TRI-MAX
Ανάκτηση της απορριπτόμενης θερμότητας και μετατροπή της σε ισχύ
Πεδίο εφαρμογής του έργου
Το ερευνητικό έργο TRI-MAX έχει ως κύριο στόχο την ανάπτυξη, κατασκευή και πειραματική αξιολόγηση σε πραγματικό περιβάλλον μιας θερμικής μηχανής βασισμένης στον Trilateral Flash Cycle (TFC), η οποία ανακτά την απορριπτόμενη θερμότητα και το μετατρέπει σε δύναμη. Το TFC αποτελείται από τα ίδια συστατικά με έναν Οργανικό Κύκλο Rankine, με τη μόνη διαφορά ότι το οργανικό ρευστό εργασίας θερμαίνεται μέχρι τη θερμοκρασία κορεσμού υπό υψηλή πίεση αντί να εξατμίζεται. Καθώς το οργανικό υγρό διαστέλλεται από τον κορεσμό, αλλάζει στιγμιαία φάση (διαδικασία αναλαμπής), με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της δημιουργίας μη αναστρεψιμότητας μέσω των αποφευγόμενων ενδιάμεσων διεργασιών.
Βασικές λεπτομέρειες έργου
The cycle design will take place for low temperatures (up to 130oC), while the cycle thermal power is estimated around 10-15 kW. The project goal is the efficiency increase of the thermal energy conversion to electricity, up to 20% in comparison with the traditional ORC technologies, which are mainly in use today and present low efficiency (5-6%) for waste heat recovery from low-temperature heat sources. This goal will be achieved taking advantage of two significant characteristics of the TFC, in order to maximize the cycle efficiency according to the 1st and 2nd Thermodynamic Laws. These two characteristics are:
- Πρόληψη της ισόθερμης εξάτμισης.
- Ρύθμιση του σημείου πιέσεως κατά τη θέρμανση υγρού.
- Οι συγκεκριμένοι στόχοι που πρέπει να επιτευχθούν για την επιτυχή ολοκλήρωση του έργου είναι:
- Μελέτη και ανάλυση της ροής δύο φάσεων κατά την επέκταση, προκειμένου να αξιολογηθεί πώς επηρεάζει ολόκληρο τον κύκλο.
- Ανάλυση των διαδικασιών του κύκλου ισχύος με σκοπό τη βελτιστοποίηση της απόδοσής του.
- Ανάπτυξη του εργαλείου προσομοίωσης και βελτιστοποίησης για τη διαδικασία επέκτασης και ολόκληρο τον κύκλο.
- Λεπτομερής σχεδιασμός του TFC για 10-15 kW και δοκιμαστικές διαδρομές.
- Πειραματικές δοκιμές για τη λειτουργία του κύκλου στο εργαστήριο.
- Δοκιμές TFC σε πραγματικό πεδίο.
- Τεχνοοικονομική αξιολόγηση TFC και συγκριτική ανάλυση με ανταγωνιστικές τεχνολογίες.
The TRI-MAX research project successfully developed, constructed, and experimentally tested a thermal engine based on the Trilateral Flash Cycle (TFC) to convert waste heat into power. This TFC system, similar in structure to an Organic Rankine Cycle (ORC), utilizes an organic working fluid heated up to the saturation temperature under high pressure rather than vaporized, allowing the fluid to expand and instantly change phase through a flashing process. This approach reduces cycle irreversibilities by eliminating intermediate vaporization steps. Designed for low-temperature applications up to 110°C, the TFC achieved an estimated power output of 10-15 kWe. It demonstrated a potential efficiency increase of up to 20% compared to traditional ORC systems, which typically yield 5-6% efficiency for low-temperature waste heat recovery.
Συγχρηματοδοτούμενο από την ΕΕ
