El esquema de una central de cogeneracin ms prctica (pero ms compleja) se muestra en la figura 10-22. Bajo condiciones normales de operacin, algo de vapor se extrae de la turbina a cierta presin intermedia predeterminada P6. El resto del vapor se expande hasta la presin del condensador P7 y despus se enfra a presin constante. El calor rechazado desde el condensador representa el calor de desecho en el ciclo.En los momentos de gran demanda de calor de proceso, todo el vapor se enva a las unidades de calentamiento de proceso mientras que nada se manda al condensador (m7=0). De este modo, el calor de desecho es cero. Si esto no es suficiente, se estrangula una parte del vapor que sale de la caldera mediante una vlvula de expansin o de reduccin de presin (VRP) hasta la presin de extraccin P6 y se enva a la unidad de calentamiento de proceso. El mximo calentamiento de proceso se alcanza cuando todo el vapor que sale de la caldera pasa a travs de la VRP (m5=m.4). De este modo, ninguna potencia se produce. Cuando no hay demanda de calor de proceso, todo el vapor pasa a travs de la turbina y el condensador (m5=m6=0), y la central de cogeneracin opera como una central ordinaria elctrica de vapor. Las tasas de entrada de calor, calor rechazado y el suministro de calor de proceso, as como la potencia producida en esta central de cogeneracin, se expresan como:

Bajo condiciones ptimas, una central de cogeneracin simula a una central de cogeneracin ideal como la anteriormente analizada. Es decir, todo el vapor se expande en la turbina hasta la presin de extraccin y contina hacia la unidad de calentamiento de proceso. Nada de vapor pasa por la VRP o el condensador, por lo tanto, no se rechaza calor de desecho. Esta condicin es difcil de lograr en la prctica debido a las variaciones constantes en las cargas de calor de proceso y de potencia.CICLOS DE POTENCIA COMBINADOS DE GAS Y VAPORUn ciclo de potencia de gas que remata a un ciclo de potencia de vapor, esto se denomina ciclo combinado de gas y vapor, o slo ciclo combinado. El ciclo combinado que ms interesa es el ciclo de turbina de gas (Brayton), el cual remata al ciclo de turbina de vapor (Rankine), y que tiene una eficiencia trmica ms alta que cualquiera de los ciclos ejecutados individualmente.Los ciclos caractersticos de turbina de gas operan a temperaturas considerablemente ms altas que los ciclos de vapor. La temperatura mxima del fluido a la entrada de la turbina est cerca de los 620C (1 150F) en las centrales elctricas de vapor modernas, pero son superiores a los 1 425C (2 600F) de las centrales elctricas de turbina de gas. Su valor es superior a 1 500C en la salida del quemador de las mquinas turborreactoras. El uso de temperaturas ms elevadas en las turbinas de gas ha sido posible gracias a los recientes desarrollos en el enfriamiento de los alabes de la turbina y en el revestimiento de stos con materiales resistentes a las altas temperaturas, como cermicas. Debido a la temperatura promedio ms alta a la cual se suministra el calor, los ciclos de turbina de gas tienen un potencial mayor para eficiencias trmicas ms elevadas. Sin embargo, los ciclos de turbina de gas tienen una desventaja inherente: el gas sale de la turbina a temperaturas muy altas (por lo general arriba de 500C), lo que cancela cualquier ganancia potencial en la eficiencia trmica.Esto se puede mejorar un poco utilizando la regeneracin, pero la mejora ser limitada.

CICLOS BINARIOS DE VAPORCon la excepcin de unas cuantas aplicaciones especializadas, el fluido de trabajo que se usa predominantemente en los ciclos de potencia con vapor es el agua, pero est lejos de ser el ideal. El ciclo binario es un intento por superar algunas de las deficiencias del agua y aproximarse al fluido de trabajo ideal, mediante el empleo de dos fluidos. Antes de analizar el ciclo binario, se enumeran las caractersticas del fluido de trabajo ms apropiado para los ciclos de potencia de vapor:1. Una temperatura crtica elevada y una presin mxima segura. 2. Baja temperatura del punto triple. 3. Una presin del condensador que no sea demasiado baja. 4. Una elevada entalpa de evaporacin (hfg) tal que la transferencia de calor del fluido de trabajo se aproxime a una isotrmica y no sean necesarias grandes tasas de flujo msico.5. Una curva de saturacin que se asemeje a una U invertida. 6. Buenas caractersticas de transferencia de calor (alta conductividad trmica).7. Otras propiedades, como ser inerte, econmico, de fcil obtencin y no txico.El agua es el que ms se acerca, aunque no rene del todo las caractersticas 1, 3 y 5. Es posible superar estos aspectos con presin subatmosfrica de condensador mediante un sellado cuidadoso y con la curva de saturacin en forma de V invertida mediante recalentamiento, pero no hay mucho que hacer respecto del punto 1. El resultado es un ciclo de potencia que en realidad es una combinacin de dos ciclos, uno en la regin de alta temperatura y otro en la regin de baja temperatura. Dicho ciclo se denomina ciclo de vapor binario. En los ciclos de vapor binarios, el condensador del ciclo de alta temperatura (tambin llamado ciclo superior) sirve como la caldera del ciclo de baja temperatura (tambin llamado ciclo inferior). Esto es, la salida de calor del ciclo de alta temperatura se utiliza como la entrada de calor del de baja temperatura. Algunos fluidos de trabajo adecuados para el ciclo de alta temperatura son el mercurio, el sodio, el potasio y las mezclas de sodio y potasio.