ORC: Organic Rankine Cycle

ORC è l'acronimo della locuzione inglese Organic Rankine Cycle, che sta ad indicare sistemi a ciclo Rankine con fluidi organici. Vengono praticamente impiegati come fluidi di lavoro per il ciclo dei fluidi organici al posto della tradizionale acqua demineralizzata.
I fluidi organici impiegati presentano caratteristiche termodinamiche differenti da quelle dell'acqua.
Possiamo classificarli in base alla pendenza della parte destra della campana di Andrews, la curva di vapor saturo:

i “fluidi bagnati” (wet fluids) hanno pendenza negativo e sono, in generale, a basso peso molecolare, quale acqua;
i “fluidi isoentropici” (isentropic fluids) hanno curve saturate quasi verticali del vapore, quali R11 e R12;
i “fluidi secchi” (dry fluids) hanno pendenze positive e sono, in generale, dei grande peso molecolare, quali R113 e benzene;

Nell'ORC vengono impiegati fluidi ti tipo secco.
Possiamo quindi confrontare un ciclo Rankine con acqua (figura di sinistra) ed uno con un fluido di tipo secco (figura di destra):

 

Si può notare come per il fluido secco non ci sia necessità di surriscaldamento (perché “fluido secco”, con espansione secca). Il generatore di vapore non deve quindi essere costituito di una parte che si occupi del surriscaldamento del fluido di lavoro. Generatore più economico.
La temperatura poi di uscita dalla turbina è maggiore di quella di condensazione, permette quindi un importante recupero di calore mediante uno scambiatore intermedio: il rigeneratore. Il risultato è un minore calore fornito ed un miglioramento del rendimento globale della macchina.