Diseño y optimización de bombas de calor de alta temperatura para corrientes residuales de calor

Abstract

En este proyecto se ha analizado la viabilidad de bombas de calor de alta temperatura para valorizar calor residual en una refinería, comparando un ciclo simple y un ciclo en cascada frente a la generación convencional con gas natural. El estudio incluye modelado termodinámico, económico y medioambiental, incorporando indicadores como COP, LCOE, LCOC y payback. Los resultados muestran que el ciclo simple ofrece menor inversión y retorno más corto, mientras que el ciclo en cascada presenta mejor eficiencia y menores costes de ciclo de vida. Ambos esquemas reducen significativamente emisiones de CO₂ y consumo de agua de refrigeración, confirmando el potencial de esta tecnología para la descarbonización industrial.

This project analyzes the feasibility of high-temperature heat pumps for the recovery of waste heat in a refinery, comparing a single-stage cycle and a cascade cycle with conventional natural gas-based generation. The study includes thermodynamic, economic, and environmental modeling, incorporating key performance indicators such as COP, LCOE, LCOC, and payback. The results show that the single-stage cycle requires a lower investment and offers a shorter payback period, while the cascade cycle achieves higher efficiency and lower life-cycle costs. Both configurations significantly reduce CO₂ emissions and cooling water consumption, confirming the potential of this technology for industrial decarbonization.