Visítanos en Facebook Síguenos en Twitter
Domingo 16 de Diciembre de 2018          Dólar= $684,91          UF=$27.565,79     •      UTM=$48.353
Sistemas de refrigeración por absorción

Como resultado de la necesidad permanente de optimizar la eficiencia de los sistemas de refrigeración, considerando los precios competitivos de los gases licuados y aprovechando, además, la energía térmica residual disponible de procesos industriales, aparece la Refrigeración por Absorción. Una alternativa viable y con miras al futuro, a las necesidades de frío y acondicionamiento de aire para el área de servicios, comercio, pequeñas y medianas industrias en Chile.

He escuchado que estar en un hotel en el Caribe sin aire acondicionado, es una penitencia purgatoria. Y no solo esta amenidad casi frívola de contar con aire fresco, sino también otra que resulta crítica, como es la conservación de nuestros alimentos. Refrigeración, palabra latina referida a la acción repetitiva de bajar la temperatura. Para este fin, hoy utilizamos un sistema que mediante el uso de un compresor mueve un fluido de características físicas apropiadas a través de un circuito que, de forma repetitiva, extrae ese “calor indeseado”, mediante la evaporación de este fluido. Luego, expulsa ese “calor indeseado” en otro medio, a través de la condensación del mismo fluido apropiado llamado refrigerante.

Lamentablemente este compresor debe consumir energía, lo cual representa desde luego un consumo eléctrico. Para el caso de este sistema “motriz” en particular, comparativamente no parece ser mucho, pues la energía que consume para alimentar el compresor es menor en términos de cantidad de la energía contenida en el “calor indeseado”, de hecho este es el principal factor para determinar qué tan “eficiente” es este sistema. En la práctica se usa un Coeficiente de Operación (COP), entre más “calor indeseado” pueda tomar y expulsar usando solo una fracción de energía eléctrica, entonces más alto será este coeficiente.

Todo lo anterior, persigue entonces reducir este uso de energía, pero, ¿cómo mover este fluido conveniente (refrigerante) sin consumir energía eléctrica? Pues parece haber una salida alternativa, gracias al ingenio de dos suecos notables: Baltasar Von Platen y Carl Munters. Mi humilde homenaje para ellos, quienes en 1923, siendo aún estudiantes del Instituto Real de Tecnológico de Estocolmo, lograron crear un refrigerador sin partes móviles haciendo uso de un principio de enfriamiento ya conocido llamado de absorción.

Este refrigerador “Platen-Munters”, llegó a ser incluso de interés del mismísimo Albert Einstein, quien tomando esta idea de modo “relativamente” diferente, patentó su propio artefacto, el Refrigerador de Einstein.

¿Sin partes móviles? Pues sí, no tiene partes móviles, pero sí usa una fuente de calor, pudiendo ser una flama de algún combustible gaseoso como el gas licuado o el gas natural, o agua caliente obtenida desde un panel termosolar o incluso agua caliente residual de algún proceso industrial que pueda ser recolectada, acumulada y usada como esta fuente de calor.


Funcionamiento

En términos simples, este proceso de refrigeración por absorción consiste en utilizar una mezcla de amoniaco gaseoso diluido en agua contenido en un GENERADOR, luego el aporte directo de calor externo activa la separación de estos dos fluidos en un SEPARADOR. Una vez que el amoniaco gaseoso deja el agua cambia a fase líquida en un tubo CONDENSADOR, para mezclarse con hidró- geno, el cual lo transporta hasta un tubo EVAPORADOR a fin de cambiar otra vez de fase con el propósito de extraer ese “calor indeseado”.

Una vez evaporado, el amoniaco se mezcla en el ABSORBEDOR con la misma agua que lo contenía en un principio en la unidad generadora antes de separarse, volviendo al recipiente de origen y renovando el ciclo.

¿Complicado? Pues, qué se puede decir, Von Platen y Munters eran unos genios. Pero vamos más en detalle. En general este sistema tiene tres circuitos combinados de fluidos.

a) Circuito 1: Agua y amoniaco gaseoso.

b) Circuito 2.: Hidrógeno y amoniaco líquido.

c) Circuito 3: Amoniaco cambiando de fases gaseoso a líquido y de líquido a gaseoso.


El primer circuito es el símil de una bebida gaseosa de agua carbonatada, que aquí nuestro CO2 es amoniaco. La cual toma el calor de aporte externo directo en un recipiente generador y lo lleva hasta un separador que cuenta con una entrada y dos salidas, una para el retorno del agua y la otra para dejar fluir el amoniaco gaseoso.

El segundo circuito es donde un tercer fluido, el hidrógeno, toma el amoniaco condensado, primero hasta un evaporador y luego hasta un recipiente de absorción que cuenta con dos entradas y una salida, para allí mezclarse con el agua de retorno del primer circuito y salir hacia el generador.

El tercer circuito, es distinguible para mí al menos por motivos pedagógicos, en el cual recorre solamente el amoniaco desde el generador, pasando primero por el separador y luego por el condensador para atravesar el evaporador extrayendo “calor indeseado” y alcanzar el recipiente absorbedor para regresar al origen en el generador.

Hoy en día con la necesidad de ahorro energético, la refrigeración por absorción parece tener una oportunidad. Si bien los equipos son más costosos y su COP es bajo, su principal ventaja es que no tiene costos operativos, potencial nulo de calentamiento atmosférico (GWP= 0), potencial nulo de agotamiento de ozono (ODP = 0). Como no tiene partes móviles resulta silencioso y hace uso de una fuente de calor que podría ser gratis, como por ejemplo el calor residual de los gases de exhosto de motores, ductos de escape de gases o tuberías de líquidos de desechos calientes de procesos industriales o chimeneas.

En sistemas de una etapa estos alcanzan COP´s = 0,8, es decir se requiere 1,25 unidades de energía para extraer 1 unidad térmica. En promedio trabajan con una fuente de calor promedio de 80°C y pueden enfriar agua hasta los 6°C.

Existen unidades comerciales ya disponibles por ejemplo de 56kW térmicos que permiten obtener 70kW de refrigeración a 16°C, una temperatura excelente para acondicionamiento de aire, por ejemplo. También se pueden obtener 50kW de refrigeración a 6°C, como para conservar frutas o verduras y finalmente para otras aplicaciones más exigentes se pueden alcanzar los menos 6°C, pero con una potencia de 25kW. Un refrigerador doméstico tiene en promedio una potencia de 150 W. Por tanto, existe un potencial para pequeñas y medianas industrias que necesiten refrigerar, y para edificios y oficinas que necesiten acondicionamiento de aire sin hacer uso de un consumo de energía eléctrica.


Por Marcelo Cortés Vásquez, Subgerente de Ingeniería Gasco GLP S.A. / mcortes@gasco.cl
Marzo 2018
Comenta este artículo
Nombre:
Empresa:
Email:
Comentario:
Ingresa los caracteres de la imagen:
Comentarios acerca de este artículo
No hay comentarios publicados
GRUPO EDITORIAL EMB
Sucre 2235 Ñuñoa
Santiago
Chile
Fono: (56.2) 433 5500
info@emb.cl
www.channelnews.clww.ng.clwww.gerencia.clwww.revistahsec.clwww.embconstruccion.cl
Resolución mínima: 1024 x 768

© Copyright 2018 Editora Microbyte Ltda.