Método de cálculo para la recuperación del calor residual de los gases de escape.

Existen dos enfoques principales para calcular el potencial de recuperación del calor residual de los gases de escape:

1. Enfoque termodinámico:

This method uses the principles of thermodynamics to determine the theoretical maximum amount of heat that can be recovered. Here's what you need to consider:

• Caudal másico (ṁ) of the exhaust gas (kg/s) - This can be obtained from engine specifications or measured with a flow meter.
• Capacidad calorífica específica (Cp) of the exhaust gas (kJ/kg⋅K) - This value varies with temperature and needs to be obtained from tables or thermodynamic software for the specific gas composition of your exhaust.
• Temperatura de entrada (T_in) of the exhaust gas (°C) - Measured with a temperature sensor.
• Temperatura de salida (T_out) of the exhaust gas after heat recovery (°C) - This is the desired temperature after heat is removed for your chosen application (e.g., preheating combustion air, generating hot water).

Potencial de recuperación de calor (Q) se puede calcular usando la siguiente fórmula:

Q = ṁ * Cp * (T_entrada - T_salida)

2. Enfoque simplificado:

Este método proporciona una estimación aproximada y es más fácil de utilizar para evaluaciones iniciales. Se supone que se puede recuperar un porcentaje específico de la energía de los gases de escape. Este porcentaje puede variar según el tipo de motor, las condiciones de funcionamiento y la eficiencia del intercambiador de calor elegido.

Recuperación de calor estimada (Q) se puede calcular con:

Q = Contenido de energía de los gases de escape * Factor de recuperación

Contenido energético de los gases de escape se puede estimar mediante:

Contenido de energía de los gases de escape = Caudal másico * Poder calorífico inferior (LHV) del combustible

Poder calorífico inferior (LHV) es la cantidad de calor liberado durante la combustión cuando el vapor de agua formado se condensa (disponible en las especificaciones del combustible).

Factor de recuperación es un porcentaje que normalmente oscila entre 20% y 50%, según el tipo de motor, las condiciones de funcionamiento y la eficiencia del intercambiador de calor elegido.

Notas importantes:

• Estos cálculos proporcionan valores teóricos o estimados. La recuperación de calor real puede ser menor debido a factores como ineficiencias del intercambiador de calor y pérdidas en las tuberías.
• La temperatura de salida elegida (T_out) en el enfoque termodinámico debe ser realista en función de la aplicación y las limitaciones del intercambiador de calor.
• Las consideraciones de seguridad son cruciales cuando se trata de gases de escape calientes. Consulte siempre con un ingeniero calificado para diseñar e implementar un sistema de recuperación de calor residual.

Factores adicionales a considerar:

• Condensación: Si la temperatura de los gases de escape cae por debajo del punto de rocío, se condensará vapor de agua. Esto puede liberar calor latente adicional, pero requiere una gestión adecuada del condensado.
• Abordaje: Los gases de escape pueden contener contaminantes que pueden ensuciar las superficies del intercambiador de calor, reduciendo la eficiencia. Puede ser necesaria una limpieza regular o la elección de materiales adecuados.

Al comprender estos métodos y factores, podrá calcular el potencial de recuperación del calor residual de los gases de escape y evaluar su viabilidad para su aplicación específica.