Estudio de máquinas de absorción con la disolución nitrato de litio-amoniacociclos híbridos potenciados con compresión mecánica

Abstract

En esta Tesis doctoral se lleva a cabo un estudio de máquinas de absorción para refrigeración que sean capaces de funcionar con menores temperaturas de generación que los ciclos basados en simple efecto. Esto permitiría aprovechar calores residuales y calor solar a menor temperatura con la consiguiente reducción de emisiones de CO2. Los ciclos híbridos de absorción basados en simple efecto, potenciados con compresión mecánica, ofrecen esta posibilidad además de permitir una modulación en potencia de interés. Para la evaluación de estos ciclos híbridos se realiza un modelo numérico que incluye cambio de fase en los cambiadores de calor. Con él se determina cuánto disminuye la temperatura de generación con respecto al ciclo de simple efecto y se estudian en profundidad los cambios en los procesos, el comportamiento y rendimientos del propio ciclo. Por último se analiza su interés medioambiental. Además del estudio teórico, se realiza un estudio experimental del ciclo híbrido utilizando tecnologías que permiten la reducción del tamaño de las máquinas de absorción, como absorbedores adiabáticos con fase dispersa (en forma de gotas) e intercambiadores de placas. Mediante los resultados experimentales se evalúa el funcionamiento del compresor termoquímico como parte del ciclo híbrido. Se realiza una comparación con los resultados obtenidos mediante la simulación, encontrando un elevado grado de concordancia. También se analiza como varía la absorción adiabática mediante gotas y la ebullición en intercambiadores de placas en los diferentes puntos de trabajo del ciclo híbrido. En concreto se estudia como varían esos procesos con el cambio de concentración de la disolución, la cual ha sido NH3-LiNO3, cuyas propiedades le confieren ser un sustituto del NH3-H2O. Por último se analiza, mediante un modelo numérico, como afectan la recirculación y el factor de aproximación al equilibrio adiabático en el absorbedor a los ciclos de absorción, eventualmente potenciados con compresión mecánica y con absorbedor adiabático. Mediante el modelo se determina la recirculación óptima y se compara los resultados con ciclos con absorbedores no adiabáticos, evaluando las ventajas y desventajas de la absorción adiabática.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------