2. Sistema de refrigeración por absorción es un medio de producir frío que, al igual que en el
sistema de refrigeración por compresión, aprovecha que las sustancias absorben calor al
cambiar de estado, de líquido a gaseoso. Así como en el sistema de compresión el ciclo se
hace mediante un compresor, en el caso de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la
capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de absorber otra
sustancia, tal como el agua, en fase de vapor. Otra posibilidad es emplear el agua como
substancia absorbente (disolvente) y amoníaco como substancia absorbida (soluto).
Su funcionamiento
El ciclo más comúnmente empleado es el de agua-bromuro de litio por tener mayor
eficiencia.2 Se emplea el bromuro de litio porque tiene gran capacidad de absorber agua y
porque puede deshidratarse mediante el calor.
Bajando a los detalles de este ciclo, el agua (refrigerante), que se mueve por un
circuito a baja presión, se evapora en un intercambiador de calor, llamado evaporador. La
evaporación necesita calor, que obtiene en un intercambiador en el que refrigera un fluido
secundario (normalmente, también agua), que se lleva por una red de tuberías a enfriar los
ambientes o cámaras que interese. Tras el evaporador, el bromuro de litio absorbe el vapor
de agua en el absorbedor, produciendo una solución diluida o débil de bromuro en agua.
Esta solución pasa al generador, donde se separan disolvente y soluto mediante calor
procedente de una fuente externa; el agua va al condensador, que es otro intercambiador
donde cede la mayor parte del calor recibido en el generador, y desde allí pasa de nuevo al
evaporador, a través de la válvula de expansión; el bromuro, ahora como solución
concentrada en agua, vuelve al absorbedor para reiniciar el ciclo.
Aunque no aparece en la figura, también se suele utilizar un intercambiador de calor,
poniendo en contacto, sin mezcla, los conductos absorbedor-generador y generador-
absorbedor, para precalentar la solución de agua-bromuro de litio, antes de pasar al
calentador (generador), mientras que, a su vez, la solución concentrada de bromuro de litio
se enfría cuando va hacia el absorbedor, ya que la absorción se realiza mejor a baja
temperatura. De hecho en el absorbedor debe haber un intercambiador para enfriarlo con
la torre de enfriamiento.
Al igual que en el ciclo de compresión, el sistema requiere una torre de enfriamiento
para disipar el calor sobrante (suma del aportado por la fuente externa y el extraído de los
3. locales o espacios refrigerados). El fluido caloportador que va a la torre discurrirá
sucesivamente por dos intercambiadores situados en el absorbedor y en el condensador.
Como se puede ver en el esquema, los únicos elementos mecánicos existentes en
el ciclo son una bomba que lleva la solución concentrada al generador y otra, no
representada, para llevar el caloportador a la torre de enfriamiento.
El ciclo amoniaco-agua es en todo semejante, salvo que en este casoel refrigerante
es el amoniaco y el absorbente es el agua. Se utiliza, aunque tiene menor eficiencia
energética, porque tiene la ventaja de poder conseguir temperaturas inferiores a 0 ºC, es
decir, en aparatos para congelar, como frigoríficos.
Comparaciones entre absorción y compresión
El ciclotermodinámico de enfriamiento por absorción, al igual que el de compresión,
se basa en la necesidad del fluido usado como refrigerante de obtener calor del
líquido a enfriar para poder pasar del estado líquido al de vapor al reducirse la
presión a la que está sometido. En los equipos de refrigeración, el fluido en estado
líquido se encuentra a más alta presión en el condensador y se le hace fluir al
evaporador a baja presión donde obtiene de su entorno el calor necesario para
poder evaporarse. Este refrigerante en estado vapor se devuelve a alta presión al
condensador donde se le sustrae el calor que ha obtenido volviendo al estado
líquido para empezar de nuevo el ciclo. Con ello se logra el objetivo de sacar calor
de un espacio, el evaporador, enfriándolo, para disiparlo en otro, el condensador.
Mientras que en el ciclo de compresión, la circulación del fluido y el efecto de la
presión se obtiene con un compresor mecánico, en el ciclo de absorción ello se
logra aportando calor al generador donde el refrigerante está mezclado con otro
fluido denominado absorbente cuya función es absorber el vapor en la zona de
baja presión para poder devolverlo en forma líquida al generador.
Las diferencias fundamentales son:
El ciclo de vapor consume energía mecánica, mientras que el ciclo de absorción
consume energía térmica.
En igualdad de condiciones, por cada unidad de efecto refrigerante, se requiere
más energía calorífica en el sistema de absorción que energía mecánica en el
sistema de compresión de vapor.
El precio de la energía mecánica es superior al de la energía térmica, que a
menudo proviene de una fuente residual prácticamente gratuita.
5. Los refrigerantes y absorbentes presentan las siguientes propiedades
Ventajas y Desventajas de las Sustancias en Sistemas de Absorción
Medidas de Eficiencia
Aislamiento
El aislamiento es el factor más importante, las pérdidas mínimas se obtendrían en una
envolvente cúbica.
Cuanto mayor sea la altura de las cámaras, menor será la superficie aislada.
6. El tamaño en planta de los bloques de cámaras adyacentes conviene que sea el mayor
posible.
Un valor medio aceptable es de 2,2m3/m2, para almacenes de volumen importante.
Sistemas de Producción
Compresores
Cambiar los compresores de tipo hermético por otros de tipo abierto.
Considerar la posible aplicación de compresores de tornillo, conjuntamente con
compresores alternativos, para ajustar mejor la capacidad del sistema a las necesidades a
carga parcial.
Emplear sistemas de compresión en doble escalón, con refrigeración intermedia con
separación de líquido.
En plantas de funcionamiento de temporada deben disponerse un número de compresores
que hagan frente al enfriamiento masivo de fruta en verano, y que permitan un
funcionamiento económico en invierno.
Condensadores
Ampliar la capacidad de los condensadores.
Permitir que la presión de condensación descienda tan bajo como sea posible.
Sustitución de condensadores húmedos por condensadores por aire, en el caso de climas
templados y húmedos.
Emplear un tratamiento de agua adecuado para evitar incrustaciones y ensuciamiento en
los condensadores.
Alumbrado
En las cámaras de conservación y congelación, cambiar el sistema de alumbrado de
incandescencia a fluorescencia.
Utilizar los sistemas de alumbrado de las cámaras de conservación solamente cuando sea
estrictamente necesario.
Motores
Emplear motores eléctricos dotados de sistemas de regulación de la velocidad.
Emplear motores eléctricos ajustados a las necesidades.
Bombas
En las bombas centrifugas ajustar el tamaño del rodete a las necesidades reales de presión.
7. En los sistemas de bombeo, mantener limpios los filtros.
Mantenimiento
Revisar la selección de las válvulas termostáticas de expansión, para que trabajen entre
límites de presión más próximos.
Revisar el aislamiento de tuberías y equipos, valorando adecuadamente la importancia de
la barrera de vapor como posible fuente de pérdidas.
Mantener limpios los filtros de las líneas de refrigerante líquido.
Reparar las fugas de agua o salmuera.
Comprobar y ajustar periódicamente la purga continua en las torres, para evitar pérdidas
de agua y productos químicos.
Establecer un buen programa de mantenimiento preventivo.
Comprobar, ajustar y equilibrar las instalaciones.
Instalación
Favorecer la instalación de equipos centralizados.
Valorar la conveniencia de los sistemas de enfriamiento rápido, desde el punto de vista
energético.
En cuanto a la congelación por aire, cuyo consumo energético es el más importante, debe
valorarse sobre todo el consumo de ventiladores, que es un factor importante que debe
tratar de reducirse.
Considerar la posibilidad de utilizar las horas nocturnas para la generación de frío.
En el caso de tener producciones de frío a distintas temperaturas, se instalarán circuitos
independientes a cada una de ellas.
Considerar la posibilidad de elevar la temperatura de evaporación hasta valores
compatibles con la calidad de los productos, o con los procesos de enfriamiento.
Si se posee una central generadora de vapor a alta presión, estudiar la posible utilización
de turbinas de vapor para accionar los equipos mecánicos.
En el tratamiento de aguas, no utilizar mayor cantidad de productos químicos que los
necesarios.
8. Regulación y Control
Comprobar con frecuencia el calibrado de los aparatos de regulación.
Automatizar las instalaciones con control manual.
Mantener los aparatos de control de temperatura fuera del alcance de personas no
autorizadas.
En las cámaras de conservación, comprobar que los relojes programadores funcionan
correctamente y mantienen los ventiladores parados, cuando se elimina el agua de
desescarche, y se enfrían los evaporadores.
En los evaporadores con desescarche eléctrico, montar un termostato de control de
desconexión de las resistencias.
