Optimización Termodinámica de un Sistema de Refrigeración y Energía Combinado Utilizando Calor Residual Industrial

Resumen La utilización en cascada es la solución más prometedora para la recuperación eficiente del calor residual industrial. En este documento, se propone un sistema de refrigeración y energía combinados (CCP) que incluye un ciclo de Rankine orgánico (ORC) y un ciclo de refrigeración por absorción (ARC), con el objetivo de realizar la utilización en cascada de la utilización eficiente de gases de combustión de baja calidad. Con el objetivo de maximizar la potencia neta equivalente específica, se emplea un algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO) para optimizar los parámetros de operación del sistema propuesto y la composición y fracciones másicas del fluido de trabajo zeotrópico. Los resultados indican que el sistema propuesto puede lograr una utilización en cascada eficiente para la energía del calor residual de los gases de combustión. El sistema propuesto optimizado alcanza una potencia neta específica de 6.09 kW/kgFG con una capacidad de refrigeración específica de 27.65 kW/kgFG. Además, las pérdidas de exergía del intercambiador de calor representan el 73.7% y el 53.6% de las pérdidas totales de exergía en los subsistemas ORC y ABR, respectivamente. Por lo tanto, optimizar el equipo del intercambiador de calor es un enfoque viable para mejorar aún más el rendimiento termodinámico del sistema propuesto.