ランキンサイクルとカリーナサイクルについて

エネルギー変換システムは、主にカリーナサイクルとランキンサイクルがあります。

そして、蒸気過程と凝縮過程で温度は連続的に変化します。

つまり、取り出せるエネルギーが大きくなります。

さらにランキンサイクルは、温海水と冷海水の温度変化によって

断熱圧縮・断熱凝縮を通じてエネルギーを発生します。

カリーナサイクルは、温海水と冷海水の温度変化によって

等圧過熱・等圧冷却を通じてエネルギーを発生します。

ランキンサイクルについて

ランキンサイクルは、気液二相を有効に利用したタイプです。

具体例は、火力発電です。

 

ポンプによって昇圧された水は、ボイラと加熱器で高温・高圧の過熱蒸気になります。

過熱蒸気は、蒸気タービンによって回転動力を発生します。

断熱膨張して低温・低圧の湿り蒸気になります。

その後、復水器で冷却して完全に水にします。

再度、ポンプに戻して昇圧して繰り返します。

カリーナサイクルについて

カリーナサイクルは、作動流体にアンモニアと水の混合蒸気を利用したタイプです。

具体例は、海洋温度差発電です。

 

蒸発器で蒸発したアンモニアと水の混合蒸気とアンモニア水は、分離器で分離します。

混合蒸気は、タービンによって回転動力を発生します。

吸収器は、混合蒸気が再度アンモニア水に吸収されます。

その後、冷海水によって冷やされたアンモニア水になります。

 

アンモニア水を活用する事で熱落差が大きくなります。

蒸発器や凝縮器の中で海水の温度も変化しているからです。

つまり、ランキンサイクルよりも有利です。

温海水の温度が28℃（度です）程度、冷海水の温度が4℃のランキンサイクル理論効率は、

温冷海水の温度差による熱エネルギーに対して、

約3%（パーセントです）です。

しかし、カリーナサイクルの場合は約5%です。

大きな課題点は、アンモニアの毒性と

金属を腐食させる性質があるので大規模システムに対応する形態が重要です。