Abstract:
In this project, a system is designed to recover heat from the discharge line of an R134a refrigeration cycle to preheat domestic hot water, with the aim of reducing the energy supplied by the primary heater. The hypothesis is that the residual heat can be utilized without affecting cold-room operation, and the integration is justified by the simultaneous demand for refrigeration and hot water. For the project development, the components were selected and a coaxial heat exchanger was sized together with a 250 L storage tank. The evaluation was carried out through a 24 h transient simulation in MATLAB, where consumption profiles and load variations were represented. The results showed a discharge temperature close to 80 °C, a recovered heat rate of 0.67–1.66 kW, and a tank temperature between 30 and 40 °C, reducing the energy required by the heater compared to the case without heat recovery. It is concluded that the system is technically feasible as a preheating stage and that its economic attractiveness depends on the incremental integration cost and on optimizing operating conditions. Keywords: heat recovery, R134a, coaxial heat exchanger, domestic hot water.
Keywords: Energy efficiency, heat recovery, heat exchanger, sustainability, refrigeration cycle.
Description:
En este proyecto se diseña un sistema que recupera calor de la línea de descarga de un ciclo de refrigeración con R134a para precalentar agua caliente sanitaria, con el objetivo de reducir la energía aportada por el calentador primario. Se plantea la hipótesis de que el calor residual puede aprovecharse sin afectar la operación del cuarto frío, y se justifica la integración por la demanda simultánea de refrigeración y agua caliente. Para el desarrollo se seleccionaron los componentes y se dimensionó un intercambiador coaxial junto con un tanque de almacenamiento de 250 L. La evaluación se realizó con una simulación transitoria de 24 h en MATLAB, donde se representaron perfiles de consumo y variación de carga. Los resultados mostraron una descarga cercana a 80 °C, una potencia recuperada de 0,67–1,66 kW y una temperatura del tanque de 30–40 °C, reduciendo la energía requerida por el calentador frente al caso sin recuperación. Se concluye que el sistema es técnicamente viable como etapa de precalentamiento y que su conveniencia económica depende del costo de integración y de optimizar condiciones de operación. Palabras clave: recuperación de calor, R134a, intercambiador coaxial, agua caliente sanitaria
