domingo, 27 de enero de 2008

Refrigeradores solares de absorción

El sistema de refrigeración por absorción es un medio de producir frío que, al igual que en el sistema de refrigeración por compresión, aprovecha que ciertas sustancias absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso.

Así como en el sistema de compresión el ciclo se hace mediante un compresor, en el caso de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de disolver otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor. Otra posibilidad es emplear el agua como sustancia disolvente y como soluto el amoniaco.

El funcionamiento de cualquier máquina de absorción se basa en tres fenómenos físicos muy simples:

  1. Cuando un líquido se evapora absorbe calor y cuando se condensa cede calor.
  2. La temperatura de ebullición de un líquido varía en función de la presión, es decir, a medida que baja la presión, baja la temperatura de ebullición.
  3. Hay establecidas parejas de productos químicos que tienen cierta afinidad a la hora de disolver el uno al otro.

En el ciclo de absorción, la fuente de energía, que puede ser el agua caliente a una temperatura entre 90ºC y 120ºC entra en el generador, donde a una presión alta el soluto del refrigerante se evapora y pasa al condensador donde se condensa y cede el calor. En la siguiente parte del ciclo el soluto refrigerante pasa por una válvula de expansión y, posteriormente, a una cámara a baja presión, el evaporador, donde se evapora de nuevo a una baja temperatura, para pasar al absorbedor, donde se diluye con el disolvente recuperado del generador. En este momento, la disolución refrigerante vuelve al generador, impulsada por una bomba, en donde el ciclo comienza de nuevo.

En la máquina de absorción, el absorbente químico (LiBr) y un generador térmico reemplazan la función del compresor. La bomba hace circular la disolución refrigerante entre el absorbedor y el generador. Al prescindir del compresor, el consumo eléctrico desciende de manera importante.

El calor necesario para hacer funcionar el “generador“ puede provenir de quemadores de gas o de colectores solares planos. En el mercado hay diversos fabricantes de refrigeradores de absorción, adaptados para utilizar energía solar.

La empresa sueca Climate Well fabrica un aparato combinado, que incorpora un acumulador de calor, que puede proporcionar tanto agua caliente como refrigeración. Sus medidas son de 1,36 m de ancho por 70 Cm de profundidad y 2,15 m de alto. El acumulador de calor por cambio de fase trabaja con una sal, el cloruro de litio (LiCl). Puede acumular 76 Kwh de calefacción ó 60 Kwh de refrigeración. La potencia máxima de refrigeración es de 20 Kw y la de calefacción de 25 Kw. Produce frío con una eficicencia del 68% y calor con una eficiencia del 160%. Al disponer de dos depósitos acumuladores con todos los sistemas duplicados, puede trabajar a la mitad de potencia con el mismo rendimiento.

La fuente de calor ha de tener una temperatura mínima de 50 ºC para que todo el sistema funcione.

La empresa FAGOR ha desarrollado el refrigerador por absorción ROTARTICA, que aplica los principios de la absorción pero en una unidad de generador rotativo, con distintas cámaras al vacío. En el caso del refrigerador de simple efecto, la unidad está rotando a 260 rpm.

El efecto que se consigue con esta rotación es básicamente la mejora de los procesos de transferencia de calor. Gracias a esto, se puede disminuir el tamaño y peso del generador.

La empresa francesa SOLAREF fabrica refrigeradores de absorción que trabajan con colectores solares. Fabrica dos modelos de 70 y 200 litros de capacidad. Estos refrigeradores están diseñados para ser utilizados en paises tropicales, en el continente africano. Se prevé su uso en zonas remotas, tanto para conservar alimentos, como vacunas y medicamentos.