Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 11
Para comprender los principios básicos que implica la refrigeración por
absorción, se examina el sistema NH 3
—H 2 O que se muestra en la figura
11-23. La máquina de refrigeración de amoniaco-agua fue patentada por el
francés Ferdinand Carre en 1859. En unos cuantos años, las máquinas basadas
en este principio se empezaron a construir en Estados Unidos, principalmente
para fabricar hielo y almacenar alimentos. Se puede observar inmediatamente
de la figura que este sistema es muy similar al sistema por compresión de
vapor, excepto que el compresor se ha sustituido por un complicado mecanismo
de absorción compuesto por un absorbedor, una bomba, un generador,
un regenerador, una válvula y un rectificador. Una vez que la presión del NH 3
es elevada por los componentes presentados en la figura 11-23 dentro del
rectángulo punteado (esto es lo único que tienen que hacer), el amoniaco se
enfría y se condensa en el condensador, liberando calor hacia los alrededores;
se estrangula hasta la presión del evaporador y absorbe calor del espacio refrigerado
cuando fluye a través del evaporador. Así que no hay nada nuevo. A
continuación se indica lo que sucede dentro del rectángulo punteado:
El vapor de amoniaco sale del evaporador y entra al absorbedor, donde se
disuelve y tiene una reacción química con el agua para formar NH 3 · H 2 O. Ésta
es una reacción exotérmica; por ello el calor se libera durante este proceso. La
cantidad de NH 3 que puede disolverse en H 2 O es inversamente proporcional a la
temperatura. Por consiguiente, es necesario enfriar el absorbedor para mantener
su temperatura lo más baja posible y, por ende, para maximizar la cantidad de
NH 3 disuelto en el agua. La solución líquida NH 3 H 2 O, que es rica en NH 3 ,
se bombea luego al generador. El calor se transfiere a la solución de una fuente
para evaporar una parte de la solución. El vapor que es rico en NH 3 pasa por
un rectificador, que separa el agua y la regresa al generador. El vapor de NH 3
puro de alta presión continúa luego su trayecto por el resto del ciclo. La solución
caliente NH 3 H 2 O, pobre en NH 3 , pasa después por un regenerador,
Medio
caliente
Q H
NH 3 puro
Rectificador
Generador
Q generador
Energía
solar
Condensador
NH 3 + H 2 O
H 2 O
Válvula de
expansión
Q
Regenerador
Evaporador
NH 3 puro
Absorbedor
NH 3 + H 2 O
Válvula de
expansión
W bomba
Bomba
Q L
Espacio refrigerado
frío
Q frío
Agua de
enfriamiento
FIGURA 11-23
Ciclo de refrigeración por absorción
de amoniaco.