Ciclo de refrigeración por

absorción.

Integrantes:• Verónica Karolina González Rodríguez • María Fernanda Badillo Ranero• Arisveth Melissa Martin Saldaña• Rosa Angelica Morales Gutiérrez.• Juan Carlos Yebra Pérez

Historia

William Cullen

Ferdinand Carré

PROPIEDADES DE LOS

REFRIGERANTES

Existen varios refrigerantes que pueden elegirse, como los clorofluorocarbonos (CFCs), amoniaco, hidrocarburos (propano, etano, etileno, etc.), dióxido de carbono, aire e incluso agua.

Éter etílico fue el primer refrigerante utilizado para el comercio de sistemas por compresión de vapor en 1850

Tiene aplicaciones industriales como disolvente y en las fábricas de explosivos.

Antoine Baumé, (Senlis 1728 - París 1804), farmacéutico y catedrático del Collége de Pharmacie de París desde 1758, y miembro de la Academia de Ciencias desde 1771

En sus escritos expone, además, que sobre la misma época, formó hielo artificial gracias a que (cita de Sigaud de la Fond, identificación 30, tomo IV, pág. 106):

El éter expuesto al aire se evapora con la mayor prontitud y produce al evaporarse un frío muy sensible en el cuerpo que se evapora.

Amoniaco:

Su bajo costo, altos COP (coeficiente de desempeño) y en consecuencia menores costos de energía.

• Propiedades termodinámicas favorables.

• Coeficientes de transferencia de calor altos (lo que requiere intercambiadores de calor más pequeños).

• Ningún efecto en la capa de ozono. La principal desventaja del amoniaco es su toxicidad, que lo hace inadecuado para el uso domestico.

Dióxido de azufre, el cloruro de etilo y de metilo, sin embargo, eran altamente tóxicos.

El amoniaco necesita del empleo de equipo mucho más robusto que el necesario para algunos de los demás refrigerantes que se usan hoy día. 

El dióxido de azufre y el cloruro de etilo se usaron mucho durante algún tiempo en refrigerantes domésticos y en unidades comerciales pequeñas de condensación.  Debido a su toxicidad e inflamabilidad, la mayor parte de los sistemas que usaban esos refrigerantes se han cambiado o se están cambiando a medida que se deterioran.El  dióxido de azufre (anhídrido sulfuroso)

fue, y todavía es, un refrigerante bastante estable, no explosivo y no inflamable. 

En 1928 se desarrollo el refrigerante R-12, el primer miembro de los Clorofluorocarbonos (CFC), para uso comercial y con el nombre comercial “Freon”.

En 1931 se inició la producción comercial de R-11 y R-12.

R-11

El Fluortriclorometano, es un gas pesado (4,74 veces tan pesado como el aire) La temperatura de ebullición normal es de 23,8 C. El efecto refrigerante volumétrico de R11 es bajo, es usado en máquinas de refrigeración bajo temperatura de ebullición por encima de -20 C. R11 fue ampliamente usado en aire acondicionados industriales, compresores de turbinas de potencia media y alta.

R-12

Es un gas claro con un olor específico, 4,18 veces más pesado que el aire. No es un explosivo, pero a una temperatura superior T > 330 oC se descompone con formación de cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno anhidro y  trazas del gas venenoso llamado fósgeno.

Se utiliza en refrigeradores domésticos, congeladores y sistemas de refrigeración en automotores.

R-22

Es un gas claro con un débil olor a cloroformo, más venenoso que el R-12, no es explosivo ni combustiona en atmósfera de oxígeno

Se utiliza en grandes sistemas de refrigeración industrial y ofrece una fuerte competencia al amoniaco.

R-502

Es una mezcla de R-115 y R-22, es un refrigerante que se usa en los sistemas de refrigeración comerciales como los supermercados debido a que permite bajas temperaturas en el evaporador.

La proporción en masa de R-22 constituye el  48,8%, y de R-115, el 51,2%.

No es explosivo,  tiene baja toxicidad y es químicamente inerte a los metales.

En consecuencia, el uso de CFC se ha prohibido por medio de tratados internacionales.

Los CFC completamente halogenados (como el R-11, R-12 y R-15) son responsables de la mayor parte del daño de la capa de ozono.

En la actualidad, se están desarrollando refrigerantes favorables para la capa de ozono, que protejan a la tierra de los dañinos rayos ultravioleta.

El alguna vez popular R-12 fue en gran parte reemplazado por el refrigerante R-134a, libre de cloro.

Para tener una transferencia de calor razonable, debe mantenerse una diferencia de temperatura de 5 a 10°C, entre el refrigerante y el medio que intercambia calor.

Por ejemplo,

Si un espacio refrigerado va a mantenerse a -10°C, la temperatura del refrigerante debe mantenerse cerca a -20°C mientras absorbe calor en el evaporador. La presión más baja en un ciclo de refrigeración sucede en el evaporador, y esta presión debe ser superior a la atmosférica para evitar cualquier filtración de aire dentro del sistema de refrigeración.

Otra característica deseable de un refrigerante es que no sea tóxico, corrosivo o inflamable, pero que sea estable químicamente, que tenga alta entalpía de vaporización (minimizando el flujo másico) y, por supuesto, que se obtenga a bajo costo.

Funcionamiento general

o • Este sistema es muy similar al sistema por compresión de vapor, excepto que el compresor se sustituye por un mecanismo de absorción :

Un absorbedor. Una bomba Un generador y un regenerador. Una válvula y un rectificador.o El ciclo global se hace más

complejo.o Es necesario utilizar una

mezcla binaria, como fluido. (Amoniaco-agua, bromuro de litio-agua.)

o Cuando en el equilibrio están presentes dos fases, la composición de un componente dado no es la misma en las dos fases. La fase vapor contendrá más el componente más volatil a la T° dada.

Los sistemas de refrigeración por absorción son clasificados a menudo

como sistemas accionados por calor

Ventaja sobre los sistemas

por compresión

de vapor

Se comprime un liquido en vez de un vapor

FUENTE DE ENERGIACosto unitario bajo en comparación con la

electricidad

FuentesCombustibles

gaseosos o líquidosUnidades a

llama directa

Agua caliente, sobrecalentada

o vapor

Agua residual de procesos

industrialesEquipos de

cogeneración

• Motores térmicos

• Turbinas

Pilas de combustibl

e

Calderas de biomasa

Agua calentada con energía gratuita y renovable

Máquinas de absorción

Simple efecto

Doble efectoRequieren agua sobrecalentada (120 - 190 ºC) o vapor para su funcionamiento (3 - 10 bar)

Funcionan con agua caliente (80 - 95 ºC).

Utilizan colectores planos selectivos o colectores CPC

( Compound Parabolic Collector )

Buen aprovechamiento de energía solar

Económico

Utilizan colectores parabólicos con

seguimiento solar

Se esta intensificando el uso en

instalaciones del sector terciario, que disponen de campos de captadores

solares térmicos

En verano

Aprovechan

En lugar de disipar los sobrantes, los aprovechan para obtener refrigeración gratuita

En procesos industriales para

hacer funcionar el equipo con una fuente de calor

residual

Plantas basadas en el ciclo amoníaco/agua como

refrigerante/absorbente.

En la cadena de

preparación y conservación de alimentos

Procesos vinícolas

Tratamiento de lácteos.

Preparaciones farmacéuticas

Aplicaciones a bajas temperaturas

APLICACIONES

Sistema de refrigeración por

absorción, bastante popular entre los

aficionados al campismo

Activado con propano La bomba se reemplaza por

un tercer fluido (hidrógeno), que hace que la unidad sea

en verdad portátil.

Actualmente: Los sistemas de refrigeración solar basados en

máquina de simple efecto son competitivos frente a sistemas de compresión eléctrica convencionales.

En el caso de equipos de doble efecto, aunque existe un sobrecoste en la inversión, las ventajas energéticas y medioambientales son significativas.

Equipo de refrigeración por absorción con ciclo

amoniaco/agua.

Refrigeración por absorción utilizando energía solar térmica

Ciclo de refrigeración por

absorción de amoniaco

La máquina de refrigeración de amoniaco-agua fue patentada por el francés Ferdinand Carre en 1859.

Las máquinas basadas en este principio se empezaron a construir en Estados Unidos, principalmente para fabricar hielo y almacenar alimentos.

Ciclo de refrigeración por absorción de amoniaco

El desempeño de los refrigeradores y de las bombas de calor se expresa en los términos de coeficiente de operación (COP), el cual se define como:

Es importante resaltar que el COP de los refrigeradores y bomba de calor pueden ser mayores a uno. Debido a que:

Para valores fijos de QL y QH. Esta relación implica que (COPBC f) COP Bomba de calor 1, puesto que COP Resistencia (COPR) es una cantidad positiva, una bomba de calor funcionará en el peor de los casos, como un calentador de resistencia.

La capacidad de enfriamiento de un sistema de

refrigeración (la rapidez del calor extraído del espacio refrigerado) con frecuencia se expresa en toneladas de refrigeración equivalentes a 12.000 Btu/h o 12660 KJ/h. Esto tiene su base en la capacidad que tiene un sistema de refrigeración en convertir 1 tonelada de agua liquida a 0 ºC (32 ºF) en hielo a 0ºC (32 ºF) en 24 horas.

Bibliografia: http://

bibliotecnica.upc.es/bib240/serveis/fhct/expo_et/refrig.pdf

http://www.refriwex.260mb.com/refriwex/?q=node/98

http://www.escuelapedia.com/el-gas-freon/