Estudio experimental de un lecho fluidizado con PCM con intercambiador de calor

La utilización de fuentes de energía variables en el tiempo requiere de métodos de almacenamiento para adecuar el suministro de energía a la demanda. Los sistemas que emplean materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés) presentan capacidades de almacenamiento por unidad de volumen mayores que los sistemas de almacenamiento de calor sensible. Los PCM granulados, fabricados mediante macro o microencapsulación de PCMs en una matriz sólida porosa, pueden presentarse en tamaños en torno a 0.2-0.6 mm, con temperaturas de cambio de fase menores a los 100ºC. La ventaja de estos materiales es que macroscópicamente mantienen su estado sólido durante el cambio de fase. Izquierdo-Barrientos et al. [1] demostraron su viabilidad para ser empleados en lechos fijos y lechos fluidos con el fin de almacenar el calor procedente de una corriente de aire caliente. Además, estudiaron la transferencia de calor a una superficie cilíndrica sumergida en un lecho observando aumentos en el coeficiente de transferencia de calor en el lecho fluido respecto al lecho fijo y al emplear PCMs en lugar de arena [2]. En algunos sistemas de almacenamiento se emplean distintos materiales como medio de almacenamiento y como fluido caloportador, usando un intercambiador de calor para transferir calor entre ambos. En este trabajo se analiza experimentalmente el funcionamiento de un lecho de PCM granular con temperatura de cambio de fase en torno a los 50ºC. El lecho se carga térmicamente usando aire caliente y se descarga empleando agua que circulará a través de un serpentín sumergido en el lecho. Se estudia la operación del sistema en condiciones de lecho fluido y se evalúa el uso de diferentes tipos de serpentines, buscando un mejor contacto entre el material del lecho y la superficie de contacto.Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Gobierno de España (Proyecto ENE2010-15403), el Gobierno regional de Castilla-La Mancha (Proyecto PPIC10-0055-4054) y la Universidad de Castilla-La Mancha (Proyecto GE20101662)