• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.105-111
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• 2020

The organic Rankine cycle (ORC) and the Kalina cycle system (KCS) are being considered as the most feasible and promising ways to recover the low-grade finite heat sources. This paper presents a comparative exergetical performance analysis for ORC and Kalina cycle using ammonia-water mixture as the working fluid for the recovery of low-grade heat. Effects of the system parameters such as working fluid selection, turbine inlet pressure, and mass fraction of ammonia on the exergetical performance are parametrically investigated. KCS gives lower lower exergy destruction ratio at evaporator and higher second-law efficiency than ORC. The maximum exergy efficiency of ORC is higher than KCS.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.5-12
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• 2015

Several working fluids for Organic Rankine Cycle(ORC) were recommended by many researchers. However, the recommended optimal working fluids were not exactly same because the operating conditions of ORC and application were different. The major parameter to select the working fluid for ORC was the temperature of available thermal energy. In this study, low-grade thermal energy was used for the heat source for ORC and the appropriate working fluids were searched among 26 candidate working fluids. The requirements to be a working fluid for ORC were reviewed and the cycle analysis for simple cycle was conducted with $75^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ at the turbine inlet and exit, respectively. R600, R601, toluene were best candidates if the system could work without leaking the working fluid. Next, R236ea, R245ca, R245fa were recommended because they are not inflammable working fluids as well as better efficiency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.521-529
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• 2012

Since the energy demand for refrigeration and air-conditioning has greatly increased all over the world, thermally activated refrigeration cycle has attracted much attention. This study carries out a performance analysis of a vapor compression cycle (VCC) driven by organic Rankine cycle (ORC) utilizing low-temperature heat source in the form of sensible heat. The ORC is assumed to produce minimum net work which is required to drive the VCC without generating an excess electricity. Effects of important system parameters such as turbine inlet pressure, condensing temperature, and evaporating temperature on the system variables such as mass flow ratio, net work production, and coefficient of performance (COP) are thoroughly investigated. The effect of choice of working fluid on COP is also considered. Results show that net work production and COP increase with increasing turbine inlet pressure or decreasing condensing temperature. Out of the five kinds of organic fluids considered $C_4H_{10}$ gives a relatively high COP in the range of low turbine inlet pressure.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1992년도 학술발표회 초록집
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• pp.79-80
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• 1992

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제18권1호
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• pp.29-35
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• 1989

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.919-926
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• 2013

본 연구에서는 소형 저온 유기랭킨사이클 시스템의 작동특성을 파악하기 위하여 R-245fa를 작동유체로 사용한 소형 ORC 발전 시스템을 설계 및 제작하였고, 다양한 저온의 열원온도에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 저온 열원을 모사하기 위하여 최고 $150^{\circ}C$의 물을 공급할 수 있는 110 kW급의 전기저항 히터를 제작하였으며, 컨트롤러를 통해서 다양한 열원 온도 및 유량조건에 대한 실험이 가능하도록 구성하였다. 또한, 상용 공기용 스크롤 압축기를 이용하여 팽창기로 개조하고 동력계 및 동기식 모터와 직접 연결하였다. 로드뱅크 및 PI 제어방식을 사용하여 팽창기의 회전속도에 따른 동일 열원온도 조건에 대한 실험을 각각 수행하였으며, 소형 ORC 시스템의 성능에 영향을 미치는 다양한 인자들에 대하여 분석하고 논의하였다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.402-410
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• 2012

본 연구에서는 가솔린 엔진 자동차에서 엔진 폐열 회수를 위한 이중 회로 랭킨 사이클 성능 해석이 수행되었다. 고온(HT)의 엔진 배기가스 열회수를 위해서는 물을 사용하는 스팀사이클이 적용되었고, 엔진 냉각수열과 고온 사이클로부터의 응축열을 활용하는 저온(LT) 사이클은 R-134a를 사용하는 유기랭킨사이클이 적용되었다. 고온 및 저온 열원을 동시에 활용하는 이중 회로 시스템의 특성을 파악하기 위해 에너지 및 엑서지 분석이 수행되었다. 고온 및 저온 사이클에 사용되는 용적형 팽창기의 체적이 차량적용을 위한 시스템 최적화에 매우 중요하며 시스템 최적화를 위해서는 반드시 고려되어야 한다. 목표로 하는 엔진 운전 조건에서 고온(HT) 팽창기와 저온(LT) 팽창기의 체적을 고려하면서 고온(HT) 사이클의 팽창비와 저온(LT) 사이클의 응축온도가 시스템의 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 본 연구에서는 이러한 이중 회로 랭킨 사이클 시스템에 의해 목표 엔진 운전조건에서 엔진 폐열로부터 약 21%의 추가 동력을 얻을 수 있는 것으로 예측되었다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.17-23
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• 2007

Geothermal energy is used in various forms, such as power generation, direct use, and geothermal heat pumps. High temperature geothermal energy sources have been used for power generation for more than a century. Recent technical advances in power generation equipments make relatively low temperature geothermal energy to be available for power generation. In these applications, lower temperature geothermal energy source makes smaller difference between condensing water temperature and it. Various condensing water temperatures were investigated in analyzing its influence on power generation performance. Condensing water temperature of organic Rankine cycle imposed greater influence on power generation and its performance in lower temperature geothermal power generation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.484-492
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• 2016

유기랭킨사이클의 열역학적 효율에 지대한 영향을 미치는 구성요소는 터빈이며, 성능이 우수한 터빈의 원활한 개발을 위해서는 정밀한 예비설계 뿐만 아니라 성능 예측을 위한 유동해석과 구조적인 안전성을 평가하기 위한 구조해석이 필수적이다. 그러나 현재 이러한 포괄적인 유기랭킨사이클용 반경류 터빈에 대한 개발 내용을 포함한 연구사례를 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 유기랭킨사이클용 반경류 터빈에 대한 예비설계를 수행하고 유동해석 뿐만 아니라 구조해석을 수행하였다. 예비설계에는 인하우스 코드 형태로 개발된 RTDM이 사용되었으며 그 결과는 유동해석 결과로부터 설계목표를 충족하는 것으로 나타났다. 예비 설계한 터빈에 대한 구조해석은 선정한 터빈의 재료가 예비 설계한 터빈의 유동조건에 적합한지 여부를 판단하기 위하여 수행되어야 하며, 구조해석 결과로부터 본 연구에서 선정한 알류미늄 합금은 예비 설계한 터빈의 유동조건에 적합한 것으로 판단되었다. 그러나 예비설계 알고리즘 및 수치해석 기법에 대한 신뢰성은 실증실험을 통하여 엄밀히 검증되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.402-408
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• 2011

Organic Rankine cycles (ORC) can be used to produce power from heat at different temperature levels available as geothermal heat, as biogenic heat from biomass, as solar or as waste heat. In ORC working fluids with relatively low critical temperatures and pressures can be compressed directly to their supercritical pressures and heated before expansion so as to obtain a better thermal match with their heat sources. In this work thermal performance of ORC with and without an internal heat exchanger is comparatively investigated in the range of subcritical and transcritical cycles. R134a is considered as working fluid and special attention is paid to the effect of turbine inlet pressure on the characteristics of the system. Results show that operation with supercritical cycles can provide better performance than subcritical cycles and the internal heat exchanger can improve the thermal efficiency when the temperature of heat source becomes higher.