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Cómo funciona el conjunto Solar-máquina de Absorción

Publicado por: Paúl Miguel Ortega González, en Jun 11, 2020

   El sistema para generar hielo con energía solar tiene dos partes. Por una tenemos el generador de energía (calor), es decir las placas solares. Esta primera parte del sistema nos aportará el calor que necesita la segunda parte del sistema. El segundo componente de este conjunto es un sistema de absorción, que aprovechará el calor que le aportan las placas solares para poder trabajar.

Equipos de absorción

   Los equipos de absorción de calor pueden ser de dos tipos. Los de tipo amoníaco/agua, o también llamados «de efecto simple», o bien máquinas agua/bromuro de litio, o «de doble efecto». Para los sistemas de refrigeración y generación de hielo, se emplea normalmente el sistema de agua/bromuro de litio por tener mayor eficiencia. El motivo de utilizar el bromuro de litio es porque tiene gran capacidad de absorber agua y posteriormente puede deshidratarse también fácilmente con calor. Siendo la energía que nos aportarán las placas solares.

   Explicándolo con más detalle, el agua, en nuestro caso es el refrigerante, que se mueve por un circuito a baja presión, y se evapora en un intercambiador de calor, llamado evaporador. Para producirse la evaporación necesitamos calor, que se obtiene a partir de las placas solares en un intercambiador, en el que se congela el agua que queremos convertir en hielo que queremos fabricar.

  En el paso posterior al 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 las placas solares. Entonces el agua va al condensador, que es en otro intercambiador donde se 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. En definitiva, en el absorbedor se desprende calor al absorber el gas, mientras que en el generador se absorbe calor al desprender el gas.

Otros prototipos

   Pero el sistema anterior no es el único. Existe un prototipo, creado por Ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) con sede en Medellín. Este nuevo prototipo permite fabricar hielo por medio del calor aportado por el sol. Este equipo creado por ingenieros del grupo de investigación en Termodinámica Aplicada y Energía Alternativa (Tayea), congela y refrigera entre uno y cinco litros de agua.

   Aunque parezca complejo su mecanismo es sencillo. El secreto está en el sistema de tuberías, formado por 20 tubos de 2 metros de longitud y 10 centímetros de diámetro, los cuales contienen carbón activado, y el uso de los paneles solares, que aportan el calor necesario para el proceso. El carbón activo permite el proceso de enfriamiento, ya que es capaz de adsorber amoniaco o metanol. Además, la máquina usa un líquido refrigerante, en este caso metanol, que se evapora debido al calor que concentran los reflectores solares convexos.

   Una vez en el interior del sistema, se superan los 90 grados centígrados, y el vapor atrapado en las tuberías entra en contacto con el carbón activado, el cual se vuelve líquido una vez va perdiendo calor con relación al ambiente, o se enfría al ponerse el sol. Lo que llamamos desorción-regeneración. Durante la noche, cuando el carbón activado se enfría, adsorbe nuevamente el metanol y en ese proceso es cuando se produce el frío (adsorción-evaporación), que es capaz de congelar el agua.

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