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Il Ciclo Rankine Organico

Principio di Funzionamento

Il ciclo Rankine organico è un ciclo termodinamico ad alta efficienza che prende il proprio nome dal fisico scozzese W.J.Macquorn Rankine (1820-1872) che lo inventò.

Le sue caratteristiche che lo rendono ideale per il recupero termico da fonti a bassa temperatura.

Il funzionamento del ciclo è illustrato nello schema.

Una sorgente di calore (Qin) riscalda attraverso uno scambiatore di calore (2), detto evaporatore, uno speciale fluido di lavoro.

Questo fluido organico, 100% biodegradabile ed atossico, con un punto di ebollizione molto inferiore a quello dell’acqua, esposto a tale calore si espande diventando un gas secco ad alta pressione (3) che muove una turbina (Wturbine) generando energia meccanica.

Tale energia meccanica viene convertita in energia elettrica da un alternatore calettato sullo stesso asse della turbina. L’energia elettrica così prodotta viene utilizzata in loco o immessa in rete.

All’uscita della turbina il fluido di lavoro – ora in forma gassosa – viene portato ad un secondo scambiatore di calore (4), detto condensatore, dove cede il proprio calore in eccesso e condensa ritornando ad essere un liquido. Il fluido di lavoro in fase liquida viene quindi reinviato da un’apposita pompa (1), nello scambiatore-evaporatore completando così il circuito chiuso.

Il calore in eccesso rilasciato nello scambiatore-condensatore (Qout) rappresenta una fonte di energia termica direttamente utilizzabile per la cogenerazione, come riscaldamento ambientale oppure per preriscaldare il combustibile, o ancora per essiccare la biomassa riducendone il contenuto di umidità ed aumentandone così il valore energetico.

I nostri sistemi possono inoltre essere utilizzati in abbinamento ad assorbitori per la realizzazione di impianti di trigenerazione (elettricità + calore + freddo).

Vantaggi

I sistemi ORC progettati e costruiti da Zuccato Energia presentano numerosi vantaggi.

Vantaggi tecnologici

  • Elevata efficienza termodinamica del ciclo Rankine Organico
  • Turbina ad alta efficienza (fino al 90%)
  • Alte performances anche a carico parziale – produzione modulabile secondo l’energia termica disponibile
  • Minima usura del rotore, grazie ai cuscinetti ceramici
  • Alternatore in presa diretta con la turbina per eliminare le perdite inerenti nei riduttori;
  • Acqua come fluido vettore anziché olio diatermico, quindi massima sicurezza di utilizzo
  • Fluido di lavoro eco-compatibile non tossico né infiammabile
  • Fluido di lavoro asciutto – preserva la turbina da cavitazione ed erosione
  • Ciclo chiuso e sigillato che evita cambi e contaminazione del fluido di lavoro

Vantaggi applicativi

  • Basse pressioni operative che non richiedono personale specializzato o autorizzazioni speciali
  • Minimo impatto ambientale che snellisce le pratiche burocratiche
  • Estrema applicabilità a molteplici settori industriali