Evaluación numérica de un sistema hibrido de recuperación de agua atmosférica para consumo humano.

Abstract

Este artículo propone un nuevo sistema híbrido basado en métodos de refrigeración activa y concentración de vapor para recuperar agua del aire ambiente. Este sistema está compuesto por tres ruedas desecantes, una membrana selectiva de vapor, dos intercambiadores de calor aireaire y un Ciclo de Compresión de Vapor. Adicionalmente, se modela un sistema simple basa-do en el ciclo de compresión de vapor utilizado como referencia. Ambos sistemas se evalúan a través de su producción anual de agua y su consumo específico de energía para 9 ciudades distribuidas a lo largo de Chile. Cada componente se modela de forma modular y se integra en un modelo global en Python. Los resultados de la simulación muestran que el sistema híbrido permite reducir el consumo de energía en un 26.1% en comparación con el sistema simple basado en el ciclo de compresión de vapor, siendo la estación de verano la que muestra la mayor diferencia con un valor de 30.3% y la estación de otoño la menor con un 20.5%. La tasa de recolección promedio de agua del sistema simple basado en un ciclo de compresión de vapor es de 6.4 L·h-1 y para el sistema híbrido de 30.9 L·h-1, con consumos específicos de energía de 0.649 y 0.484 kWh·L-1, respectivamente. Además, el sistema híbrido aumenta el rango de operación, pudiendo operar el 99% del total de las condiciones meteorológicas evaluadas frente a un 80.7% del sistema simple basado en el ciclo de compresión de vapor. Sin embargo, a pesar de la reducción global del consumo específico de energía en el sistema híbrido, el sistema simple basado en el ciclo de compresión de vapor tiene un menor consumo de energía para humedades específicas superiores al 80%.