Details

Revalorización energética de residuos térmicos mediante ciclos de compresión mecánica de vapor con circuito de solución

by Mestra Rodríguez, Alvaro Miguel

Abstract (Summary)
RESUM En aquesta tesi es presenta un estudi teòric-experimental sobre bombes de calor de compressió mecànica de vapor amb circuit de solució, també conegudes com absorció/compressió, per a la revalorització energètica a temperatures entre 120 i 140ºC de residus tèrmics entre 80 i 90ºC utilitzant mescles de fluids orgànics i bescanviadors de calor de plaques. Lestudi termodinàmic sha realitzat per a un cicle simple constituï t per un absorbidor, un desabsorbidor, un compressor, una bomba de solució i un bescanviador de solució. Com fluid de treball sutilitza una mescla de fluids orgànics on el refrigerant és un alcohol (Metanol, Trifluoroetanol i Hexafluroisopropanol) i com absorbent poden utilitzar-se composts de la familia dels n-EtilenGlicol DiMetilÈters. El cicle sha avaluat per a labsorbent TetraEtilenGlicol DiMetilÈter (TEGDME) i per a diferents condicions doperació tenint en compte les variables que afecten el seu funcionament: la concentració de la solució rica, el salt tèrmic de la solució en labsorbidor, el tipus de compressió, la temperatura de la solució a la sortida del desabsorbidor i, la temperatura de la solució a la sortida de labsorbidor. Els paràmetres analitzats han estat: la relació de compressió, el cabal volumètric de vapor, el cabal màsic de solució pobra en refrigerant, la potència tèrmica del bescanviador de solució i el COP. Els resultats mostren que el refrigerant més idoni per a aquesta aplicació és el Metanol en combinació amb el TEGDME. Per a aquesta combinació shan obtingut relacions de compressió moderades, de 4,4 a 7,5, cabals volumètrics de refrigerant baixos, de 35 a 50 m3/h, i valors de COP entre 3,8 i 5,4. El compressor seleccionat per a aquesta aplicació és un compressor de paletes que habitualment sutilitza en la compressió daire. Al tractar-se dun compressor lubricat, i a fi de que el lubrificant no interfeixi en el procés dabsorció, sha seleccionat inicialment un absorbent que compleixi també la funció de lubricació necessària pel compressor. Aquest absorbent és el PEGDME 500, producte comercial mescla de diferents composts n-EGDME, amb n?11, adecuat per les sevas propietats lubrificants per a aquest compressor. Per a comprovar la viabilitat tècnica daquesta elecció shan realitzat assajos de compressió daire amb el compressor de paletes i lubricat amb labsorbent proposat. També shan avaluat les prestacions del cicle amb aquesta nova mescla de treball mitjançant al programa de simulació termodinàmica, trobant-se pràcticament els mateixos valors de COP i pressions que en el cas del TEGDME, si bè els cabals màsics de solució necessaris és dupliquen. Per a avaluar el funcionament de la bomba de calor proposada sha construï t un dispositiu experimental de 15 kW de potència tèrmica que inclou un compressor de paletes de 4,5 kW i bescanviadors de plaques termosoldades. La distribució de la solució en els canals de labsorbidor es realitza mitjançant la utilització dun aspersor situat en el port dentrada del bescanviador. Aquest tipus de bescanviador sha seleccionat per a compensar les pobres propietats de transport de labsorbent. Els assajos realitzats mostren la viabilitat tècnica dutilitzar un lubrificant de la mateixa família de labsorbent, encara que poden obtenir-se millores significatives si sutilitzen dos productes diferents, PEGDME 1500 com lubricant i PEGDME 500 com absorbent. Els resultats mostren que és possible aconseguir amb aquest tipus de bescanviadors eficiències tèrmiques superiors al 70% i una bona distribució de la solució en les plaques de labsorbidor. No obstant això, els problemes detectats en letapa de compressió han limitat els nivells de relació de compressió assolits i la capacitat de producció denergia tèrmica en la bomba de calor.
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Vallès Rasquera, Joan Manel; Coronas Salcedo, Alberto

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament d enginyeria química

ISBN:

Date of Publication:09/29/2005

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.