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8/4/2019 Climatizacin con energa solar Bioterra
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Profesor: David Garca Martnez
Departamento de Mquinas y Motores Trmicos
Makina eta Motore Termikoen Saila
Mster en Ingeniera Trmica en la EdificacinMdulo 1
Instalaciones de generacin de fro
Asignatura 1.1.
Ciclo de refrigeracin por absorcin.Elementos principales de una instalacin de
refrigeracin por absorcin
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Indice
Historia
Qu es una mquina de absorcin
Cmo funciona una mquina de absorcin
Campos de aplicacin de maquina de absorcin
Utilizacin con energa solar
Fluidos EmpleadosVentajas e inconvenientes
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En 1755William Cullenconsigue obtener una pequea cantidadde hielo evaporando agua en una campana donde mantena unapresin reducida
En 1777, otro escocs, Gerald Nairne, introduca cido sulfricoen la campana de Cullen, de manera a que el vapor de agua fueraabsorbido por este, dejando espacio para permitir una mayorevaporacin de agua.
En 1810, John Lesliecoloca dentro de la campana bajo vaco,unrecipiente con el agua a evaporar y en el fondo otro recipiente conel cido sulfrico, logrando una produccin de 3 kg de hielo por hora
Pero es finalmente el francs Ferdinand Carr, quin construye y comercializa1857 exposicin universal de Londres
Edmon Carrenfriador de bebidas con amonaco
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Carrier:Es una unidad de enfriamiento que utilizadirectamente el calor sin emplear planta motriz.
Torrella
Una mquina en la que la absorcin de calor seconsigue por la evaporacin de un liquido a bajapresin
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Que es la absorcin?Como en todo sistema de refrigeracin, se trata de
llevar el calor del sitio que queremos enfriar a otro
donde no nos moleste. Movemos calor porque el fro
no existe, solo es ausencia de calor.Como en todo sistema de refrigeracin, se trata de
aprovechar la necesidad que tienen los fluidos de
coger calor de su entorno cuando pasan del estado
lquido al gaseoso, o sea, cuando hierven.
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La temperatura de ebullicin de un lquido solo depende dela presin a la que est sometido.
Cuanto ms alta es la presin, mayor ser tambin la
temperatura a la que hierve, e inversamente
.
Todos sabemos que a una presin de100 kPa, o sea a
presin atmosfrica, el agua hierve a 100C, pero hay que
saber tambin que a una presin de 0,8 kPa su temperaturade ebullicin es de tan solo 3,5C
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En las mquinas por absorcin, como en
todo sistema de refrigeracin, hay una parte
del circuito que est en alta presin para
pasar de vapor a lquido desprendiendo calor,
y otra en baja presin para pasar de lquido a
vapor obteniendo calor de su entorno
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Ebullicin y condensacin del aguaPresin - Temperatura
Lquido
Vapor
Everest
753,5
0,8
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Definicin de absorcion
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Aplicaciones
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Comparacin de los ciclos
de compresin y de absorcin
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COP
Coeficiente de rendimiento
ASHRAE ( 1993) La cantidad de refrigeracinobtenida de una mquina dividida entre la cantidad de
energa que se requiere aportar para conseguir dicha
refrigeracin
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Recuperacin de calor.COP=0.65Calor a 90C.
154Uds
Edificio: Calor a12C. 100Uds
Disipacin a 35C. 254Uds
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Definicin de absorcion
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Donde se puede utilizar
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Climatizacin solar: Opcin = fro
slo por absorcin
Caldera Mquina
Absorcin
Torre
Refrigeracin
Demanda fro Para edificios pequeos
.
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Climatizacin solar con Absorcin y Bomba
de calor: Operacin en verano
Mquina
Absorcin
Torres
Refrigeracin
Demanda fro
Bomba
de calor
Condensador
Absorcin slo con solar, BC en paralelo
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Donde se puede utilizar
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COP
0.1
0.3
0.5
0.7
75 80 85 90 95Temperatura de alimentacin (C)
C
O
COP (24C) COP (29.5C) COP (31C)
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Hotel Laia
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Acoplamiento solar con absorcin
CRITERIOS
Optimizar el rendimiento ANUAL del sistema ensu conjunto
Prioridad al combustible solar
Garanta de confort
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Fluidos Empleados
Requerimientos de refrigerante
Requerimientos del absorbente
Requerimientos de la solucisn Ref./Abs.
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Requerimientos de refrigerante
Bajo punto normal de ebullicin
Conductividad trmica elevada parafavorecer procesos de transferencia
Trmicamente estables
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Requerimientos del absorbente
Alto punto normal de ebullicin
Estables qumicamente y no corrosivos
Mnima viscosidad
Bajo punto de congelacin
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Requerimientos de la solucin Ref./Abs.No inflamable, toxica ni corrosiva
Alta desviacin negativa respecto a la ley de Raoultcuanto mayor sea esta menor ser la tasa de caudal en elcircuito de la solucin por unidad de refrigerante.
Proceso rio de absorcin de vapores y de aproximacinde la solucin final al estado de equilibrio.
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Soluciones de mayor incidencia industrial
Amoniaco ( refrigerante) agua (absorbente)
agua ( refrigerante) bromuro de litio (absorbente)
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Deficiencias en el funcionamientoCristalizacin: Bajas temperaturas en ambiente queenfra el absorvedor o altas temperaturas engenerador
Alejamentio de las condiciones de equilibrio: Laperfecta transferenia de calor y masa para alzanzarcondiciones de equilibrio. Generando solucionesincompletas.
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Bondades de la plantas de Absorcin
Amplia variedad de fuentes de energa a utilizar.El rendimiento no desciende mucho con la carga.
Mantenimiento: gran longevidad del sistema (excepto
bomba, no hay elementos mecnicos en movimiento:desgaste mnimo).
Tecnologa consolidadaEquipos fiables y flexibles
Refrigerantes naturalesAmplio rango de potencias
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Autores
Enique Torrella
Jos manuel Pinazo
Alberto Coronas
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Gracias
dgm@wagner-solar.com
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