Internacional. Un artículo recientemente publicado por investigadores daneses en el International Journal of Refrigeration realiza un análisis crítico de los enfoques conocidos para la selección de fluidos de trabajo para el diseño de ciclos de bomba de calor de alto rendimiento basados en modelos numéricos.
Los autores han comparado diferentes enfoques para el diseño del intercambiador de calor y han demostrado que al corregir las diferencias de temperatura del punto de compresión se obtuvieron los resultados más cercanos a los valores para una solución económicamente optimizada. Esto significa que se debe aceptar una mayor inversión para permitir que las mezclas exploten su potencial termodinámico y económico.
El método de detección se demostró para dos estudios de caso que se centran en la integración de una bomba de calor para utilizar el exceso de calor de los centros de datos para suministrar calefacción de distrito. Ambos casos asumieron una temperatura de 25 ° C en la entrada del centro de datos. El caso I asumió una temperatura de salida de 50 ° C, mientras que se asumió un aumento de temperatura permisible más bajo en las salas de servidores para el caso II, lo que resultó en una temperatura de salida de 40 ° C. Se asumió que la carga de enfriamiento requerida era de 500 kW en ambos casos.
Los dos casos analizados diferían según la temperatura de la fuente de calor. Varios estudios ya describieron los beneficios que se pueden obtener al seleccionar los fluidos de trabajo entre las mezclas zeotrópicas con el objetivo de hacer coincidir los perfiles de temperatura con la fuente de calor y el disipador de calor.
En el primer caso analizado, los autores encontraron que se espera que una mezcla zeotrópica de 30% de propileno y 70% de R-1234ze (Z) mejore el rendimiento termodinámico en> 35% y reduzca el costo de calor específico nivelado en un 10% en comparación con el amoníaco. En el segundo caso, se encontró que una mezcla de 60% de propileno y 40% de butano muestra el mejor desempeño económico con una reducción de costos del 8% y una mejora del 30% en COP, en comparación con el fluido puro de mejor rendimiento.
Sobre la base de estos hallazgos, se concluyó que las mezclas zeotrópicas tienen el potencial de mejorar significativamente el rendimiento termodinámico y económico de las bombas de calor en aplicaciones adecuadas, pero requieren un diseño de ciclo adecuado. Las aplicaciones adecuadas son aplicaciones en las que se espera un aumento potencial del rendimiento cuando se utilizan mezclas zeotrópicas y en las que las condiciones de los límites económicos remuneran a las soluciones con un alto rendimiento termodinámico.
Un diseño apropiado requiere diseñar los componentes en función de los refrigerantes específicos para aprovechar al máximo los beneficios potenciales, como lo demuestra el procedimiento de selección sugerido.
Fuente: Instituto Internacional de Refrigeración. - Imagen: https://es.wikipedia.org
