Enfriadora de absorción de gases de escape y gas natural

2.1 Principio de funcionamiento
En nuestra vida cotidiana, como todos sabemos, sentiremos frescor al aplicarnos unas gotas de alcohol sobre la piel, ya que la evaporación absorbe el calor de la misma. No solo el alcohol, sino también otros líquidos absorben el calor del entorno durante la evaporación. Cuanto menor sea la presión atmosférica, menor será la temperatura de evaporación. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua es de 100 °C a 1 atmósfera de presión, pero si la presión atmosférica desciende a 0,00891, el punto de ebullición del agua baja a 5 °C. Por eso, en condiciones de vacío, el agua puede vaporizarse a temperaturas muy bajas.
Ese es el principio de funcionamiento básico de un enfriador de absorción de bromuro de litio (LiBr). El agua (refrigerante) se vaporiza en el absorbedor de alto vacío y absorbe el calor del agua que se va a enfriar. El vapor refrigerante es absorbido por la solución de LiBr (absorbente) y circulado por bombas. El proceso se repite.
2.2 Diagrama de flujo
El principio de funcionamiento del enfriador se muestra en la Figura 2-1. La solución diluida proveniente del absorbedor, bombeada por la bomba de solución, pasa por el intercambiador de calor de baja temperatura (LTHE) y el intercambiador de calor de alta temperatura (HTHE), para luego ingresar al generador de alta temperatura (HTG), donde se calienta mediante los gases de combustión a alta temperatura y el gas natural para generar vapor refrigerante a alta presión y temperatura. La solución diluida se transforma en una solución intermedia.
La solución intermedia fluye a través del intercambiador de calor de alta temperatura (HTHE) hacia el generador de baja temperatura (LTG), donde se calienta con el vapor refrigerante proveniente del HTG para generar vapor refrigerante. La solución intermedia se convierte en una solución concentrada.
El vapor refrigerante a alta presión y temperatura generado por el generador de alta temperatura (HTG), tras calentar la solución intermedia en el generador de baja temperatura (LTG), se condensa en agua refrigerante. El agua, después de ser estrangulada, junto con el vapor refrigerante generado en el LTG, entra en el condensador, donde se enfría con el agua de refrigeración y se convierte de nuevo en agua refrigerante.
El agua refrigerante generada en el condensador pasa por un tubo en U y fluye hacia el evaporador. Parte del agua refrigerante se vaporiza debido a la muy baja presión en el evaporador, mientras que la mayor parte es impulsada por la bomba de refrigerante y rociada sobre el haz de tubos del evaporador. El agua refrigerante rociada sobre el haz de tubos absorbe el calor del agua que circula por él y se vaporiza.
La solución concentrada procedente del LTG fluye a través del LTHE hacia el absorbedor y se rocía sobre el haz de tubos. A continuación, tras enfriarse con el agua que circula por el haz de tubos, la solución concentrada absorbe el vapor refrigerante del evaporador y se convierte en una solución diluida. De esta forma, la solución concentrada absorbe continuamente el vapor refrigerante generado en el evaporador, manteniendo así el proceso de evaporación en marcha. Mientras tanto, la solución diluida se transporta mediante una bomba de solución al HTG, donde se hierve y se concentra de nuevo. De este modo, se completa un ciclo de refrigeración y el ciclo se repite.

Figura 2-1 Diagrama de flujo del proceso

2.3 Componentes y funciones principales
1. Generador
Función del HTG: Hierve la solución con los gases de combustión a alta temperatura o el calor del quemador para generar el vapor refrigerante primario que entrará en el LTG y concentrará la solución en una solución intermedia que fluirá hacia el HTHE.
Función del LTG: Concentra la solución intermedia en una solución concentrada con el vapor refrigerante primario, que se convierte en agua refrigerante, la cual a su vez crea el vapor refrigerante secundario.

2. Condensador
Función del condensador: Condensa el vapor refrigerante secundario del gas de baja temperatura (LTG) en agua y enfría el agua refrigerante primaria del gas de alta temperatura (HTG), absorbiendo el calor el agua de refrigeración.

3. Evaporador
Función del evaporador: Al evaporar el agua refrigerante, absorbe el calor del agua que fluye a través del sistema de aire acondicionado.

4. Absorbedor
Función de absorción: La solución concentrada absorbe el vapor refrigerante del evaporador, mientras que el agua de refrigeración disipa el calor.

5. Intercambiador de calor
Función del intercambiador de calor de alta temperatura: Recupera el calor de la solución intermedia procedente del generador termoeléctrico de alta temperatura (HTG).
Función del intercambiador de calor de baja temperatura: Recupera el calor de la solución concentrada del LTG.

6. Sistema automático de purga de aire
Función del sistema: El sistema de purga de aire está listo para bombear el aire no condensable de la bomba de calor y mantener un alto vacío. Durante el funcionamiento, la solución diluida fluye a alta velocidad para generar una zona de baja presión alrededor de la boquilla eyectora. De esta forma, se bombea el aire no condensable fuera de la bomba de calor. El sistema funciona simultáneamente con la bomba de calor. Mientras la bomba de calor está en funcionamiento, el sistema automático ayuda a mantener un alto vacío en su interior, garantizando el rendimiento del sistema y una vida útil máxima.
El sistema de purga de aire es un sistema compuesto por el eyector, el enfriador, la trampa de aceite, el cilindro neumático y la válvula.

7. Bomba de solución
La bomba de solución se utiliza para suministrar la solución de LiBr y garantizar el flujo normal de los fluidos de trabajo dentro de la bomba de calor.
La bomba de solución es una bomba centrífuga encapsulada totalmente cerrada que se caracteriza por la ausencia de fugas de líquido, bajo nivel de ruido, alto rendimiento a prueba de explosiones, mínimo mantenimiento y una larga vida útil.

8. Bomba de refrigerante
La bomba de refrigerante se utiliza para suministrar agua refrigerante y asegurar la pulverización normal de agua refrigerante sobre el evaporador.
La bomba de refrigerante es una bomba centrífuga encapsulada y totalmente cerrada que se caracteriza por la ausencia de fugas de líquido, bajo nivel de ruido, alto rendimiento a prueba de explosiones, mínimo mantenimiento y una larga vida útil.

9. Bomba de vacío
La bomba de vacío se utiliza para la purga de vacío en la fase de arranque y para la purga de aire en la fase de funcionamiento.
La bomba de vacío incorpora una rueda de paletas rotativas. La clave de su rendimiento reside en la gestión del aceite de vacío. La prevención de la emulsificación del aceite tiene un impacto claramente positivo en el rendimiento de la purga de aire y contribuye a prolongar su vida útil.

10. Armario eléctrico
Como centro de control de la bomba de calor de bromuro de litio, el armario eléctrico alberga los controles principales y los componentes eléctricos.