MÁQUINA DE ABSORCIÓN DE BROMURO DE LITIO-AGUA DE DOBLE EFECTO.
Máquinas de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto,
condensadas directamente por aire para aplicaciones de climatización y refrigeración. Esta máquina comprende al menos un absorbedor (A), refrigerado directamente por aire exterior (o por agua de torre o de otra procedencia), que lleva a cabo procesos separados de transferencia de calor y masa; al menos un condensador (C), refrigerado directamente por aire exterior (o por agua de torre o de otra procedencia); al menos un evaporador (E); y al menos un generador de alta temperatura (GA), constituido por un quemador modulante e intercambiador de calor gases de escape-disolución, calor renovable o de caldera.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803461.
Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: IZQUIERDO MILLAN,MARCELO, MARTIN LAZARO,EMILIO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F25B15/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES. › F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › Máquinas, instalaciones o sistemas por sorción, de marcha continua, p. ej. de absorción.
- F25B15/06 F25B […] › F25B 15/00 Máquinas, instalaciones o sistemas por sorción, de marcha continua, p. ej. de absorción. › siendo el refrigerante vapor de agua evaporado procedente de una solución salada, p. ej. bromuro de litio.
- F25B37/00 F25B […] › Absorbedores; Adsorbedores (hervidores-absorbedores F25B 35/00; procedimientos de separación que comportan el tratamiento de líquidos con sorbentes sólidos B01D 15/00; separación de gas o de vapores por adsorción B01D 53/02; separación de gas o de vapores por absorción B01D 53/14; investigación o análisis utilizando la adsorción o la absorción G01N 30/00).
- F25B39/02 F25B […] › F25B 39/00 Evaporadores; Condensadores. › Evaporadores.
Fragmento de la descripción:
Máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto.
Objeto de la invención
La presente invención, tiene por objeto proporcionar máquinas de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto, condensadas directamente por aire para aplicaciones de climatización y refrigeración.
Campo técnico de la invención
La presente invención se encuadra dentro del campo de las máquinas de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto, condensadas directamente por aire para aplicaciones de climatización y refrigeración. Por lo tanto, esta invención tiene aplicación en el sector de la industria de la climatización y de la refrigeración. En lo relativo a la industria de climatización, concretamente se refiere a climatización de viviendas y edificios en los sectores residencial, comercial, terciario y otros edificios, en invernaderos, en autobuses urbanos e interurbanos, en camiones, tractores y vehículos en general. En lo relativo al sector de la industria de la refrigeración, concretamente se refiere a refrigeración de productos en cámaras frigoríficas a temperatura mayor de 8ºC y productos en camiones a temperatura mayor de 8ºC. La aplicación de la presente invención en invernaderos tiene la función de mantener una temperatura de confort de las plantas o impedir los picos de temperatura que destruyen los productos.
Estado de la técnica
La tecnología de la refrigeración y la climatización utiliza, en la mayoría de aplicaciones, máquinas frigoríficas que trabajan con refrigerantes (CFCs, HCFCs y HFCs) que destruyen el ozono (CFCs y HCFCs) y generan un efecto invernadero muy superior al generado por el CO2. Como estas máquinas, en la mayoría de los casos, utilizan la electricidad, su funcionamiento genera también dióxido de carbono.
Como consecuencia de estos inconvenientes se desarrolló el Protocolo de Montreal. Ref 1, 2, 3 y 4 para evitar la destrucción del ozono y el acuerdo de Kyoto para reducir la emisión de gases de efecto invernadero.
A los anteriores efectos, hay que añadir el uso de agua para producir la electricidad, y el consumo de agua en las torres de enfriamiento. El uso de torres genera a su vez epidemias de legionellosis, enfermedad de aparición recurrente en los medios de comunicación.
No obstante, la sociedad actual no puede prescindir de la tecnología frigorífica, y por esta razón es necesario crear sistemas de producción de frío que minimicen su impacto ambiental.
Una posible solución podría pasar por la sustitución de los refrigerantes fluorados, que denominaremos en general "refrigerantes orgánicos" por otros gases que en la tecnología frigorífica actual se denominan como "refrigerantes inorgánicos o naturales". Refrigerantes como el amoniaco, el agua, el CO2 no destruyen el ozono, ni generan efecto invernadero. Otros refrigerantes como el propano o el butano, entre otros, no destruyen el ozono y su efecto invernadero es comparable al del CO2. Sin embargo, el amoniaco, por su toxicidad, tiene fuertes condicionantes para su aplicación y los combustibles tienen prohibido su uso en instalaciones domésticas o comerciales. El dióxido de carbono tiene graves problemas de eficiencia energética y de seguridad por las altas presiones de trabajo y aunque empieza a utilizarse en el sector de automóviles de turismo no se utiliza en el sector residencial.
Por lo tanto, solo queda el agua que en estado de vapor, es el gas de efecto invernadero más potente. El uso del agua como refrigerante no incrementa el efecto invernadero del planeta, ya que una posible fuga no modifica el balance hídrico. Sus propiedades físicas y termodinámicas sólo permiten usarlo para generar temperatura superior a 0ºC. Esto no supone un problema para el sector de la climatización y de la refrigeración con temperaturas de trabajo comprendidas entre 7ºC y 16ºC.
En cuanto a los sistemas de climatización que pueden encontrarse actualmente en el mercado, agrupados de acuerdo a su potencia están:
Pequeña potencia (hasta 35 Kw.):
Potencia media y grande:
Entre los sistemas de refrigeración entre 8ºC y 15ºC:
Las máquinas más ampliamente usadas son las de compresión mecánica accionadas por electricidad, condensadas por aire y agua.
Comparativa de las máquinas frigoríficas presentes en el mercado
Previa a la comparación de las máquinas frigoríficas presentes en el mercado es preciso tener en cuenta que las máquinas frigoríficas pueden evaluarse en función a sus características y a algunos parámetros de funcionamiento, siendo sus características:
- Energía motriz: la forma de energía utilizada para su accionamiento, que puede ser eléctrica, mecánica o calorífica. Las máquinas de compresión mecánica de vapor utilizan la electricidad para aplicaciones de climatización residencial y cámaras frigoríficas; cuando se aplican a la climatización de autobuses, así como a la climatización y refrigeración de camiones, la energía de accionamiento es mecánica. En cambio las máquinas de absorción utilizan el calor, excepto para los equipos auxiliares, que son accionados por electricidad.
- Refrigerante: puede ser un fluido orgánico como el utilizado por las máquinas de compresión mecánica o inorgánico como el agua utilizado por las máquinas de absorción.
- Absorbente: para el caso de las máquinas de absorción es el bromuro de litio, que es una Sal higroscópica, muy estable, que tiene un punto de fusión de unos 435ºC y unos 2.300ºC de ebullición, además es muy corrosiva en presencia de oxígeno.
- Tamaño: es el volumen ocupado por la máquina y sus equipos auxiliares.
- Sistema de condensación: puede ser por agua o por aire. El sistema de agua más utilizado es el de torre de enfriamiento aunque también se utiliza el agua de una piscina. El sistema de condensación por aire utiliza el aire atmosférico para enfriar el condensador.
- Tipo de evaporador: de expansión directa, cuando el aire del local se enfría directamente en el evaporador, es típico de máquinas de pequeña potencia. De expansión indirecta, cuando entre el aire del local y el evaporador se intercala un circuito secundario. Se utiliza en los sistemas de gran potencia. El fluido que circula por el circuito secundario puede ser agua o una disolución anticongelante.
Y siendo sus parámetros de funcionamiento:
- Eficiencia energética: Se la define como el cociente entre el efecto frigorífico, Qe, y la energía primaria total, Ep, utilizada para producirlo. En lo que sigue se distinguirá el COP estacional y el COPreal. El primero se lo define como cociente entre...
Reivindicaciones:
1. Una máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto caracterizada que comprende:
al menos un absorbedor (100),
al menos un condensador (111), refrigerado directamente por aire exterior o por agua,
al menos un evaporador (112), y
al menos un generador de alta temperatura (101), constituido por un quemador modulante e intercambiador de calor gases de escape-disolución, calor renovable o de caldera,
caracterizada porque el absorbedor (100) está refrigerado directamente por aire exterior, o por agua, que lleva a cabo procesos separados de transferencia de calor y masa, y es un absorbedor adiabático de disolución pulverizada que comprende pulverizadores (105') y una batería de pulverizadores (105) adaptados para pulverizar la disolución en forma de lámina plana, abanico, que transmite calor de absorción directamente desde una disolución en el absorbedor (100) hasta el aire atmosférico, o agua si es condensada por agua, a través de un intercambiador de calor (106) aleteado, o de placas, así como además comprende una bomba de recirculación (107) y un ventilador (116) o bomba de agua y una bomba de disolución de alimentación a generadores (108).
2. La máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además:
un generador de baja temperatura (130);
un recuperador de alta temperatura (109);
un recuperador de baja temperatura (131);
un subenfriador de refrigerante (135);
una válvula de expansión de baja presión (134);
una válvula de expansión de alta presión (113);
una bomba de fluido exterior del evaporador (120).
3. La máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además
un sistema de vacío;
un sistema de medición; y
un sistema de control, que se compone de varios indicadores de presión (P), de varios indicadores de temperatura (T) y varios indicadores de caudal (C).
4. La máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto según la reivindicación 1, caracterizada porque el condensador (111) es un condensador de vapor de agua a baja presión.
5. La máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto según la reivindicación 1, caracterizada porque el evaporador (112) es cerrado y está construido con dos superficies de evaporación, una formada por un haz de tubos en forma de serpentín, o haz de tubos para potencias medias o grandes y otra horizontal situada en el fondo del evaporador (112), estando el evaporador (112) situado en el interior de un depósito adyacente al depósito del absorbedor (100) y con una tapa exterior transparente o metálica.
6. La máquina de absorción de bromuro de litio-agua de doble efecto según la reivindicación 1, caracterizada porque el quemador de gas modulante es de media potencia (30 kW o 500 kW) o de gran potencia (mayor a 500 kW).
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