Absorción adiabática en un sistema de refrigeración por absorción utilizando energía solar a baja temperatura

Abstract

RESUMEN: En esta Tesis doctoral se realizó la modelación y simulación de un sistema de refrigeración por absorción simple efecto, de enfriador solar híbrido compresión/absorción y un sistema de refrigeración por absorción adiabática alimentado con energía solar a baja temperatura. La solución utilizada en todos los casos fue Agua-Bromuro de Litio. En el estudio, se pudo aprovechar la energía solar por medio de un concentrador solar de disco parabólico unido con un motor Stirling y de colectores solares planos a baja temperatura. Lo anterior, con la consiguiente reducción de consumo en energía eléctrica, promover la energía limpia en sistema de refrigeración hibrido compresión/absorción y la evaluación de la eficiencia de los parámetros de operación. Para la evaluación de los ciclos de refrigeración se realizó la modelación por medio del balance de energía y de masa en cada componente y en cada uno de los sistemas involucrados. Las variables termodinámicas simuladas fueron: la temperatura de evaporación, temperatura de generación, de condensación. La capacidad de enfriamiento fue proporcionada para la simulación del enfriador híbrido. En tanto que, para la simulación del sistema de refrigeración por absorción adiabática, el calor producido por el colector solar plano fue utilizado para la alimentación energética. En este proyecto se exponen los resultados obtenidos del enfriador solar híbrido compresión/absorción como el sistema de refrigeración por absorción adiabática. El sistema híbrido puede producir enfriamiento con ambos sistemas de refrigeración acoplados. El sistema de compresión acoplado con el motor Stirling puede proporcionar calor de enfriamiento en el evaporador hasta 53.4% más del calor suministrado en la fuente caliente del motor térmico. En el sistema adiabático se concluye que el calor producido disminuye conforme la temperatura del colector aumenta. Asimismo, se ha encontrado que un enfriador mediante refrigeración por absorción agua-bromuro de litio puede operar con temperaturas proporcionadas por un colector solar plano. ABSTRACT: In this doctoral thesis, the modeling and simulation of a single effect absorption cooling system, a compression / absorption hybrid solar chiller and an adiabatic absorption cooling system powered with low temperature solar energy was carried out. The solution used in all cases was Water-Lithium Bromide. In the study, solar energy was harnessed by means of a parabolic dish solar concentrator coupled with a Stirling engine and low-temperature flat solar collectors. The foregoing, with the consequent reduction in electricity consumption, promoting clean energy in a hybrid compression / absorption refrigeration system and evaluating the efficiency of the operating parameters. For the evaluation of the refrigeration cycles, the modeling was carried out through the energy and mass balance in each component and in each of the systems involved. The simulated thermodynamic variables were: evaporation temperature, generation temperature, and condensation. The cooling capacity was provided for the hybrid cooler simulation. While, for the simulation of the adiabatic absorption cooling system, the heat produced by the flat solar collector was used as power for the program. The hybrid system can produce cooling with both cooling systems coupled. The compression system coupled with the Stirling engine can provide cooling heat in the evaporator up to 53.4% more than the heat supplied in the hot source of the heat engine. In the adiabatic system it is concluded that the heat produced decreases as the collector temperature increases. Likewise, a water lithium bromide absorption refrigeration chiller was operated using temperatures from a flat solar collector.