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martes, 14 de enero de 2014

PRODUCCIÓN DE FRÍO (Apuntes de ingeniería gratis - Segunda Entrada)

Esquema de una máquina de absorciónEn esta segunda entrada sobre la Producción de Frío, hablaremos de otros dos sistemas utilizados para la producción de frío: las máquinas de absorción y las torres de refrigeración.

En entradas anteriores hablamos de la producción de frío mediente la utilización de Sistemas de Expansión-Compresión de líquidos refrigerantes.




 
Máquinas de absorción

Estas máquinas de absorción tienen tres ventajas frente a los sistemas de expansión-compresión. Estas ventajas son:
  1. No usan refrigerantes prohibidos del tipo CFCo HCFC.
  2. Permiten utilizar una gran variedad de fuentes de calor para generar el frío,incluyendo el gas, vapor, calentamiento solar, etc... 
  3. Ya que estos equipos no tienen partes móviles, estos sistemas producen mucho menos ruido y vibraciones.
En la actualidad se usan dos sistemas diferentes de máquinas de absorción para la producción de frío:
  1. Máquinas de agua-bromuro de litio.- en estas máquinas el agua actúa como refrigerante y el bromuro de litio actua como absorbente.
  2. Máquinas de agua-amoníaco.- en estas el amoníaco es el refrigerane y el agua el absorbente.
A su vez, estas máquinas pueden ser de simple o doble efecto. Los componentes básicos de una máquina de simple efecto se pueden ver en la siguiente figura:



Esquema de una máquina de absorción


  • Evaporador: En el evaporador el agua fría se refrigera gracias a la evaporación del refrigerante que en este caso es el agua. La presión en su interior es muy baja, menor de 1 kPa.
  • Absorbedor: El vapor de agua del evaporador es absorbido, en esta sección, por una solución de bromuro de litio. El agua de refrigeración circula alrededor de esta sección para absorber el calor residual del vapor de agua y condensarlo. La presión de trabajo del absorbedor es similar a la presión de trabajo del evaporador
  • Generador: En esta parte de la máquina, la solución rica en agua es calentada hasta ebullición. El vapor de agua se transporta hasta el condensador, mientras que la solución rica en bromuro de litio se devuelve al absorbedor. Cerrándose así el ciclo.

Torres de refrigeración

Las torres de refrigeración son unas máquinas que se utilzan para la producción de frio, consiguiendo enfriar fluidos calientes hasta temperaturas justo por debajo de temperatura ambiente.


El funcionamiento de estas máquinas de produccion de frío se basa en el principio de humidificación adiabática, según el cual al evaporar agua en el aire ambiente éste disminuye su temperatura hasta, como mínimo, su temperatura húmeda, a la vez que gana calor latente o humedad.

Las torres de refrigeración se utilizan mucho en precesos industriales para evacuar el exceso de calor de las máquinas. Son equipos robustos y mucho más económicos que los de refrigeración mecánica.


El principio de funcionamiento de las torres de refrigeración es el siguiente:

 Esquema de torre de refrigeración

Un ventilador de grandes dimensiones hace circular una corriente de aire exterior por el interior de la torre; a la vez, dentro de la misma, se pulveriza agua de red para que sea evaporada y arrastrada por la
corriente de aire.


En las paredes de la torre se insertan los tubos por donde circula el fluido a refrigerar el cual cede calor a la corriente de aire que se encuentra a la temperatura húmeda del exterior.

Las torres de refrigeración tienen dos inconvenientes:

  1. No se pueden aplicar en lugares donde la humedad relativa del aire es elevada. 
  2. Pueden dar problemas de propagación de la Legionella, bacteria que se desarrolla en ambientes cálidos y húmedos.