REFRIGERACIÓN POR
ABSORCIÓN:
Esquema del
ciclo de refrigeración por 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 las sustancias absorben calor al cambiar de
estado, delíquido 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
elbromuro de litio, de absorber otra sustancia, tal
como el agua, en fase de vapor. Otra posibilidad es emplear el agua como
substancia absorbente (disolvente) y amoníaco como substancia absorbida (soluto).
FUNCIONAMIENTO:
El ciclo más comúnmente empleado es
el de agua-bromuro de litio por tener mayor eficiencia. Se emplea el bromuro de litio porque tiene gran capacidad de absorber agua y
porque puede deshidratarse mediante el calor. Bajando a los detalles de este
ciclo, el agua (refrigerante), que se mueve por un circuito a baja presión, se evapora en un intercambiador de calor, llamado evaporador.
La evaporación necesita calor, que obtiene en un intercambiador en el que refrigera un fluido secundario (normalmente, también agua), que se
lleva por una red de tuberías a enfriar los ambientes o cámaras que interese.
Tras el evaporador, el bromuro de litio absorbe el vapor de agua en el absorbedor,
produciendo una solución diluida o débil de bromuro en agua. Esta
solución pasa al generador, donde se separan disolvente y soluto mediante calor procedente de una fuente externa;
el agua va al condensador, que es otro intercambiador donde cede la
mayor parte del calor recibido en el generador, y desde allí pasa de nuevo al evaporador,
a través de la válvula de expansión; el bromuro, ahora como solución
concentrada en agua, vuelve al absorbedor para reiniciar el
ciclo.Aunque no aparece en la figura, también se suele utilizar un intercambiador de calor, poniendo en contacto, sin mezcla,
los conductos absorbedor-generador y generador-absorbedor, para precalentar la
solución de agua-bromuro de litio, antes de pasar al calentador (generador),
mientras que, a su vez, la solución concentrada de bromuro de litio se enfría
cuando va hacia el absorbedor, ya que la absorción se realiza mejor
a baja temperatura. De hecho (ver párrafo siguiente) en el absorbedor debe
haber un intercambiador para enfriarlo con la torre de enfriamiento.Al igual
que en el ciclo de compresión, el sistema requiere una torre de enfriamiento
para disipar el calor sobrante (suma del aportado por la fuente externa y el
extraído de los locales o espacios refrigerados). El fluido caloportador que va
a la torre discurrirá sucesivamente por dos intercambiadores situados en el absorbedor y
en el condensador.Como se puede ver en el esquema, los únicos
elementos mecánicos existentes en el ciclo son una bomba que lleva la solución
concentrada al generador y otra, no representada, para llevar
el caloportador a la torre de enfriamiento.El ciclo amoniaco-agua es en todo
semejante, salvo que en este caso el refrigerante es el amoniaco y el absorbente es el agua. Se
utiliza, aunque tiene menor eficiencia energética, porque tiene la ventaja de
poder conseguir temperaturas inferiores a 0 ºC, es decir, en aparatos para
congelar, como frigoríficos.
VENTAJAS/INCONVENIENTES
DE ESTE SISTEMA:
El rendimiento, medido por el COP (coefficient of performance, en la
normativa española, por el CoDeRE, Coeficiente De Rendimiento Energético), es
menor que en el método por compresión (entre 0,8 y 1,2 frente a 3 y 5,5 ). Si
bien es cierto que el COP obtenido mediante compresión tiene en cuenta la energía eléctrica invertida en el compresor, que
no es energía primaria en si. En cambio en un sistema de absorción la energía
utilizada para el cálculo del COP es el calor aportado al generador, que sí es
una energía primaria evaluable. Por tanto no se pueden comparar el COP de
compresión y de absorción (es mejor y más útil compararlos a través del segundo principio de la termodinámica, para valorar la calidad de la energía utilizada).Un
ejemplo de esta situación podría ser una instalación de refrigeración (climatización de verano) solar: si se
utilizasen placas fotovoltaicas sólo se podría utilizar un
15-20% de electricidad en comparación con unos paneles solares térmicos que podrían aprovechar hasta el 90% de
la energía solar recibida, y a un precio de
instalación mucho más reducido.
Si se utiliza la energía eléctrica
de la red, para el sistema de compresión, 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 (0,8 frente a 1,37). A pesar de ello en ciertos
casos, cuando la energía proviene de una fuente de calor económica, incluso
residual o un subproducto destinado a desecharse, compensa
ampliamente utilizar un sistema de absorción. Es el caso de utilizar el sistema
en un ciclo de trigeneración: se produce electricidad con un
sistema térmico y el calor residual (alrededor de un 50% de la energía primaria
empleada) se usa para el sistema de refrigeración.Al calor aportado al proceso
de refrigeración se le suma el calor sustraído de la zona enfriada. Con lo que
el calor aplicado puede reutilizarse. 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 son escasas.Los aparatos generadores por
absorción 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).
Frente a los sistemas
de que utilizan paneles fotovoltaicos, los basados en la energía solar
térmica brindan un mayor
rendimiento, superándose el problema de déficit que sufren
aquellos. De hecho, la energía solar térmica debe su eficiencia a la conversión
directa en electricidad.
La energía solar
térmica, por otra parte, también puede utilizarse para alimentar sistemas de calefacción de caldera de gas o eléctrica, con un
apoyo de la demanda energética de entre el 10 y el 20 por ciento.
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