REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

Transcripción

1 REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

2 Estos equipos utilizan como base el principio de higroscópico de algunas sales como el Bromuro de litio para generar un vacío en una cavidad que ocasiona una disminución brusca de la temperatura del agua. La fuente energetica de estos ciclos es térmica utilizada para separar o evaporar una solución Fuerte que posteriormente absorberá una solución débil o refrigerante. El calor utilizado en estos chillers usualmente proviene de vapor, agua caliente o gases de combustión. Comparados con los chillers eléctricos los chillers de absorción tienen muy bajos consumos eléctricos (alrededor de 15 kw que involucran la bomba de solución y la bomba de refrigerante). Sin embargo, los requerimientos de consumo de calor son altos, y los COPs típicos de operación son 0,5 (simple etapa) y 1,0 (doble etapa). Para las mismas capacidades de refrigeración (TR), se requieren muchas más torres de enfriamiento en los chillers de absorción que en los chillers eléctricos. Sin embargo, los chillers de absorción, desde el punto de vista de la eficiencia energética son más económicos, si se utiliza calor de desecho de un proceso térmico. Los chillers solo pueden ser enfriados por agua. Los chillers enfriados por agua incorporan el uso de torres de enfriamiento los cuales pueden resultar termodinámicamente más eficientes que los chillers enfriados por aire. Esto se debe a que el calor eliminado es mayor cuando el límite inferior de temperatura es la temperatura de bulbo húmedo que cuando este límite es la temperatura de bulbo seco del aire.

3 En términos generales se usan dos ciclos prácticos de absorción basados en mezclas distintas: El ciclo agua-amoniaco y el ciclo bromuro de litio-agua. Esquema de funcionamiento

4 Cómo trabaja el ciclo de refrigeración por absorción? La solución diluida de bromuro de litio se condensa en el inferior del absorbedor. De allí, la bomba transporta el fluido a través del intercambiador para precalentarlo. A la salida del intercambiador de calor, la solución se transporta hacia la parte superior del generador. La solución rodea un conjunto de tubos los cuales transportan vapor. La solución hierve, enviando el vapor de agua (refrigerante) hacia el condensador y separando bromuro de litio concentrado. Este último, baja hacia el intercambiador de calor, donde es enfriado por la solución diluida que está siendo bombeada hacia el generador. El vapor refrigerante (agua), fluye a través del condensador, condensándose. El calor es removido por la circulación de agua de enfriamiento (agua de torre), que fluye dentro de los tubos del condensador. Como el refrigerante se condensa, se colecta en el inferior del condensador.

5 Cómo trabaja el ciclo de refrigeración por absorción? El refrigerante líquido baja del condensador hacia la parte superior del evaporador y es rociado sobre de los tubos del evaporador. Debido al extremo vacío existente, el refrigerante líquido se hierve a 39ºF, creando el efecto refrigerante. Como el vapor refrigerante fluye del evaporador hacia el absorbedor, la solución concentrada de bromuro de litio del generador es rociada sobre los tubos ubicados en el absorbedor. La solución concentrada de bromuro de litio impulsa el vapor refrigerante hacia la solución creando un vacío extremo en el evaporador. La absorción de vapor refrigerante en la solución del bromuro de litio también genera calor, el cual es removido por el agua de enfriamiento. La nueva solución diluida de bromuro de litio se contiene en el inferior del absorbedor, donde fluye hacia la bomba de solución. El ciclo de refrigeración se completa y el proceso comienza nuevamente.

6 Configuración general de un sistema típico.

7 Tipos de Chilles de absorción. Según la fuente energetica utilizada en el generador encontramos Chillers de absorción con las siguientes características: Chillers de absorción con agua caliente( agua mínimo a 90 ºC). Chillers de absorción a vapor (vapor a 0.1 MPa ciclos etapa simple y 0.8 MPa para doble etapa). Chillers de absorción fuego directo. Chillers de absorción exhosto directo (gases de exhosto a 300 ºC para etapa simple y 500 ºC para doble etapa). Chillers de absorción Multienergy (Temperaturas de gases de 300ºC, vapor a 0.1 MPa y agua a 90ºC min.). De lo anterior resumimos que son ideales para utilizar en esquemas de cogeneración. En forma directa el mas indicado es el chiller fuego directo, aunque los de agua caliente y vapor se pueden usar de esta forma, no son recomendables energéticamente, y siguen siendo mejor empleados en esquemas de cogeneración. El chiller de exhosto directo es exclusivo para cogenerar.

8 Principales fabricantes a nivel mundial:

9 Alternativa II: Cogeneración Generación en sitio sustitución entre 85 y 100% de EE Subestacion Red pública Respaldo Gas natural de generación Consumo estación servicios generales 7% Torre de enfriamiento Consumo sistema de compresión de gas natural 93 % Disminución de la potencia del compresor en 14 % Gases de desecho baja temperatura Aumento del flujo masico de hasta un 18.4 % Compresor Enfriador Almacenamiento Volumen: 1600 lt Masa: 185 kg Circuito de enfriamiento del compresor T entrada del agua 7ºC Chiller de absorción Multienergy Gas natural de generación Gases a alta temperatura

10 Chiller de absorción enfriamiento del gas natural entre etapas. Subestacion Consumo estación servicios generales 7% Red pública Consumo prom kwh/mes Torre de enfriamiento Consumo sistema de compresión de gas natural 93 % Gases de desecho baja temperatura Compresor Enfriador Circuito de enfriamiento del compresor T entrada del agua 7ºC Chiller mecánico condensado por aire Gas natural de generación Almacenamiento Volumen: 1600 lt Masa: 185 kg Chiller de absorción Fuego directo

11 Recuperación de calor para la producción de agua fría en un distrito de enfriamiento Chiller Usuarios 4 Districoolling Planta CMSA Gases chimenea 324-SX Equipo recuperador de calor 2. Chiller de absorción 3. Bombas de agua fría 4. Sistema de distribución y manejadoras de agua fría 5. Bombas de agua de enfriamiento 6. Torre de enfriamiento 7. Bombas de agua caliente 8. Tanque acumulador de agua caliente