RAHP

Bombes de Calor Reversibles d'Aigua/LiBr: Additius, Propietats Termodinàmiques, Disseny i Aplicacions

L'objectiu d'aquest projecte és contribuir al desenvolupament de bombes de calor d'absorció (AHPs), basades en aigua/LiBr com a fluid de treball, capaces d'operar de manera reversible en mode refrigeració o calefacció utilitzant fonts de calor de baixa temperatura. Aquest objectiu s'assoleix mitjançant la millora de la solubilitat del fluid de treball i la intensificació dels processos de transferència de calor i massa als intercanviadors del circuit de solució. Aquests avenços facilitaran la integració de les AHP a Comunitats Energètiques Intel·ligents, accelerant així la descarbonització del sector de la climatització d'edificis.

S'ha analitzat l'impacte de l'ús de cinc líquids iònics (ILs) com a additius a la solució aigua/LiBr. D‟una banda, s‟ha determinat la quantitat d‟aigua lliure mitjançant espectroscòpia NIR i un mètode de resolució de corbes multivariant. De l'altra, s'ha determinat la solubilitat del bromur de liti en aigua en presència de cada líquid iònic, en diferents proporcions. Entre els cinc ILs estudiats, el més prometedor ha resultat ser el [dmim][Cl], en una proporció 6/94 pel que fa al bromur de liti. A més, s'han mesurat i modelat altres propietats termofísiques i s'ha analitzat l'efecte del líquid iònic sobre aquestes.

L'anàlisi termodinàmica del cicle d'absorció de simple efecte amb aigua/(LiBr+IL) ha demostrat que l'ús de l'IL com a additiu permet ampliar el rang operatiu de temperatura i concentració. Això possibilita un funcionament eficient de les AHP tant en mode refrigeració, amb dissipació de calor per aire en climes càlids, com en mode calefacció, proporcionant temperatures entre 35°C i 50°C.

S'han dut a terme assaigs experimentals del procés d'absorció amb les solucions aigua/LiBr i aigua/(LiB+IL), emprant tant geometries convencionals com avançades, per determinar l'efecte de l'IL en termes d'eficiència, mullabilitat i ampliació del rang de concentració de l'absorbent. Els resultats han mostrat un impacte positiu de l'additiu a altes concentracions en absorbent, que són pròpies per a la dissipació de calor per aire en mode refrigeració o l'operació de la bomba de calor en mode calefacció.

Finalment, s‟ha avaluat el rendiment anual d‟una bomba de calor per absorció reversible d‟aigua/LiBr accionada mitjançant una xarxa de districte de calefacció urbana, per al subministrament de refrigeració, calefacció i aigua calenta sanitària (ACS). L'estudi ha demostrat que el sistema proposat permet augmentar el temps d'operació fins a un 63% i reduir el consum d'energia primària fins a un 30%, en comparació amb un sistema convencional.