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Las primeras aplicaciones industriales de los principios termodinámicos de la absorción de un vapor por un líquido, con el fin de conseguir la refrigeración de otro líquido, datan de los primeros años 30, del pasado siglo. La comercialización a mayor escala de plantas frigoríficas de absorción con ciclo amoniaco-agua comienzan en los 40 y la puesta en elmercado de las primeras plantas con ciclo agua-bromuro de litio tiene lugar a principio de los 50.
Los ciclos de absorción se basan en la capacidad que tienen algunas sustancias para absorber, en fase líquida, vapores de otras sustancias. Son, por tanto, sistemas de dos componentes, donde una de las sustancias es disuelta en la otra y el enfriamiento se produce extrayendo una de las dos sustancias dela solución por medio de la aplicación de calor y luego reabsorbiéndola hacia la solución.
La refrigeración por absorción se basa en las reacciones físico-químicas entre un refrigerante y un absorbente; el refrigerante entra en un evaporador que contiene un gas, hidrógeno por ejemplo, cuya presencia baja la presión parcial del refrigerante en el sistema haciendo posible que éste se evapore,provocando a su vez que absorba calor del ambiente para enfriarlo.
Además, para que este ciclo se pueda repetir es necesario regresar el refrigerante a su estado líquido, para lo cual es absorbido por una sustancia que facilita la separación de ambos compuestos mediante el calor suministrado por un colector solar. Finalmente, el refrigerante se condensa y regresa al estado liquido necesario paracumplir con su función.
Una de las principales ventajas de los sistemas por absorción es que, por lo regular, tienen un bajo o nulo consumo eléctrico y para lograr la misma capacidad de enfriamiento, las dimensiones del sistema suelen ser menores que las de uno por compresión, además que los coeficientes de transferencia de calor son superiores.
El principal atractivo de estos equipos es sucapacidad para aprovechar el calor residual en procesos industriales o en plantas de cogeneración, utilizando el calor de los gases de escape de los motores o de las turbinas, con diferentes formas para el aprovechamiento de dicha energía:
º Conexión mediante fluido intermedio, los gases de escape pasan por una caldera donde se produce vapor o agua caliente que, a su vez, se usa para la propulsiónde la máquina de absorción. La ventaja de este sistema es que el vapor o agua caliente puede usarse simultáneamente para otras aplicaciones. Por ejemplo en empresas con grandes fluctuaciones en el consumo de vapor,esta máquina, puede consumir los excedentes de vapor. De esta forma la planta de cogeneración puede operarse a régimen constante aunque haya fluctuaciones en el consumo de vapor.
ºConexión directa, los gases de escape pueden usarse directamente para propulsar la máquina de absorción. Esta posibilidad es interesante cuando toda la energía térmica de la cogeneración está destinada a la producción de frío, por la reducción de costes de inversión y de mantenimiento al evitar tener un circuito de vapor adicional.
Absorción con par agua/sales bromuro de litio
En este caso elrefrigerante es el agua y la solución de transporte la sal de bromuro de litio (Br-Li) Ver esquema que ilustra el principio de funcionamiento de una máquina de refrigeración con ciclo de absorción de simple efecto.
El agua no puede condensar o evaporar por debajo de 0,01°C, por lo que no puede ser empleada en equipos de producción de frío de temperatura negativa. Utilizando agua comorefrigerante, se trabaja a presiones inferiores a la atmosférica (vacío) para las temperaturas habituales de climatización, lo cual obliga a diseños de máquinas muy compactas para minimizar las pérdidas de carga en tuberías.
Bajo ciertas condiciones de operación, se puede producir la cristalización del Bromuro de Litio. Este fenómeno provoca la parada del equipo hasta su posterior fusión. Para evitarlo...
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