Geothermal Integrated System for Multi Generation

Abstract

In this study, integrated, geothermal energy based system for multigeneration application with four useful outputs (electric power, heating, cooling, and hydrogen), which comprises from a Rankine Cycle (RC) for electrical power generation & for hot water recovery, and double effect absorption cooling cycle for cooling production, is proposed. The proposed system is investigated in detail. In order to determine the associated energies and irreversibilities in the system, the system components are investigated energetically and exergetically. The energy and exergy efficiencies of the RC are found to be 12.67% and 16.21%, respectively. Parametric studies are also performed to observe the effects of different parameters such as turbine inlet pressure, temperature and reference environment temperature on the exergy values. The energy and exergy COPs of the double effect absorption cooling system are found to be 1.437 and 0.3371, respectively. Exergy destruction is calculated for all the components, and it is found that maximum destruction occurred in RC high pressure turbine with 4021 kW and minimum destruction occurred in the condenser of double effect absorption cooling system (DEACS) which was 1.321kW. Keywords: Multi generation, geothermal, energy, exergy, Rankine Cycle, absorption cooling.

ÖZ: Bu çalışmada, Rankine çevrimi kullanarak güç üretimi ile ısı geri kazanımı, çift etkili absorbsiyonlu soğutma sistemi kullanarak soğutma üretimi ve bunların yanında hidrojen üretimi sağlayan, jeotermal enerji tabanlı multijenerasyon uygulaması tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sistem içerisinde bulunan her ekipmanm enerji ve ekserji incelemesi yapılmıştır. Rankine çevriminin enerji ve ekserji verimleri sırasıyla %12.67 ve % 16.21 olarak hesaplanmıştır. Bu çalışmada aynı zamanda, türbin giriş basıncı ve sıcaklığı ile referans çevre sıcaklığı gibi parametrelerin ekserji değerleri üzerindeki etkisini gözlemlemek için parametrik çalışma yapılmıştır. Çift etkili absorbsiyonlu soğutma sisteminin enerji ve ekserji COP’si sırasıyla 1.437 ve 0.3371 bulunmuştur. Sistemdeki tüm parçalarda gerçekleşen ekserji yıkımları hesaplanmış ve en büyük yıkımın 4021 kW ile Rankine çevrimi yüksek basınç türbininde, en küçük yıkımın ise 1.321 kW ile çift etkili absorbsiyonlu soğutma sisteminin kondanserinde gerçekleştiği bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Multijenerasyon, jeotermal, enerji, ekserji, Rankine çevrimi, absorbsiyonlu soğutma