Energía

Las microturbinas ofrecen versatilidad en aplicaciones energéticas, funcionando como sistemas de cogeneración (CHP) y extensores de rango para vehículos eléctricos (EV). En la cogeneración, generan electricidad mientras capturan el calor residual para mejorar la eficiencia. Como extensores de rango, las microturbinas cargan las baterías de los EV mientras están en movimiento, superando las limitaciones de autonomía de las baterías. Su diseño compacto, flexibilidad en el tipo de combustible y bajas emisiones las hacen ideales para soluciones energéticas sostenibles.

Los recuperadores desempeñan un papel vital en las microturbinas y en la recuperación de calor residual, mejorando la eficiencia al recuperar calor de los gases de escape. Precalientan el aire entrante, mejorando la eficiencia de la combustión y reduciendo el consumo de combustible y las emisiones. Los recuperadores de Morpheus Designs, con un diseño compacto, utilizan aleaciones de níquel resistentes a altas temperaturas para operar hasta 900°C, asegurando una integración sin problemas en los sistemas de microturbinas con excelente resistencia a la fluencia y a la corrosión.

Utiliza los gases de escape calientes de la turbina para calentar el aire comprimido entrante, aumentando así la eficiencia de la microturbina.

Los intercambiadores de calor con dióxido de carbono supercrítico (sCO2) son componentes clave en sistemas avanzados de generación de energía que utilizan sCO2 como fluido de trabajo. Operando bajo condiciones supercríticas, estos intercambiadores permiten una transferencia de calor eficiente, contribuyendo a una alta eficiencia general del sistema. Conocidos por su diseño compacto y sus propiedades termo-físicas únicas, los intercambiadores de calor sCO2 desempeñan papeles cruciales en ciclos de energía avanzados, como los ciclos Brayton con sCO2 o ALAM.

Sus aplicaciones incluyen generación de energía, recuperación de calor residual y bombas de calor. La gestión térmica eficiente, facilitada por estos intercambiadores de calor, garantiza una operación fiable y continua en entornos de alta temperatura y alta presión.

Los intercambiadores de calor sCO2 de Morpheus Designs utilizan materiales de alta resistencia y temperatura para soportar condiciones extremas, subrayando su importancia en el desarrollo de tecnologías de generación de energía de próxima generación y alta eficiencia energética.

Los intercambiadores de calor sCO2 facilitan la transferencia de calor entre diferentes flujos de fluidos, como los gases de escape y el sCO2, permitiendo procesos de conversión de energía eficientes.

Durante el repostaje de hidrógeno en tanques de almacenamiento a alta presión, el fluido debe enfriarse a temperaturas tan bajas como -40°C antes de ingresar al tanque de combustible del vehículo. Este enfriamiento ocurre en un intercambiador de calor mientras el hidrógeno está a presiones de hasta 900 bar. Se pueden utilizar diversos fluidos, como nitrógeno, CO2 y otros refrigerantes adecuados, para enfriar el hidrógeno. Los requisitos para el intercambiador de calor en este proceso son estrictos: debe ser resistente a la presión, compacto y proporcionar un alto rendimiento térmico para asegurar un repostaje rápido con altos caudales de masa.

Una ventaja clave de nuestros intercambiadores de calor fabricados mediante manufactura aditiva (AM) es su compacidad, eficiencia y baja caída de presión, lo que reduce significativamente el tamaño del paquete. Utilizamos nuestra experiencia en diseño para priorizar la integridad estructural y el rendimiento térmico a través de un análisis y pruebas rigurosas, ofreciendo enfriadores de H2 con una eficiencia de tamaño y peso sin igual. Las estructuras centrales están especialmente diseñadas para igualar la presión dentro del intercambiador de calor y evitar puntos de estrés localizados.

El Programa Heat Pump Ready del Reino Unido fomenta el desarrollo de soluciones innovadoras en el sector de las bombas de calor. Como una tecnología crucial para la descarbonización de los hogares, las bombas de calor son esenciales para que el Reino Unido cumpla su compromiso de alcanzar emisiones netas cero para 2050. Actualmente, la calefacción representa aproximadamente el 37% de las emisiones totales de carbono en el Reino Unido, incluyendo los procesos industriales.

Los intercambiadores de calor para bombas de calor son vitales para la transferencia de energía térmica y el rendimiento del sistema en los sectores residencial, comercial e industrial. Un desafío clave es su tamaño, agravado por el espacio limitado disponible en los hogares.

Para abordar estos desafíos, hemos desarrollado intercambiadores de calor innovadores utilizando manufactura aditiva para aplicaciones en las que el tamaño, la compacidad y la alta eficacia son cruciales para el rendimiento del sistema. Nuestros modelos están ajustados para optimizar el sistema completo bajo una variedad de condiciones operativas. Los intercambiadores de calor compactos bien diseñados contribuyen a la eficiencia general del sistema, la sostenibilidad ambiental y la utilización exitosa de calor de baja calidad para la generación de energía.

Estas soluciones también son aplicables a los intercambiadores de calor en ciclos Orgánicos de Rankine (ORC), que son esenciales para muchos sistemas de bombas de calor. Son particularmente adecuados para fuentes de calor a baja temperatura, permitiendo la recuperación eficiente del calor residual para generar energía eléctrica y así aumentar la eficiencia general del sistema. El principio básico de un sistema ORC es esencialmente el reverso de una bomba de calor. Mientras que las bombas de calor utilizan energía eléctrica para producir energía térmica para diversas aplicaciones, un sistema ORC utiliza energía térmica para generar electricidad. El evaporador ORC absorbe el calor residual, vaporizando el refrigerante, que luego impulsa un expansor para generar electricidad. El condensador transfiere entonces el calor a otro fluido, causando que el fluido de trabajo se condense y permitiendo que el ciclo se repita en un circuito cerrado.