Разработка теплотехнических основ для внедрения фторорганических рабочих веществ в установки, работающие по "органическому" циклу Ренкина

Поиск новых рабочих веществ для систем утилизации низкопотенциальной тепловой энергии, обеспечивающих высокую термодинамическую эффективность цикла и в то же время отвечающих современным энергоэкологическим требованиям, - одна из передовых задач, стоящих перед специалистами в области энергосбережения. Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии может осуществляться в различных термодинамических циклах, но на сегодняшний день наибольшее внимание специалистов привлекает цикл Ренкина с органическим рабочим телом (Organic Rankine Cycle, ORC), где вместо воды и водяного пара используются органические жидкости, например, пентан или толуол. Перспективными для использования в такого рода установках являются фторорганические рабочие вещества.Проведенные исследования показали, что вещества фторуглеродного состава (R218, RC318, R3110) обладают благоприятными для использования в технических системах и системах жизнеобеспечения физико-химическими и эксплуатационными свойствами – безопасны для человека, инертны к конструкционным материалам, не разрушают озоновый слой Земли, не горючи, не взрывоопасны, термически устойчивы. В этой связи несомненно актуальным представляется исследование термодинамических процессов, происходящих в установках, реализующих так называемый "органический" цикл Ренкина (ОЦР), при использовании рабочих веществ фторорганического состава, прежде всего, фторуглеродов (октафторпропана R218, октафторциклобутана RC318, декафторбутана R3110).Ранее фторуглероды предлагались к внедрению в качестве рабочих тел теплосиловых циклов АЭС с ВВЭР и на быстрых нейтронах, в системах утилизации генераторного газа и в парогазовых установках, расчетным и экспериментальным путем была обоснована эффективность их использования. В последние годы были проведены исследования эффективности теплонасосных установок и систем кондиционирования воздуха при использовании неазеотропных смесей этих веществ с гексафторидом серы, где они также неплохо себя зарекомендовали.В рамках настоящего проекта предполагается разработка технических основ для внедрения фторорганических рабочих веществ в современные системы утилизации теплоты различного происхождения на основе органического цикла Ренкина.