Absorsistem, especialista en eficiencia y ahorro en costes energéticos.

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Funcionamiento del ciclo de absorción de simple efecto con bromuro de litio y agua, alimentado por agua caliente

El ciclo que se describe a continuación es el empleado por las unidades de la marca YAZAKI que utilizan como fuente de energía el calor contenido en un circuito de agua caliente proce-dente de un campo de paneles de captación solar térmica, del calor residual de una planta de cogeneración por motor térmico o turbina, o de cualquier otro sistema de recuperación de calor gratuito o residual. Si bien utilizamos el diseño esta marca representada por ABSORSISTEM, la tecnología es la misma en todos los equipos por ciclo de absorción de simple efecto.

El fluido utilizado en el ciclo de refrigeración, es una solución de agua y Bromuro de litio (LiBr), siendo el agua el refrigerante y el LiBr el absorbente. Una primera ventaja es que los agentes utilizados son totalmente inocuos para el medio ambiente. El LiBr es una sal similar a la sal común (NaCl) que como ella tiene una gran afinidad con el agua, absorbiéndola fácilmente. El otro aspecto importante para entender como puede utilizarse el agua como refrigerante, es saber que ésta, cuando se encuentra en un espacio en el que la presión absoluta está muy por debajo de la atmosférica y que en este caso es de únicamente de 0,9 kPa (9 mbar en vez de 1013 que es la presión atmosférica nominal), el agua se evapora (hierve) a tan solo 3ºC.

Para explicar el funcionamiento seguiremos el esquema simplificado de la Figura 1. Empeza-mos en el generador que está situado en la parte superior izquierda del gráfico, donde la solu-ción acuosa (denominada solución diluida) contiene un 52% de LiBr. Por el circuito primario del generador circula el agua caliente que aporta la energía necesaria para hacer funcionar el sis-tema. Esta agua caliente entra nominalmente a una temperatura de 88ºC en el circuito primario del generador saliendo de él a 83ºC. Mientras, en el circuito secundario del generador, o sea en el circuito de refrigeración, la presión absoluta es de 13 kPa. Como efecto del calor aporta-do por el circuito primario de agua caliente, el agua de la solución diluida entra en ebullición y el vapor formado se encamina hacia el recipiente contiguo que es el condensador. Debido a esta separación de vapor, la solución restante, denominada solución concentrada, se concentra hasta un 56% de LiBr dirigiéndose en estas condiciones hacia el intercambiador de calor situado en la parte inferior del esquema. Mientras, en el condensador, el vapor de agua es enfriado hasta 36ºC gracias al circuito de agua procedente, por ejemplo, de una torre de enfriamiento y que entra a la máquina a una temperatura de 31ºC, condensando el vapor de agua y convirtiéndolo en líquido. Este líquido refrigerante, es introducido por diferencia de presión en el evaporador donde se mantiene una presión absoluta de 0,9 kPa, por lo que se evapora a 3ºC adquiriendo el calor necesario para ello del circuito de agua a refrigerar, reba-jando su temperatura a 7ºC suponiendo que ha entrado de la instalación a 12ºC. Al mismo tiempo, la solución concentrada al 56% de LiBr procedente del generador fluye en el absorbe-dor que comparte espacio y presión con el evaporador, siendo el vapor de agua contenido en este absorbido por el LiBr debido a su afinidad con el agua, diluyendo la concentración de LiBr de nuevo al 52%. Ello permite eliminar el vapor a medida que se produce y continuar manteniendo la presión de 0,9 kPa en el espacio compartido por el evaporador y el absorbedor. El fenómeno de la absorción produce calor que a su vez es eliminado por el mismo circuito de enfriamiento antes de dirigirse al condensador.

Finalmente, la solución diluida al 52% de LiBr por la absorción del vapor, es aspirada por la bomba de solución (SP) para enviarla de nuevo al generador donde se reinicia el proceso, pasando previamente por un intercambiador de calor que permite aumentar el rendimiento del ciclo.

En el esquema de la figura 2 se completa el circuito de acuerdo con el diseño específico utili-zado por YAZAKI en las unidades de la serie WFC SC. En la tabla anexa al esquema se defi-nen los distintos componentes según los números de referencia que aparecen en el esquema.

Balance térmico en la unidad YAZAKI modelo WFC SC10

Esta figura es un ejemplo que permite ver los flujos térmicos en el interior del circuito. Obsér-vese que el calor a disipar es la suma del aportado por la fuente de calor más el extraído del agua del circuito que se refrigera (50,2 + 35,2 = 85,4 kW).