Análisis termoeconómico de la aplicación de un ciclo Rankine Orgánico para aprovechamiento de calor de desecho de baja temperatura

Abstract

En esta investigación consiste en un análisis termo-económico de la aplicación de un ciclo Rankine orgánico para fuentes de baja temperatura, entre los 100 y 200ºC. Con esta investigación se pretende verificar la existencia de una región de operación donde se optimice el desempeño del ciclo desde el punto de vista de la primera y segunda ley, así como sus implicaciones desde el punto económico y exergo-económico. El punto de partida de la investigación es la selección de un grupo de fluidos orgánicos mediante la aplicación de un conjunto de criterios técnicos, medioambientales y de seguridad. A partir de estos fluidos se realizó una serie de simulaciones de la operación del ciclo bajo tres configuraciones de diseño y varias condiciones para temperaturas de fuente entre 100 y 200ºC. A partir de los resultados de las simulaciones se determinó el efecto de algunos parámetros de operación sobre el desempeño del ciclo desde el punto de vista de la primera ley de la termodinámica y desde el punto de vista exergético. Posteriormente se realizó un proceso de optimización donde se establecieron las condiciones óptimas de operación y a partir de estas se realizó un dimensionamiento básico de los componentes para el posterior análisis económico y exergo-económico. Finalmente se realizó un análisis posterior para determinar las implicaciones desde el punto de vista económico y exergo-económico mediante el cálculo de algunos parámetros de desempeño económico como el costo nivelado del kWh, y exergo-económico como el factor exergo-económico.