SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
Un método alternativo de refrigeración es por absorción. Sin embargo este método por
absorción solo se suele utilizar cuando hay una fuente de calor residual o
barata, por lo que la producción de frío es mucho más económica y ecológica,
aunque su rendimiento es bastante menor.
En estos sistemas la energía suministrada
es, en primer lugar, energía térmica. El refrigerante no es comprimido
mecánicamente, sino absorbido por un líquido solvente en un proceso exotérmico
y transferido a un nivel de presión superior mediante una simple bomba. La
energía necesaria para aumentar la presión de un líquido mediante una bomba es
despreciable en comparación con la energía necesaria para comprimir un gas en
un compresor. A una presión superior, el refrigerante es evaporado desorbido
del líquido solvente en un proceso endotérmico, o sea mediante calor. A partir
de este punto, el proceso de refrigeración es igual al de un sistema de
refrigeración por compresión. Por esto, al sistema de absorción y desorción se
le denomina también "compresor térmico".
En este sistema de refrigeración por absorción, al igual que en
el de compresión se aprovecha que ciertas sustancias absorben calor al cambiar
de estado líquido a gaseoso. En el caso de los ciclos de absorción se basan
físicamente en la capacidad de absorber calor que tienen algunas sustancias,
tales como el agua y algunas sales como el bromuro de litio, al disolver, en
fase líquida, vapores de otras sustancias tales como el amoniaco y el agua,
respectivamente.
Más en detalle, el refrigerante se evapora
en un intercambiador de calor, llamado evaporador, el cual enfría un fluido
secundario, para acto seguido recuperar el vapor producido disolviendo una
solución salina o incorporándolo a una masa líquida. El resto de componentes e
intercambiadores de calor que configuran una planta frigorífica de absorción,
se utilizan para transportar el vapor absorbido y regenerar el líquido
correspondiente para que la evaporación se produzca de una manera continua.
CICLO DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
En los sistemas de refrigeración por
absorción se diferencia entre dos circuitos, el circuito del refrigerante entre
compresor térmico, condensador y evaporador, y el circuito del solvente entre
el absorbedor y el separador. Una ventaja notable de los sistemas de absorción
es que el refrigerante no es un fluoroclorocarbono. La mezcla de refrigerante y
solvente en aplicaciones de aire acondicionado y para temperaturas mayores a 0°C es agua y bromuro de litio
(LiBr). En aplicaciones para temperaturas hasta -60°C es amoniaco (NH 3 ) y
agua. Hasta hoy no se han encontrado otras mezclas apropiadas para estas
aplicaciones, aunque se están desarrollando sistemas de adsorción , en los que
el refrigerante es absorbido en matrices sólidas de ceolitos.
Ventajas e inconvenientes de la refrigeración por absorción
El rendimiento es menor que en el método
por compresión (0,8 frente a 5,5 ), sin embargo en algunos casos compensa el
que la energía proveniente de una fuente calorífica sea más económica, incluso
residual o un subproducto destinado a desecharse. También hay que tener en
cuenta que el sistema de compresión, utiliza normalmente la energía eléctrica,
y cuando ésta llega a la toma de corriente lo hace con un rendimiento inferior
al 25% sobre la energía primaria utilizada para generarla, lo que reduce mucho
las diferencias de rendimiento.
Al calor aportado al proceso de
refrigeración se le suma el calor sustraído de la zona enfriada. Con lo que el
calor aplicado puede volverse a reutilizar. Sin embargo, el calor residual se
encuentra a una temperatura más baja (a pesar de que la cantidad de calor sea
mayor), con lo que sus aplicaciones pueden reducirse.
Los aparatos son más voluminosos y
requieren inmovilidad (lo que no permite su utilización en automóviles, lo que
sería muy conveniente como ahorro de energía puesto que el motor tiene grandes
excedentes de energía térmica, disipada en el radiador).
Ventajas y desventajas de las sustancias pares en sistemas de absorción
Agua / Bromuro de Litio (LiBr)
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Ventajas
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Inconvenientes
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El refrigerante agua tiene una alta capacidad calorífica
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El sistema no puede enfriar a temperaturas menores del
punto de congelación de agua
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La solución de bromuro de litio no es volátil
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El bromuro de litio es solvente en agua sólo limitadamente
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Las sustancias no son tóxicas ni inflamables
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El vacío demanda una alta impermeabilidad del sistema
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Amoniaco (NH3 ) / Agua
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Ventajas
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Inconvenientes
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El refrigerante amoniaco tiene una alta capacidad
calorífica
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Presión muy alta del refrigerante (tuberías más gruesas)
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Aplicaciones de temperaturas muy bajas, hasta -60°C
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Volatilidad del solvente (es necesaria una rectificación)
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Propiedades muy buenas de transferencia de calor y masa
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Toxicidad del amoniaco
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