วัฏจักรคาลินาซึ่งพัฒนาโดยอเล็กซานเดอร์ คาลินา เป็นกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกสำหรับการแปลงพลังงาน ความร้อน ให้เป็นพลังงานกลที่ใช้งานได้

ระบบนี้ใช้สารละลายของของเหลว 2 ชนิดที่มีจุดเดือดต่างกันเป็นของเหลวทำงาน เนื่องจากสารละลายเดือดในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลายเช่นเดียวกับการกลั่น จึงสามารถดึงความร้อนจากแหล่งกำเนิดได้มากกว่าการใช้ของเหลวทำงานบริสุทธิ์ หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับปลายไอเสีย (การควบแน่น) ด้วย ซึ่งให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับวงจรแบบผสมผสานแต่มีความซับซ้อนน้อยกว่า^{[ 1 ]}

โดยการเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างส่วนประกอบของสารละลาย จุดเดือดของสารละลายที่ใช้งานสามารถปรับให้เหมาะสมกับอุณหภูมิความร้อนที่ป้อนเข้าไปได้ น้ำและแอมโมเนียเป็นส่วนผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด แต่ส่วนผสมอื่นๆ ก็สามารถทำได้เช่นกัน

เนื่องจากความสามารถในการใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งความร้อนและตัวระบายความร้อนที่มีอยู่อย่างเต็มที่ จึงมีการนำไปประยุกต์ใช้ในการนำความร้อนจากกระบวนการอุตสาหกรรมกลับมาใช้ใหม่ พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานแสงอาทิตย์ และการใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากโรงไฟฟ้า ( วงจร Bottoming ) แม้ที่ความดันต่ำกว่า วงจร Kalina ก็อาจมีประสิทธิภาพสูงกว่าวงจร Rankine ที่เทียบเคียงได้^{[ 2 ]}

ความร้อนที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้จากกระบวนการทางอุตสาหกรรม

เชื่อกันว่า วงจรคาลินาจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานความร้อนได้มากถึง 50% ในโรงงานที่เหมาะสม และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในโรงงานต่างๆ เช่น โรงงานเหล็ก โรงงานถ่านหิน โรงกลั่นน้ำมัน และโรงงานผลิตปูนซีเมนต์

• โรงงานเหล็กคาชิมะซึ่งดำเนินการโดยบริษัทซูมิโตโมะ เมทัล อินดัสทรีส์ เริ่มดำเนินการในปี 1999 ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 3.6 เมกะวัตต์ และเป็นการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่ยาวนานที่สุดของวงจรคาลินา
• โรงกลั่นน้ำมันโตเกียวเบย์ซึ่งดำเนินการโดยบริษัทฟูจิออยล์ เริ่มดำเนินการในปี 2548 และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 4 เมกะวัตต์

พลังงานความร้อนใต้ดิน

• โรงงานฮูซาวิกประเทศไอซ์แลนด์ มีกำลังการผลิตไฟฟ้า 2 เมกะวัตต์ และกำลังการผลิตความร้อน 20 เมกะวัตต์
• โรงไฟฟ้าอุนเทอร์ฮาชิงประเทศเยอรมนี เริ่มดำเนินการในเดือนเมษายน พ.ศ. 2552 และเป็นโรงไฟฟ้าประเภทแรก ( พลังงานความร้อน ต่ำ ) ในภาคใต้ของเยอรมนี โรงไฟฟ้าแห่งนี้ผลิตกระแสไฟฟ้า 3.4 เมกะวัตต์ และพลังงานความร้อน 38 เมกะวัตต์ สำหรับเมืองอุนเทอร์ฮาชิงโรงไฟฟ้าปิดตัวลงในปี พ.ศ. 2560
• โรงงานบรูคซาล ประเทศเยอรมนี เริ่มดำเนินการในเดือนธันวาคม 2552 และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 580 กิโลวัตต์
• หน่วยผลิตไฟฟ้า EcoGen ขนาด 50 กิโลวัตต์หน่วยแรกของโลก ถูกติดตั้งที่ บ่อ น้ำพุร้อนมัตสึโนยามะ ออนเซ็น เมือง โทคามาจิ จังหวัดนีงาตะประเทศญี่ปุ่น ในปี 2554 หน่วย EcoGen เหล่านี้มีพื้นฐานมาจากการย่อส่วนของวัฏจักรคาลินะ และได้รับการออกแบบมาเพื่อตลาดบ่อน้ำพุร้อนในญี่ปุ่นและตลาดพลังงาน ความร้อนใต้พิภพที่ มีเอนทาลปี ต่ำอื่นๆ

ระบบวงจร Kalina รุ่นที่สองได้รับการพัฒนาโดย Kalina และ Kalex LLC ระบบเหล่านี้เป็นวงจร Kalina ในทางเทคนิค (เนื่องจากใช้ของเหลวทำงานหลายองค์ประกอบที่มีองค์ประกอบแปรผันได้) แต่ไม่ได้ใช้เครื่องหมายการค้า "วงจร Kalina" ^{[ 3 ]}

ระบบวงจร Kalina รุ่นที่สองนั้นแตกต่างจากระบบวงจร Kalina รุ่นแรก ซึ่งใช้ได้เฉพาะกับแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิค่อนข้างต่ำเท่านั้น โดยสามารถใช้ได้กับทั้งแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำและค่อนข้างสูง^{[ 4 ]}

สำหรับแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำ คาดว่าวงจร Kalina รุ่นที่สองจะมีประสิทธิภาพทางความร้อนสูงกว่าวงจรรุ่นแรก^{[ 5 ]}

เครื่องหมายการค้าKalina cycleและสิทธิบัตรทั่วโลกรุ่นแรกทั้งหมดที่ยังคงมีผลบังคับใช้เป็นกรรมสิทธิ์ของ Wasabi Energy plc. ซึ่งเป็นเจ้าของ Global Geothermal Ltd. บริษัทแม่ของ Recurrent Engineering Inc. ^{[ 6 ]}

สิทธิบัตรวงจร Kalina ดั้งเดิมบางส่วนหมดอายุและกลายเป็นสาธารณสมบัติแล้ว^{[ 7 ]} Global Geothermal Ltd. (บริษัทแม่: Wasabi Energy Ltd. ) เป็นเจ้าของหน่วยงานทั่วโลกทั้งหมดที่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานกระบวนการวงจร Kalina รุ่นแรก ส่งผลให้ GGL ควบคุมสิทธิ์ในวงจร Kalina และสิทธิบัตรระหว่างประเทศกว่า 200 รายการที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีนี้ ปัจจุบันกระบวนการนี้ถูกนำไปใช้ผ่านข้อตกลงการอนุญาตให้ใช้สิทธิ์กับ Siemens และ Shanghai Shenge New Energy สำหรับการใช้งานในประเทศจีนทั้งหมด^{[ 8 ]} FLSmidthมีสิทธิ์แต่เพียงผู้เดียวในประเทศส่วนใหญ่ในการนำเสนอเทคโนโลยีวงจร Kalina รุ่นแรกให้กับอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และปูนขาว^{[ 9 ]}

ปัจจุบัน สิทธิบัตรทั้งหมดของจักรยาน Kalina รุ่นที่สองเป็นกรรมสิทธิ์ของ Kalex LLC ซึ่งเป็นบริษัทที่ก่อตั้งโดย Kalina

• [email protected]
• คาลินา, อเล็กซานเดอร์ ไอ., ระบบความร้อนใต้พิภพอุณหภูมิต่ำ หมายเลขสิทธิบัตร: 6820421