلی به یکی از کارآمدترین مفاهیم به منظور بازیابی از این منابع حرارتی یعنی چرخه رنکین آلی پرداخته میشود. در سالهای اخیر چرخه رنکین آلی بدلیل قابلیت چشمگیر در بهبود بازده حرارتی و صرفه جویی در مصرف سوخت با بازیابی حرارت از منابع حرارت تلف شده با دمای پایین در موتورهای دیزلی جذابیت زیادی پیدا کرده است. مدل چرخه رنکین آلی حالت پایدار به ترتیب دارای راندمان حرارتی و راندمان اگزرژی تا ۲۵٪ و ۳۶٪ برای سیستمهای تک حلقه ای است. پیکره بندی سیستم چرخه رنکین آلی تک حلقه ای حدود ۲۵% توان خروجی کمتری نسبت به سیستم های حلقه دوگانه تولید میکند. سیستم چرخه رنکین آلی تک حلقه ای برای کاربردهای موتور دیزل خودرویی پیشنهاد میشود زیرا از حرارت منابع متعددی که تضمین کننده نگرانیهای وزن، فضا و هزینه است استفاده میکند. پیکره بندی چرخه رنکین آلی حلقه دوگانه بدلیل محدودیت کمتر در وزن و فضا، برای کاربردهای موتور دیزل ثابت پیشنهاد میشوند.