Plataforma Tecnológica Española de Eficiencia Energética

• Año: 2016
• Fuente: EEDH (RIA)
• Acrónimo del proyecto: Smartrec
• Título del proyecto: Developing a standard modularised solution for flexible and adaptive integration of heat recovery and thermal storage capable of recovery and management of waste heat
• Identificador de Topic: EE-17-2016-2017 - Valorisation of waste heat in industrial systems (SPIRE PPP)
• Esquema de financiación: IA - Innovation action
• Entidades españolas: Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas AICE
• Fecha de inicio: 01/09/2016
• Fecha de fin: 31/08/2021

• Presupuesto total: 4.627.192,89€
• Ayuda concedida: 3.705.625,02€
• Porcentaje del presupuesto financiado: 80%

• Sector de aplicación: Industrial
• Tecnología principal: Valorización de residuos
• Link (Cordis): https://cordis.europa.eu/project/id/723838
• Estado del arte: Las industrias de alto consumo energético producen grandes cantidades de calor residual a altas temperaturas. Una cantidad importante de esta energía sigue sin aprovecharse. Europa podría evitar millones de toneladas de emisiones de CO2 al año sólo con desviar el calor residual de los gases de combustión para aumentar la eficiencia de innumerables procesos industriales. Uno de los principales retos a la hora de reciclar el calor residual en energía es que los procesos industriales, como la producción de cerámica y el reciclaje de aluminio, se basan en lotes en lugar de ser continuos. En consecuencia, la energía debe recuperarse de una fuente inconsistente. Además, el gas residual caliente que se desprende puede ser muy corrosivo, por lo que la tecnología de recuperación debe ser capaz de soportar sustancias agresivas.

La perdida de calor es un problema común en cualquier proceso industrial de alta temperatura, pero su explotación es complicada a causa de su difícil valoración económica. Se estima que se pierden 140 TWh térmicos anuales en las industrias europeas, lo que, de utilizarse, supondría un ahorro de 14 millones de toneladas de CO2. El aumento del precio de la energía y los requisitos de reducción de emisiones hacen que la recuperación de calor sea una práctica económicamente atractiva.

Integrar un sistema de recuperación de calor basado en caloductos con un sistema de almacenamieto térmico basado en sales fundidas. El conjunto será capaz de valorar temperaturas medias y altas y trabajará en un amplio rango de temperaturas. Se creará un software "knowledge based" con todos los parámetros obtenidos durante las demostraciones para que el usuario pueda diseñar un sistema, determinando sus requerimientos y beneficios, o incluso integrarlo en su propio sistema.

El sistema que integra la recuperación y el almacenamiento de energía térmica debería poder capturar el 40 % del calor residual que se pierde en los procesos industriales. La atención se centra en el calor de grado medio y alto, que supone temperaturas superiores a los 100 °C. La idea es que esta energía esté disponible para su reutilización en el mismo proceso o para su redistribución en otro lugar del parque industrial.

Dónde estamos hasta la fecha
1. Las instalaciones de dos sistemas Smartrec a escala de laboratorio ahora están completas.
2. El diseño completo para un prototipo industrial a escala real para el sistema de recuperación de calor está actualmente en fabricación.
3. Usuario final dentro de la industria secundaria del aluminio asegurado.
4. Herramienta de software de conocimiento desarrollada y ahora en funcionamiento.
5. Prueba de materiales para el fluido de transferencia de calor elegido.
6. Validación del modelo de termoclina de doble medio con datos existentes ahora completa.

El proyecto SMARTREC comprende la instalación de un sistema de recuperación de calor, de unos 65 kW de potencia, basado en el empleo de HPHE (Heat Pipe Heat Exchanger). Este sistema se ha implementado en la chimenea de salida de humos de un horno de cocción de baldosas cerámicas instalado en la planta piloto del Instituto de Tecnología Cerámica. Las eficiencias obtenidas se han situado en el intervalo entre el 45 y el 65 %, en función de las condiciones de operación. Cabe destacar la rapidez de respuesta de la instalación ante cambios en alguna de las variables de trabajo, así como la facilidad de operación del sistema.

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Smartrec, calor residual, caloriducto, intercambiador de calor, reciclaje de aluminio, gas de combustión, producción de cerámica, termoclina, industria de elevado consumo energético

• TRL inicial: * 5
• TRL objetivo: ** 7
• TRL alcanzado hasta la fecha: ** 6