Der stetig steigende Energiebedarf und die Umweltprobleme erfordern eine zunehmende Nutzung von nachhaltigen Energiequellen, und der organische Rankine-Zyklus (ORC) ist aufgrund seiner Fähigkeit, Niedertemperaturwärme effizient zu nutzen, die Energieeffizienz zu steigern, die CO2-Emissionen zu reduzieren und andere Vorteile, zunehmend in den Fokus gerückt. Der Expander ist ein zentraler Bestandteil des ORC-Systems, der sich erheblich auf die Energieerzeugungseffizienz, die Zuverlässigkeit und die Wirtschaftlichkeit des Systems auswirkt. In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von Expandern, die für die Nutzung von Niedrigqualitätswärme im ORC-Zyklus verwendet werden, zusammengefasst und deren Arbeitsprinzipien, technischen Merkmale, Forschungsfortschritte und der aktuelle Anwendungsstand analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Zentrifugalexpander für Abwärmenutzungssysteme mit mehr als 50 kW geeignet ist, der Volumenexpander in ORC-Systemen mit weniger als 200 kW deutliche Vorteile aufweist, der Schraubenexpander für ORC-Systeme mit weniger als 500 kW geeignet ist, andere Modelle derzeit weit verbreiteten Forschungsexperimenten unterzogen werden, aber wenig eingesetzt werden; Die Auswahl eines Expanders erfordert nicht nur die Berücksichtigung seiner Effizienz, sondern auch seines Anwendungsbereichs, seiner Wirtschaftlichkeit, seiner Komplexität und seiner späteren Wartungskosten, unter anderem Faktoren.

organischer Rankine-Zyklus; Expander; Zentrifugalexpander; Volumenexpander; Abwärmenutzung; Niedrigqualitätswärme