Tesis de Doctorado (Mexicali)

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Examinando Tesis de Doctorado (Mexicali) por Autor "Aguilar Jiménez, Jesús Armando"

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    Desarrollo de un sistema para la desalación de agua de mar y la producción de energía eléctrica mediante integración de MED Y ORC /
    Aguilar Jiménez, Jesús Armando; Beltrán Chacón, Ricardo; Velázquez Limón, Nicolás
    En este trabajo se presenta una novedosa integración energética de un sistema de desalinización térmica por múltiple efecto (MED) y un ciclo Rankine orgánico (ORC) para la producción simultánea de agua potable y electricidad, aprovechando fuentes energéticas ́ de baja temperatura. La energía ıa térmica requerida para el funcionamiento del sistema es ́ suministrada en el evaporador de la MED, mientras que el ORC es activado utilizando parte del calor latente de condensación del vapor de agua producido en el primer efecto ́ de la MED. Con esto, se incrementa la producción de vapor de agua en la primera etapa ́ del sistema de desalinización y, por tanto, la producción de destilado final. Se realizó el simulador y validación de la propuesta utilizando el software Aspen Plus. Se comparó la propuesta con sistemas MED de distintas capacidades y efectos. Se presenta el análisis de la variación de producción de energía eléctrica del ORC y su efecto en el rendimiento y área total de transferencia de calor del sistema MED. El sistema MED/ORC tiene un incremento del 3.95 % en su eficiencia en promedio al aumentar 10 kW la producción eléctrica, con ́ solamente 1.57 % de incremento en el área de transferencia de calor total (MED y ORC). ́ Un sistema MED/ORC con una producción eléctrica de 50 kW es 22 más eficiente en la ́ desalinización de agua que un sistema MED sin integraci ́ on, requiriendo solamente 6.9 % ́ mas ́ area de trasferencia de calor. Los resultados muestran que la integración energética ́ MED/ORC estudiada beneficia a la producción de agua desalinizada final y la eficiencia de ́ la MED, sin incrementar considerablemente el área de transferencia de calor requerida. Se realizo un estudio comparativo con dos nuevas configuraciones MED/ORC, en donde ́ se aprovecha parte del calor sensible y/o latente de condensación del ORC para potencializar ́ la generación de vapor de agua en el ́ ultimo efecto de la MED, aprovechando los niveles ́ de temperatura presentes. Estas configuraciones son comparadas energéticamente con los ́ sistemas MED y ORC trabajando individualmente y la integración energética en el primer efecto. Los resultados muestran una disminución en los requerimientos de energía térmica ́ de activación del sistema MED con las nuevas integraciones. El aprovechamiento del calor sensible de la configuración 3 no resultó en una disminución energética considerable en ́ comparación con la configuraci ́ on 2, debido al poco calor sensible que se aprovecha. El ́ utilizar el calor latente de condensación del ORC implica incrementar su temperatura y ́ presión de condensación, por lo que disminuye su eficiencia y aumenta la energía necesaria para proveer los dos servicios simultáneamente. Sin embargo, se encontró que en dos de ́ las configuraciones estudiadas se disminuyen los requerimientos globales de energía en comparación con los sistemas trabajando de forma individual. ́ La investigación que se presenta contribuir ́ a en la generaci ́ on de una nueva tecnología que ayudara a disminuir la problemática de escasez de agua y acceso a energía eléctrica en comunidades aisladas, de una manera mas eficiente y empleando recursos renovables para ́ disminuir el impacto en el medio ambiente, propiciando una mejor calidad de vida en las poblaciones marginadas.