El ciclo Vuilleumier fue patentado por un ingeniero suizo-estadounidense llamado Rudolph Vuilleumier en 1918. El propósito de la máquina de Vuilleumier era crear una bomba de calor que utilizara calor a alta temperatura como entrada de energía. El ciclo Vuilleumier...
Utiliza la expansión y compresión del gas de trabajo en tres espacios de volumen variable para bombear calor desde un nivel de temperatura bajo a moderado. La característica interesante de la máquina Vuilleumier es que las variaciones de volumen inducidas se realizan sin el uso de trabajo, sino térmicamente. Esta es la razón por la que tiene potencial para funcionar en aplicaciones modernas donde la contaminación del medio ambiente no es una opción. Es un candidato perfecto para este tipo de aplicaciones, ya que se compone únicamente de piezas metálicas y gas inerte . Al utilizar estas unidades para calentar y enfriar edificios, se pueden lograr grandes ahorros de energía , ya que pueden funcionar a pequeña escala en edificios comunes o a gran escala proporcionando energía térmica a bloques de construcción completos sin utilizar combustibles fósiles . El uso de máquinas Vuilleumier para aplicaciones industriales o en el interior de vehículos también es una opción viable. Otro campo en el que ya han intervenido estas máquinas es el de la criogenia , ya que también son capaces de proporcionar refrigeración a temperaturas muy bajas como los muy similares y conocidos frigoríficos Stirling . [1]
El ciclo de Vuilleumier es un ciclo termodinámico con aplicaciones en refrigeración a baja temperatura . En algunos aspectos se parece a un ciclo o motor Stirling , aunque tiene dos " desplazadores " con un enlace mecánico que los conecta en comparación con uno en el ciclo Stirling. El desplazador caliente es más grande que el desplazador frío. El acoplamiento mantiene la diferencia de fase adecuada . Los desplazadores no realizan ningún trabajo; no son pistones. Por lo tanto, en un caso ideal no se requiere trabajo para operar el ciclo. En realidad, la fricción y otras pérdidas significan que se requiere algo de trabajo.
Los dispositivos que funcionan en este ciclo han podido producir temperaturas tan bajas como 15 K utilizando nitrógeno líquido para preenfriar. Sin preenfriamiento se alcanzaron 77 K con un flujo de calor de 1 W.
La bicicleta fue patentada por primera vez por Vuilleumier en 1918 con la patente US1275507, y nuevamente en Leiden por KW Taconis en 1951. En marzo de 2014, la bicicleta Vuilleumier fue probada en aplicación con la actualización de los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) convencionales por parte de utilizando el proceso termodinámico propuesto por el ciclo de mover energía térmica y obteniendo resultados de mayor eficiencia de producción junto con una huella de carbono reducida . [2] Este trabajo fue completado por ThermoLift (http://www.tm-lift.com/), una empresa con sede en el Centro de Tecnología e Investigación de Energía Avanzada de la Universidad de Stony Brook , con la colaboración del Departamento de Energía de EE. UU. y la Autoridad de Investigación y Desarrollo Energético del Estado de Nueva York (NYSERDA). [3] Este trabajo culminó con la demostración del sistema ThermoLift en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en agosto de 2018. La demostración mostró que la tecnología ThermoLift (TCHP) es capaz de alcanzar coeficientes de rendimiento (COP) para el ciclo que superan ampliamente los COP objetivo del DOE para las bombas de calor para climas fríos (aunque sin exceder en absoluto las eficiencias de las bombas de calor geotérmicas ). Además, debido a la naturaleza del TCHP, no hay una disminución significativa de la capacidad a medida que disminuye la temperatura de entrada al HX frío. [4]
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