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Refrigerador de Absorción
Descripción breve
Un refrigerador de absorción es un sistema de refrigeración que utiliza una fuente de calor (como una llama, energía solar térmica o calor residual) en lugar de un motor eléctrico o compresor mecánico para accionar el ciclo de refrigeración. Funciona continuamente sin partes móviles aprovechando la solubilidad variable de un refrigerante (típicamente amoníaco) en un disolvente (típicamente agua) a diferentes temperaturas y presiones.
Uso / Función
- Uso principal: Conservación de alimentos y refrigeración fuera de la red eléctrica, alimentada directamente por calor (gas, queroseno, biomasa o energía solar térmica).
- Usos secundarios: Refrigeración por recuperación de calor residual en procesos industriales y refrigeración silenciosa para entornos sensibles al ruido.
- Escala: Refrigeradores domésticos, unidades portátiles y almacenamiento agrícola sin conexión a la red.
Principio de funcionamiento
El ciclo estándar de absorción de gas de 3 fluidos (ciclo Platen-Munters) utiliza amoníaco como refrigerante, agua como absorbente y gas hidrógeno como igualador de presión:
- Generador: El calor aplicado a una solución concentrada de agua y amoníaco evapora gas amoníaco a alta presión.
- Condensador: El amoníaco gaseoso caliente pasa por un serpentín enfriado por aire y se condensa en amoníaco líquido.
- Evaporador: El amoníaco líquido entra en la cámara del evaporador llena de gas hidrógeno. El hidrógeno reduce la presión parcial del amoníaco, haciendo que se evapore rápidamente y absorba calor del espacio refrigerado.
- Absorbedor: El vapor de amoníaco mezclado con hidrógeno fluye hacia el absorbedor, donde una solución débil de agua reabsorbe el amoníaco gaseoso, permitiendo que el hidrógeno regrese al evaporador.
- Circulación por termosifón: Los gradientes de temperatura y densidad hacen circular los fluidos de forma continua sin necesidad de bombas mecánicas.
Cómo crearlo
- Construir el generador: Fabricar un recipiente vertical de acero rodeado por un manguito calefactor o tubo de llama para quemador.
- Añadir tubo rectificador: Instalar un tubo inclinado sobre el generador para permitir que las gotas de agua condensadas drenen mientras el vapor de amoníaco puro fluye hacia arriba.
- Fabricar serpentines de condensador y evaporador: Doblar tubos de acero en serpentines radiadores para disipación de calor y secciones de expansión de frío.
- Ensamblar el recipiente absorbedor: Conectar las líneas de retorno inferiores para permitir que la solución débil absorba el gas amoníaco de retorno.
- Cargar el sistema: Evacuar el aire, cargar con proporciones calculadas de amoníaco de alta pureza, agua destilada e hidrógeno presurizado, y luego sellar herméticamente todas las soldaduras de acero.
Materiales necesarios
- Cámara y tuberías: Tubos de Acero y recipientes a presión (se debe evitar estrictamente el cobre y el latón, ya que el amoníaco corroe las aleaciones de cobre).
- Fluidos de trabajo: Amoníaco y Agua destilada.
- Gas igualador: Gas hidrógeno comprimido.
- Fuente de calor: Quemador de queroseno, quemador de Biogás o concentrador solar.
Variantes y mejoras
- Sistema continuo Platen-Munters: La clásica unidad hermética de 3 fluidos sin partes móviles.
- Sistema de agua-bromuro de litio: Utiliza agua como refrigerante bajo alto vacío; muy utilizado en enfriadores industriales térmicos de gran tamaño.
- Enfriador por absorción solar térmica: Integra colectores solares planos o parabólicos para impulsar la refrigeración sin electricidad.
Límites y riesgos
- Toxicidad: El gas amoníaco es peligroso si hay fugas; la soldadura de acero de alta calidad y las pruebas de presión son fundamentales.
- Sensibilidad a la orientación: Depende de la gravedad y la flotabilidad; la unidad debe funcionar nivelada.
- Eficiencia: La eficiencia térmica (COP) es menor que en los sistemas mecánicos de compresión de vapor.