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A new type adsorption-resorption cycle for the combined power generation and refrigeration driven by low grade heat

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Optimizar el uso de calor residual para la generación de electricidad y la refrigeración

La cogeneración de energía y refrigeración aumenta la eficiencia energética mediante el aprovechamiento del calor residual de baja intensidad. Un equipo de científicos financiado por la Unión Europea ha desarrollado un nuevo ciclo mejorado de dos etapas en un sistema compacto para aplicaciones a pequeña escala.

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Los socios del proyecto ADSOR-RESOR CYCLE se propusieron desarrollar un novedoso ciclo de cogeneración por adsorción-desorción que ofrezca un rendimiento superior al de los métodos habituales. Para ello estudiarán a fondo el ciclo de refrigeración por adsorción-desorción, la intensificación del ciclo de transferencia de calor de los adsorbentes y la construcción del sistema de generación de energía. De momento, los investigadores ya han construido una unidad de prueba para el ciclo de refrigeración por adsorción en dos etapas en la que se utilizan dos sales diferentes: el cloruro de calcio (CaCl2) como sal de alta temperatura (HTS) y el cloruro de bario (BaCl2) como sal de baja temperatura (LTS). Gracias a estos cambios se pudo optimizar el coeficiente de rendimiento (COP), consiguiendo mejorar entre dos y cinco veces el rendimiento de las técnicas de refrigeración por adsorción habituales. Los investigadores realizaron asimismo pruebas de transferencia de calor y masa, centrándose en la consolidación de las sales con grafito natural expandido (ENG) para intensificar la transferencia de calor. De este modo comprobaron que la conductividad térmica de las sales puras era bastante baja. Pese a ello, el cloruro de amonio (NH4Cl) resultó la mejor opción para LTS, el CaCl2 fue elegido como sal de temperatura media (MTS) y el cloruro de manganeso II para HTS. Una vez consolidadas con el ENG, la conductividad térmica se incrementaba en relación directa con la cantidad de éste. Así, los miembros del consorcio obtuvieron una conductividad térmica óptima diez veces superior a la de los adsorbentes granulares. Por último, los experimentos relacionados con el prototipo de unidad de cogeneración demostraron que, gracias al nuevo ciclo de desorción, la eficiencia energética de la generación de electricidad aumentaba entre un 40 % y un 60 %. Por otra parte, el COP del ciclo de refrigeración se multiplicó por diez. El calor residual es común y a menudo se genera en pequeñas cantidades que convierten las aplicaciones a pequeña escala en un gran mercado para la generación combinada de energía y refrigeración a partir del calor residual de baja intensidad. Los socios del proyecto ADSOR-RESOR CYCLE lograron desarrollar un novedoso sistema de dos ciclos con una eficiencia energética mejorada para la generación de energía y un mayor rendimiento de refrigeración. La simplificación de dicho sistema podría reducir aún más los costes y la utilización de adsorbentes sólidos consolidados ayudaría a ahorrar espacio. Los miembros del consorcio esperan que estos avances tengan repercusiones importantes en diversas aplicaciones a pequeña escala.

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