Energia solar

ENERGÍA SOLAR PARA REFRIGERACIÓN DOMÉSTICA
R.E. Gaia - H.Bessone y A. Cortés Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura - U.N.Rosario Av.Pellegrini 250 - 2000 -Rosario T.E: (341)4495467 int.3 - E.mail: rgaya@hotmail.com , hbessone@arnet.com.ar , cortes@fceia.unr.edu.ar RESUMEN Se presenta el proyecto de un sistema de refrigeración solar consistente en una heladera comercial domésticapor absorción y un sistema de colector concentrador cilíndrico - parabólico y tanque acumulador. Se dimensionó para datos meteorológicos y de radiación correspondientes a la puna jujeña . Se hizo un estudio y optimización del sistema del almacenamiento de calor, y en el diseño del intercambiador del generador se previó una entrada auxiliar de energía. Se minimizaron los mecanismos móviles delsistema para simplificar mantenimiento y costos operativos. CICLO DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN En este ciclo, el compresor del sistema convencional es reemplazado por un absorbedor y un generador, realizándose en este último el ingreso de energía al sistema, en forma de calor. Esto produce la destilación de una solución presurizada de amoníaco (refrigerante) en agua (absorbente), aproximadamente al26%, a 165 C, ascendiendo luego el amoníaco al condensador, donde cede calor y cumple el resto del ciclo como refrigerante. El agua remanente con vestigios de amoníaco (solución débil), retorna al absorbedor. La heladera seleccionada funciona con el ciclo “Electrolux” : El amoníaco líquido y enfriado proveniente del condensador se encuentra en el evaporador con hidrógeno gaseoso. Siendo lapresión total constante, la inyección de H2 causa el descenso de la presión parcial del amoníaco, su evaporación y absorción de calor. El H2 retorna al punto de inyección, mientras que el NH3 es absorbido por la solución débil en el absorbedor, liberando calor de vaporización. La nueva solución (fuerte) retorna por gravedad al generador destilándose nuevamente y repitiéndose el ciclo. Los COP son delorden de 0.5, muy inferiores a los de los refrigeradores a compresión, pero con la ventaja de que únicamente se requiere una entrada de calor, haciéndolo útil para zonas carentes de energía eléctrica. El ciclo se muestra en la Figura 1. REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS Y ELECCIÓN DEL SISTEMA TÉRMICO La resistencia eléctrica que genera el calor en la heladera por absorción marca “Coventry”, brasileña, de 5pies cúbicos, se reemplazó por el sistema solar. . El consumo se determinó midiendo con una pinza amperométrica digital cada media hora, durante dos días, en condiciones de carga normales para una familia de 4 personas, y resultó siempre de 90W. El fluido de transferencia térmica debe estar a más de 165 C; temperatura requerida en el generador, por la presencia de un intercambiador, fijándose elingreso en 190 C , y la salida en 175 C (∆T= 15 C). Para este fluido se adoptó Therminol59®, cuyo punto de ebullición de 315 C, pudiéndose trabajar en estado líquido sin presurización. El sistema (Figura 2) posee un circuito primario abierto, con colector solar concentrador, y tanque de acumulación (para disponer energía las 24 hs.), reingresando el fluido al colector mediante una bomba alimentadacon paneles fotovoltaicos.

El circuito secundario es cerrado, con un intercambiador dentro del tanque y otro en el generador del refrigerador. La circulación es por termosifón: el fluido caliente asciende por su baja densidad, enfriándose en el intercambiador de la heladera, y retorna por gravedad. La eliminación de la bomba simplifica el mantenimiento, pero produce un caudal bajo, obligando aaumentar el área del intercambiador y a colocar la heladera en un punto más alto que el tanque. Se optó por un colector cilíndrico parabólico en el techo de la vivienda, de eje longitudinal E - O. La inclinación se ajusta estacionalmente: 0º para el verano , 15º para otoño y primavera y 30º para invierno. El absorbedor es un caño de 2”, rodeado de una cubierta de policarbonato para disminuir...