La máquina de refrigeración por absorción es una unidad de refrigeración de tipo evaporativo en la que la eliminación del vapor refrigerante del evaporador se lleva a cabo mediante la absorción del refrigerante en el absorbente . La separación de refrigerante y absorbente generalmente se realiza por destilación o rectificación . El principio de operación de absorción le permite prescindir de un compresor , y en refrigeradores pequeños, sin partes móviles en absoluto, proporcionando circulación de sustancias debido a los efectos térmicos. Los frigoríficos de absorción tienen un menor coeficiente de rendimiento y menor capacidad frigorífica que los frigoríficos de compresión de vapor , sin embargo, permiten la producción de frío por combustión directa de combustible u otra fuente de calor de la temperatura requerida.
Los refrigeradores más utilizados utilizan amoníaco como refrigerante y agua como absorbente. En las instalaciones de aire acondicionado y refrigeración por agua, si no se requieren temperaturas inferiores a 0 °C, se puede utilizar agua como refrigerante y una solución fuerte de bromuro de litio como absorbente .
Según el tipo de ciclo de enfriamiento, se distinguen máquinas discontinuas y continuas. Hay máquinas de refrigeración que utilizan varios pares de sustancias, pero las máquinas de refrigeración de amoníaco-agua y agua- bromolitio son las más utilizadas . Hay máquinas de refrigeración cerradas y abiertas; estas últimas generalmente se usan cuando se usa agua como refrigerante.
La unidad de refrigeración por absorción por lotes es el tipo más simple de refrigeradores por absorción. En el caso más simple, consta de un par de depósitos, "caliente" y "frío", conectados por un tubo. El tanque “caliente” combina las funciones de un absorbedor y una caldera, y el tanque “frío” combina las funciones de un condensador y un evaporador. Al repostar un refrigerador de este tipo, el depósito "caliente" se llena con una solución refrigerante con un absorbente (generalmente amoníaco en agua). Antes de comenzar a trabajar, es necesario separar estas dos sustancias hirviendo la solución en el primer tanque y enfriando el segundo. Debido a la diferencia en las temperaturas de ebullición, el refrigerante ingresa al tanque enfriado, mientras que el absorbente permanece “caliente”. Después de que la unidad se pone en acción, el refrigerante en el tanque "frío" se evapora, tomando calor, y pasa a través del tubo al segundo, donde es absorbido por el absorbente [4] . En lugar de agua, se puede usar un absorbente sólido como el cloruro de calcio como absorbente . Las funciones del evaporador y del condensador también se pueden separar [5] .
La desventaja de una unidad de refrigeración de este tipo es que no puede proporcionar una producción continua de frío. Además, tales refrigeradores tienen un coeficiente de rendimiento muy bajo, porque. por un lado, el calor necesario para calentar la solución hasta el punto de ebullición se disipa en el ambiente después de la carga y, por otro lado, durante el funcionamiento, parte del frío producido es llevado por el refrigerante al absorbedor. Estos aparatos se utilizaron en la primera mitad del siglo XX como fuentes portátiles de frío para la venta ambulante y la acampada .
En una máquina de absorción continua (ver figura), el refrigerante y el absorbente están en circulación constante. Al igual que en una máquina discontinua, el refrigerante y el absorbente se separan por destilación , para lo cual la solución se calienta en una caldera (2), luego el refrigerante se condensa en un condensador (4), y el absorbente liberado del refrigerante se alimenta en el absorbedor (7). El refrigerante líquido ingresa al evaporador (6), donde se evapora, y luego el vapor de refrigerante se elimina del evaporador debido al vacío creado por el absorbedor [6] .
Se puede agregar al sistema un gas amortiguador, típicamente hidrógeno, para facilitar la circulación. Debido al gas tampón, la presión en el sistema es constante, la evaporación se produce debido a un cambio en la presión parcial , lo que permite simplificar la circulación del refrigerante. Tal sistema permite prescindir de partes móviles, proporcionando la circulación del absorbente utilizando un termosifón, un tubo dentro del cual el líquido sube debido a la ebullición [6] . Este sistema se utiliza en frigoríficos de absorción domésticos instalados en autocaravanas . En los frigoríficos industriales se pueden utilizar máquinas frigoríficas multietapa, que permiten utilizar calor de baja calidad u obtener temperaturas más bajas.
En el diagrama presentado de un enfriador de absorción de bromuro de litio para enfriamiento de agua, el enfriador consta de dos cámaras.
Bajo la acción del calor ( HM ) en el generador, se libera vapor de agua (refrigerante) de la solución de bromuro de litio, que se transfieren al condensador. El vapor de agua se condensa cediendo calor al agua en el circuito de refrigeración KüW . El agua enfriada a través de la línea 5 ingresa al evaporador, donde hierve a baja presión a una temperatura de +6 °C y toma calor del circuito enfriador-ventilador enfriado ( KW ). La bomba VD bombea agua a las boquillas, lo que contribuye a un intercambio de calor más intenso. En otros tipos de ABCM, el circuito enfriado no se rocía, sino que se sumerge en un baño de refrigerante.
La solución concentrada de bromuro de litio restante pasa a través de la línea 1-2 a través del intercambiador de calor de la solución/sello hidráulico WT1 hacia el absorbedor. Para mejorar la absorción, la solución se rocía con boquillas y absorbe el vapor de agua del evaporador. El proceso de absorción está asociado con la liberación de calor, que es eliminado por el circuito de refrigeración KüW en el absorbedor AB . La solución resultante de agua y bromuro de litio se bombea a través de la línea 3-4 al generador a través del regulador/intercambiador de calor WT1 y el ciclo se repite nuevamente.
Las máquinas de absorción de tipo abierto se utilizan para el aire acondicionado . El refrigerante de este tipo de máquinas suele ser agua, lo que no permite temperaturas inferiores a 0°C. El bromuro de litio se puede utilizar como absorbente . Estos aires acondicionados también te permiten controlar la humedad del aire.
En comparación con los refrigeradores de compresión , los ABCM tienen las siguientes ventajas:
Los enfriadores de absorción, en comparación con los enfriadores de compresión, se distinguen por: