Universitat Rovira i Virgili

Intensificación de los procesos de absorción i desorción con la mezcla NH3-LiNO3 para su aplicación en sistemas de refrigeración solar por absorción

En la última década se ha intensificado la investigación para desarrollar nuevos equipos de refrigeración solar por absorción de pequeña potencia para la climatización de edificios. Una parte importante de esta investigación se centra en la búsqueda nuevas mezclas de trabajo que permitan mejorar las prestaciones de los ciclos. Una de las nuevas mezclas más referenciada en la literatura es la mezcla amoniaco/nitrato de litio (NH3-LiNO3). Las ventajas de esta mezcla frente las mezclas tradicionales  NH3-H2O y H2O-LiBr son (a) menor temperatura de activación que permite la utilización de colectores solares planos, (b) menor temperatura de evaporación y mayor temperatura de disipación posibles en comparación con la mezcla H2O-LiBr, y (c) no requiere rectificación y mayor coeficiente de funcionamiento en comparación con la mezcla NH3-H2O. Sin embargo, esta mezcla no carece de desventajas, ya que presenta una elevada viscosidad que afecta negativamente los procesos de transferencia de calor y materia en el generador y el absorbedor.

El objetivo de este proyecto es intensificar los procesos de transferencia de calor y materia  en el absorbedor y generador de un equipo de absorción que utiliza la mezcla NH3-LiNO3. Las  condiciones de operación consideradas son las de un equipo de climatización activado por energía solar térmica y refrigerado por aire. El aumento de los coeficientes de transferencia de calor y materia permitiría reducir el tamaño de los intercambiadores o lo que es más interesante, reducir la temperatura de activación del ciclo para adecuarlo a las aplicaciones de climatización solar y/o aumentar la temperatura de disipación del calor del absorbedor y condensador para evitar la utilización de torres de  refrigeración húmedas.

El proyecto propone dos líneas de investigación para intensificar los procesos de transferencia de calor y materia de la mezcla.  La primera línea consiste en la adición de nanopartículas de metales u óxido de metal a la solución de NH3-LiNO3. La segunda línea propone la utilización de intercambiadores con superficies avanzadas (microaletas o microcorrugaciones).

La primera línea de investigación abarca la obtención experimental y modelización de las propiedades termofísicas del nanofluido binario (nanopartículas adicionadas a la mezcla binaria NH3-LiNO3), como equilibrio líquido-vapor, solubilidad, viscosidad, densidad, capacidad calorífica y conductividad térmica. Con el conocimiento de estas propiedades termofísicas se podrá abordar los estudios experimentales y teóricos sobre los procesos de transferencia de calor y materia de los nanofluidos binarios en absorbedores y generadores basados en la utilización de intercambiadores de placas.

Para la segunda línea de investigación se sustituirán los intercambiadores de placas por intercambiadores de tubos con superficies avanzadas y se determinarán los coeficientes de transferencia de calor y materia. En función de los resultados obtenidos en la primera línea de investigación también se estudiará la adición de nanopartículas en los experimentos con intercambiadores de superficies avanzadas.
 

Ministerio de Ciencia e Innovación - Plan Nacional I+D+i

Periodo: 2009-2011