증기 동력사이클의 유기 랭킨 사이클 이용한 폐열 회수 시스템의 열역학적 분석

1. 개요

증기 동력사이클의 유기 랭킨 사이클을 이용한 폐열 회수 시스템은 열 에너지를 효율적으로 활용하기 위한 혁신적인 접근법이다. 산업 전반에 걸쳐 열 에너지는 필수 불가결한 자원으로, 많은 설비와 공정에서 발생하는 폐열이 존재하는데, 이 폐열을 효과적으로 회수하고 변환하는 것은 에너지 효율성을 높이고 환경 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 유기 랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, ORC)은 낮은 온도의 열원을 활용하여 전기를 생산할 수 있는 시스템으로, 특히 폐열 회수에 유리한 특성을 가지고 있다. 유기 랭킨 사이클은 주로 유기 용매를 작용 유체로 사용하는 점에서 기존의 물을 작용 유체로 사용하는 증기 랭킨 사이클과 차별화된다. 유기 용매는 저온에서라도 증발할 수 있는 특성을 가지고 있어, 상대적으로 낮은 온도의 폐열원에서도 효과적으로 에너지를 추출할 수 있다. 이러한 특징 때문에 유기 랭킨 사이클은 산업 부산물에서 발생하는 80°C에서 300°C 정도의 저온 폐열을 회수하여 전기로 변환하는 데 적합하다. 특히 발전소, 화학 공장, 제철소, 냉각 시스템에서 발생하는 폐열은 유기 랭킨 사이클을 통해 경제적인 방법으로…