Diseño y evaluación teórica de ciclos termodinámicos de revalorización de energía con un polímero conductivo nanoestructurado

En este proyecto se presentan las ecuaciones termodinámicas para el cálculo de las potencias y flujos másicos que requiere un aire acondicionado solar operando a temperaturas mayores a 75 °C, con temperaturas ambientales cercanas a 40 °C y con el objetivo de intercambiar calor con el entorno a temperaturas de 20 °C; así también se presentan las consideraciones para un modelo matemático basado en condiciones de equilibrio y cálculo de las entalpías para una solución de bromuro de litio acuoso. La membrana que se ha utilizado para el cálculo del flujo del fluido refrigerante es una membrana polimérica comercial que se ha evaluado en trabajos previos. Las conclusiones indican que es posible operar este sistema con solo el 2 % de energía eléctrica y el resto de la operación (98 %) corresponde a energía térmica. Así mismo se analizaron las variaciones de potencia que presenta el condensador y los coeficientes de operación en un sistema de aire acondicionado, al incrementar la temperatura suministrada al proceso por colectores solares. El sistema consiste en una novedosa membrana polimérica capaz de realizar la separación del agua de una mezcla acuosa de bromuro de litio que funciona como fluido de trabajo en un ciclo termodinámico. El objetivo es utilizar calor con temperaturas inferiores a 80 °C y que pueda realizar un intercambio de calor en un intervalo de temperatura entre 15 o 20 °C cuando los alrededores se encuentran a 30 °C. Para finalizar con un estudio comparativo del uso de una membrana comercial contra una membrana modificada, con una alta conductividad térmica relativa, en un proceso de una bomba de calor. Derivado de esta comparación se analizaron las diferencias de la temperatura local junto con la densidad del vapor de agua, observando que para ambos casos se presenta un incremento de la temperatura y la densidad de vapor, al incrementar la conductividad térmica de la membrana utilizada para la separación del fluido refrigerante.