Antonio Pralon Ferreira Leite

Páginas: 16 (3990 palabras) Publicado: 1 de junio de 2012
REFRIGERADOR SOLAR PARA PRODUCCIÓN DE HIELO USANDO CARBÓN ACTIVADO-METANOL
Antonio Pralon Ferreira Leite Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Federal da Paraíba Av. Aprígio Veloso, 882 – C.P. 10069 58109-970 Campina Grande-PB, BRASIL pralon@dem.ufpb.br

RESUMEN Se presenta el estudio de un refrigerador solar basado en un ciclo de adsorción intermitente, destinado a la fabricaciónde hielo. El par adsorbente-adsorbato utilizado es el carbón activadometanol. Algunas innovaciones fueron implementadas, con respecto a los prototipos y unidades comerciales ya hechos y probados, especialmente en Francia. La cobertura del sistema de captación solar consiste en dos vidrios, conteniendo en el espacio entre ellos elementos anti-convectivos de policarbonato, denominada cobertura TIM –“Transparent Insulation Material”. Se adoptaron nuevas configuraciones geométricas para el adsorbedor y para el evaporador que son multitubulares, en lugar del formato rectangular/trapezoidal en cajón único, adoptado para estos componentes en las máquinas de fabricación francesa. El prototipo presente fue proyectado y construido con base en los resultados de simulaciones numéricas basadas en datosmeteorológicos de João Pessoa (7 o8'S, 34o 50 ' WG). Estos resultados demostraron que es posible obtener, en el periodo semestral de temperaturas más altas en este lugar (Octubre-Marzo), una cantidad de hielo de cerca de 7 hasta 10 kg, por metro cuadrado de área de captación solar, con flujos de radiación solar total incidente del 20 al 23 MJ/m 2, respectivamente. Los parámetros representativos delcomportamiento del presente refrigerador son presentados y comparados con los resultados obtenidos de un estudio experimental con un prototipo de características similares. Los parámetros y los cálculos empleados para dimensionar cada uno de los componentes del refrigerador solar adsortivo son también presentados. 1. INTRODUCCIÓN El uso de procesos de sorción para producir refrigeración ha sidoextensivamente estudiado en las últimas dos décadas y, además, ha sido considerado como una alternativa a los sistemas de compresión de vapor. Diferentes tipos de refrigeradores y bombas de calor han sido propuestos y testados, sea en el campo de la absorción líquida, o de la sorción sólido-gas. Las dos tecnologías principales acerca del concepto de la sorción sólido-gas son la adsorción y lareacción química, incluso los hidratos metálicos. Las similitudes y diferencias entre estos sistemas, así como las ventajas y desventajas de cada uno se describen extensivamente en Meunier (1998). Básicamente, los sistemas por adsorción presentan dos ventajas con respecto a los ya citados: el medio sólido (adsorbente) no es sometido a modificación de volumen durante los procesos de sorción, como en elcaso de la absorción sólida; y no necesita columna de rectificación, como en el caso de la absorción líquida. Además, los procesos de adsorción posibilitan el uso efectivo de una cantidad mayor de fluido refrigerante por ciclo, proporcionando mejores rendimientos, con respecto a los demás procesos de sorción antes mencionados. La tecnología empleada en refrigeradores adsortivos es relativamentesimple, ya que estos pueden operar sin partes móviles y con energía térmica de baja intensidad, como el calor residual o la energía solar. En el presente trabajo se analiza teóricamente, como también se caracteriza y se dimensiona un refrigerador adsortivo solar, empleando el par carbón activado-metanol, destinado a la producción de hielo.

2. FUNDAMENTOS DE ADSORCIÓN 2.1 Ecuación de estado Paradescribir el equilibrio termodinámico de un sistema adsortivo, diversas funciones correlacionando la temperatura T, la presión P y la concentración de la fase adsorvida a son encontradas en la literatura. Estas funciones son denominadas "isotermas de adsorción". 2.2 Ecuación de Dubinin-Astakhov Para procesos de adsorción en materiales microporosos con distribución de dimensiones de poro del...
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