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1.10.- Refrigeración por absorción.

Probablemente has oído que las instalaciones solares térmicas también son válidas para la producción de frío en verano. Para ello se utilizan máquinas que tienen un ciclo distinto al de compresión, un ciclo de absorción. Las más habituales son las de LiBr-H2O. También existen otras con amoniaco. El LiBr es una sal muy higroscópica y esta característica es la que la hace idónea para este tipo de máquinas.

Las máquinas de absorción tienen la desventaja de su bajo rendimiento, frente a las de compresión. Tienen un EFF-COP muy bajo. Pero como ventaja tienen que funcionan con fuentes térmicas de baja temperatura. Esto las hace idóneas para aquellas instalaciones solares de baja temperatura o cuando tenemos un calor residual (en lugar de echarlo directamente a la atmósfera nos puede permitir su uso para una instalación de aire acondicionado).

Para comprender como funciona el ciclo de absorción observa la figura.

La cámara central se encuentra a baja presión, unos 8 mbar. A esa presión el agua hierve a 5 ºC. El agua que cae de la ducha de la izquierda del dibujo, proveniente del condensador, extrae el calor del circuito que va a ir a los acondicionadores de aire: entra agua de retorno del circuito y sale enfriada hacia el circuito otra vez. En el diagrama no se ha representado el sistema de bombeo, únicamente la entrada y la salida de la tubería de agua. Por otra parte tenemos otra ducha por la que va cayendo una solución concentrada de LiBr-H2O. Cómo la sal es muy higroscópica atrae los vapores de agua que se van creando en la cámara, cayendo a una bandeja y diluyendo su concentración.

Hasta aquí es la parte dónde se genera el frío. El resto de los componentes del circuito sirve para regenerar la sal concentrada por un lado y agua pura por el otro. Prosigamos con el ciclo. La solución diluida se impulsa al generador. Aquí se aplica el calor y se destila el agua. El vapor de agua se dirige al condensador, dejando en el generador una solución concentrada de LiBr-H2O, que es la que se va a volver a utilizar en la cámara presurizada.

El vapor de agua al llegar al condensador vuelve al estado líquido. Para ello ha de ser enfriado. En el diagrama está representado un serpentín con salida a una torre de refrigeración. Por último, el agua enfriada contenida en el condensador se vuelve a utilizar para introducirla en la cámara presurizada e iniciar de nuevo el ciclo.

Ejercicio para Resolver

En la siguiente secuencia gráfica del funcionamiento de una máquina de absorción puedes ver en mayor detalle el proceso. No obstante está en inglés. Intenta traducir los textos y entender el funcionamiento. Puedes ver el documento del que se ha extraido el proceso  en el fabricante Thermax

Principios de funcionamiento

Basic Principle :

Boiling point of water is a function of pressure. At atmospheric pressure, water boils at 100 ºC. At lower pressure it boils at lower temperature. The boiling point of water at 6mmof mercury absolute, is only 3,7 ºC.

Lithium Bromide (LiBr) salt has the property to absorb water due to its chemical affinity. It is soluble in water. As the concentration of LiBr increases, its affinity towards water increases. Also as the temperature of LiBr increases the affinity decreases.

Operating Principle :

The vapour absorption chiller produces chilled water upto 4.5 ºC, utilizing hot water as the driving source. The chiller utilizes the latent heat released by the refrigerant (water) as it evaporates (in a closed pressure vessel,) for cooling. Unlike a compression chiller which uses a compressor to pressurize the vapourized refrigerant (Freon) and condenses it by using cooling water, the absorption chiller uses an absorbent (LiBr) to absorb the vapourized refrigerant (water). The refrigerant is then released from the absorbent when heated by an external source.

Fase 1: Evaporación del agua a baja presión

Fase 2: Absorción del agua por el bromuro de litio


Fase 3: Calentamiento del bromuro de litio

Fase 4: Separación y condensación del agua

Fase 5: Repetición del ciclo