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MXPA01002275A - Maquina de refrigeracion por absorcion - Google Patents

Maquina de refrigeracion por absorcion

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Publication number
MXPA01002275A
MXPA01002275A MXPA/A/2001/002275A MXPA01002275A MXPA01002275A MX PA01002275 A MXPA01002275 A MX PA01002275A MX PA01002275 A MXPA01002275 A MX PA01002275A MX PA01002275 A MXPA01002275 A MX PA01002275A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
pump
gas
bypass
generator
bubble
Prior art date
Application number
MXPA/A/2001/002275A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Kunze
Original Assignee
Gerhard Kunze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerhard Kunze filed Critical Gerhard Kunze
Publication of MXPA01002275A publication Critical patent/MXPA01002275A/es

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Abstract

La presente invención se refiere a máquina de refrigeración por absorción con un generador para la evaporación de un refrigerante disuelto en un disolvente, un separador del disolvente el cual esta dispuesto a continuación de dicho generador en el cual se realiza la separación del disolvente del refrigerante, un condensador para licuefacer el refrigerante, un evaporador en el cual el refrigerante es evaporado por medio de gas seco y bajo refrigeración, y opcionalmente un primer intercambiador de calor de gas y un absorbedor en el cual el refrigerante es suministrado a la mezcla empobrecida de refrigerante y disolvente el cual es evaporado nuevamente en el generador, caracterizado porque la salida del evaporador o la salida del primer intercambiador de calor de gas el cual esta dispuesto opcionalmente a continuación del evaporador, y la salida del generador es cual esta desviado desde el separador de disolvente desembocan hacia una derivación que conduce hacia el absorbedor, en la que la mezcla hecha a partir del refrigerante evaporado y gas seco, el cual viene opcionalmente vía el primer intercambiador de calor de gas desde el evaporador es guiada hacia salida del generador y a través de la derivación, donde la mezcla de gas se pone en contacto con la solución caliente, parcialmente desgasificada, que viene desde el generador, y se extrae desde le mismo refrigerante adicional.

Description

MÁQUINA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una máquina de refrigeración de absorción de acuerdo al sistema Platen-Munters con un generador para evaporar un refrigerante en un solvente, un separador solvente en donde la separación del solvente desde el refrigerante se realiza, un condensador para licuar el refrigerante, un evaporador en el cual se evapora el refrigerante usando un gas seco en tanto que se enfría, opcionalmente con un primer intercambiador de calor de gas, y un absorbedor en el cual el refrigerante evaporado se agrega a la mezcla degradada del refrigerante y solvente que luego se vuelve a evaporar en el generador. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Para evaporar una máquina de refrigeración de absorción conocida de acuerdo al sistema Platen-Munters es necesario tener una fuente de calor con una temperatura ampliamente arriba de los 100 °C. A temperaturas de 100°C y menores, por el contrario el grado de eficiencia tiende a 0. Fuentes de calor existentes con temperaturas bajas como por ejemplo agua caliente desde sistemas industriales de desecho de calor, por ejemplo calor distante, calentamiento solar o similares, no son apropiadas para la realizaciones hasta ahora presentes de estas máquinas de absorción puesto que las temperaturas elevadas necesarias en lo general no pueden alcanzarse. Es tarea de la invención por lo tanto una máquina de refrigeración por absorción del tiempo primeramente mencionado, con la cual también con una temperatura relativamente baja preferentemente de 75°C sea alcanzable un grado de eficiencia elevado. De acuerdo con la invención esto se consigue porque la salida del evaporador o la salida del primer intercambiador de calor de gas dispuesto dado el caso después del evaporador y la salida del generador, desembocan en una derivación que conduce al absorbedor a donde se conduce la mezcla que viene de evaporador a través del primer intercambiado de calor de gas desde el agente refrigerante y el gas seco a la salida del generador y a través de la derivación, donde la mezcla" gaseosa se pone en contacto parcialmente gasificada con la solución que viene del generador y aquí se retira más agente refrigerante. La mezcla que llega desde el evaporador a través del primer intercambiador de calor por lo tanto no se transfiere directamente al absorbedor pero en vez de eso a la salida del generador y desde allí a través de la derivación y se retira refrigerante desde la solución que llega del generado. También es posible omitir el primer intercambiador de calor de gas, de modo que en este caso la mezcla se guía desde la salida del evaporador a la entrada de la derivación. En ambos casos es posible alcanzar en la zona de la entrada del absorbedor una entrada de concentración de solución baja la cual es una precondición para una temperatura de enfriamiento baja sin que el generador deba ser fuertemente calentado. Por lo tanto, pueden usarse fuentes de baja temperatura para la máquina de refrigerción por absorción de acuerdo con la invención. Como un resultado de la temperatura baja del generador, la cantidad del agua evaporada simultáneamente se reduce evitado así cualquier perdida en eficiencia en evaporador. En otra modalidad de la invención se puede proveer que se provea un segundo intercambiador de calor cuyo lado • primario esté dispuesto entre la salida del evaporador y dado el caso la salida del primer intercambiador del calor de gas y la entrada de la derivación y su lado secundario esté dispuesta entre la salida de la derivación y la entrada del absorbedor, de modo que la mezcla de gas que viene de la derivación se enfríe. El enfriamiento de la mezcla gaseosa permite la mejora del enriquecimiento del líquido degradado que viene del generador. La derivación permite una temperatura de funcionamiento baja, pero también ocasiona pérdida de energía. De acuerdo a otra modalidad de la invención se puede proveer que una válvula de control se provea entre la salida del evaporador y la entrada del absorbedor o entre la entra y la salida de la derivación con lo cual la cantidad de gas puede dosificarse la cantidad de gas desviado a través de la derivación, donde la parte no desviada fluye directamente al absorbedor. Con esto es posible una regulación del efecto de paso de derivación en la disminución recta de temperatura necesaria de la fuente suministradora de calor. De acuerdo a una variante de la invención la válvula de control puede ser una válvula de paso recto que brinque la derivación con lo cual con la válvula abierta la derivación no funciona y con la válvula cerrada la derivación entra en un funcionamiento completo. De acuerdo a otra variante de la invención puede la válvula de regulación ser una válvula de tres vías, la cual divide la mezcla gaseosa que viene del evaporador entre el flujo hacia la derivación y el flujo al absorbedor. De esta manera puede la derivación ajustarse exactamente en su derivamiento . Para aumentar la superficie de contacto entre la mezcla gaseosa que fluye a través de la derivación y la del liquido que fluye a través de esto, puede la pared interna del tubo de derivación recubrirse con un material de fibra resistente al amoniaco, donde el material de fibra resistente al amoniaco está formado preferentemente por un vellón de fibra de vidrio, donde se cumplen las exigencias de una gran superficie y alta resistencia. Otra característica de la invención, puede consistir que en el interior del tubo de derivación, se disponga un resorte helicoidal que se apoye en su pared interna donde el material de fibra resistente al amoniaco puede tensarse entre la pared interna y el resorte helicoidal. De esta manera se impide que la sección transversal de flujo de derivación disminuya para el gas que fluye a través de la derivación. Una eficiencia particularmente se alcanza de acuerdo con otra modalidad de la invención al hacer que el refrigerante esté formado de amoniaco y el solvente por agua. Se puede además proveer que la derivación sea calentable, haciendo así la temperatura de la derivación ajustable a un valor en el cual la mezcla de gas que fluye hacia adentro retira una proporción muy elevada de amoniaco desde la solución degradada. La invención también se refiere a una bomba de burbuja para una máquina de refrigeración por absorción por cuando menos un' tubo de bomba vertical que es calentable por un medio portador de calor liquido gaseosos y en el cual una solución refrigerante puede moverse hacia arriba por formación de burbuja. La circulación del líquido en las máquinas de refrigeración por absorción se mantiene frecuentemente por la llamadas bomba "Mammut" o "bombas de burbuja". Por ejemplo en el sistema clásico de Platen-Munters en el cual se usa agua como solvente y amoniaco como agente de refrigeración o ref igerante.. Puesto que para el .funcionamiento de tai máquina de -enfriamiento por absorción la energía puede to arse de una fuente de calor esta es excelentemente adecuada para la transformación de energía solar en frío. Hasta ahora, las bombas de burbuja no son en lo general utilizables o con suficiente éxito para el calentamiento por medios portadores de calor con temperatura variable como se presentan en la obtención de energía solar. Jal bomba de buxbuj.a consiste de dos recipientes que comunican mutuamente que están llenos con una solución de amoniaco hídrica. yno de estos recipientes propiamente la parte activa- de la- bomba, está dispuesta en un tubo pequeño hacia arriba que se caliente, de modo que el amoniaco se desprende en su interior. Las burbujas de gas producidas impulsan la solución hacia arriba en el tubo angosto, En algunas bombas de burbuja se puede encontrar un pequeño recipiente colector de gas en el tubo que apunta hacia arriba en el cual el tubo penetra desde arriba. El gas se colecta allí antes de que el empuje hacia arriba el liquido en el tubo situado arriba. En los dos tipos anteriormente mencionados de bombas de burbuja hay un margen de temperatura interior critico en el cual las burbujas de gas se forman tan lentamente que son demasiado pequeñas para llenar toda la sección transversal del tubo de bomba y por lo tanto, migarán hacia arriba sin arrastrar ningún líquido. Así, la concentración de amoniaco disminuirá en el tubo de bomba . De acuerdo a los datos termodinámicos de la solución de amoniaco en agua a la temperatura a la cual el amoniaco puede liberarse y aumentar entonces . En el caso de un aumento lento en la temperatura de la bomba, la temperatura minima requerida aumentara simultáneamente y pueden presentarse situaciones en las cuales la bomba de burbuja falla totalmente al realizar su servicio, porque el tubo de bomba solo contendrá agua y propiamente ningún amoniaco. El recipiente colector de gas mencionado esta provisto para reducir este peligro. Particularmente en el aplicación de - energía solar un progreso de temperatura durante el tiempo ocasionalmente se presenta todavía en el cual las bombas de burbuja con recipientes colectores de gas todavía fallen para funcionar como resultado del efecto anteriormente mencionando. En el caso de un inicio excesivamente lento o de un proceso de enfriamiento también excesivamente lento, la solución refrigerante puede perder demasiado gas, y la bomba de burbujas puede quedar fuera de funcionamiento permanentemente . Este problema también puede ocurrir en máquinas de refrigeración por absorción de amoniaco calentadas por gas, por ejemplo cuando el quemador de gas se tapa. La bomba puede entonces únicamente reactivarse cuando todo el refrigerador ha sido puesto hacia abajo como resultado de 1Q cual la solución rica en araonia alcanza de nuevo el tubo de bomba. Este proceso no es realizable en refrigeradores de gran tamaño que es la razón por lo cual las unidades de refrigeración de gran tamaño usualmente no están equipadas con bombas de burbuja sin o con bombas de transporte eléctricas. En el funcionamiento permanente un grado óptimo de efecto refrigerante requiere una dosificación precisa del rendimiento de la bombja independientemente de al temperatura de calentamiento. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es por lo tanto objeto de la presente invención proveer una bomba de burbuja del tipo mencionado anteriormente con el cual se evite una falla de la bomba de burbuja en el margen de temperatura crítica y en donde se permita µn funcionamiento permanente y una máquina de refrigeración por absorción.
Esto se consigue de acuerdo con la invención de tal modo que el extremo inferior del cuando menos un tubo de bomba se conecte con un recipiente alargado calentable que acciona la bomba, recipientes de accionamiento de la bomba provisto con una abertura de entrada y una de sabida y desde el cual la solución refrigerante fluye al interior del tubo de bomba y puede fluir a través de una dirección substancialmente horizontal, con la abertura de entrada y la abertura de salida dispuestas de tal modo que una burbuja de gas producida en el recipiente de accionamiento de la bomba, se detenga en el mismo con el nivel líquido de la solución del refrigerante en estado frío estando abajo del margen de bombeo activo del tubo de la bomba. Antes de la entrada de la solución refrigerante en el tubo de bombeo, la misma esta en su mayoría localizada en el recipiente de accionamiento de la bomba que se calienta a una temperatura que siempre es ligeramente abajo de la temperatura de calentamiento real de la bomba de bombeo. Una vez que la temperatura de calentamiento se eleva, se forma una burbuja de gas en el recipiente anteriormente mencionado de accionamiento o disparo de al bomba, burbuja de gas que debido a la forma del recipiente no puede fluir fuera de el y por lo tanto desplaza la solución, de modo que el nivel de líquido se eleva por el tubo de bomba actualmente caliente, de modo que el proceso de bombeo se pone en acción. Si por otra parte la temperatura alcanza el margen critico, por ejemplo cuando únicamente muy poco amoniaco es liberado, el nivel de accionamiento ^ de la bomba esta ya tan frío que el amoniaco entra en la solución, la burbuja de gas desaparece y la solución se xetira de la bomba de burbuja. Esto es una diferencia importante a los recipientes colectores de gas calentados directamente como se conocen en este aspecto y en los cuales el tubo de bomba se sumerge, porque ninguna condensación de la burbuja de gas puede presentarse en tanto, que la temperatura en el margen activo de la bomba de burbuja todavía quede arriba de la temperatura mínima de s lida de gas. Otra diferencia más es que el recipiente de accionamiento de la bomba preferentemente esta en forma de un tubo acostado o cualquier otra forma de superficie que se agranda a través de la cual la solución de refrigerante fluye sobre el recipiente como una capa de piso delgada abajo de la burbuja de gas y hace remolino en el proceso, permitiendo entonces la reabsorción completa de la burbuja " al enfriar, porque en el caso de un líquido sin remolino como en el recipiente colector de gas convencional, una capa delgada de el amoniaco líquido mucho mas ligero específicamente se formara sobre la superficie lo que impide cualquier otro procesado de solución. En la bomba de burbuja de acuerdo con la invención la solución refrigerante se retira así automáticamente del mismo cuando la temperatura de calentamiento disminuye a un rango crítico. Por otra parte la solución amoníaco agua únicamente puede localizarse en el área activa del área de burbuja a temperaturas arriba de temperatura mínima de producción de gas correspondiente a la presión respectiva del sistema. Puede proveerse en otra modalidad de la invención que el recipiente de accionamiento de la bomba este formado por un cilindro hueco dispuesto horizontalmente con superficies de cubierta, con abertura de entrada y de salida provistas en la zona inferior de las superficies de cubierta opuestas. Como resultado, la burbuja de gas que se produce automáticamente en caso de calentamiento queda impedida de escapar a través de la abertura de salida. De acuerdo a otra modalidad de la invención, puede proveerse que el recipiente de accionamiento de la bomba este encerrado por una camisa de calentamiento a través de la cual se conduce un medio portador de calor gaseoso o liquido. Esto permite fijar la temperatura del recipiente de accionamiento de la bomba independientemente de la temperatura en la bomba de burbuja, con una temperatura ligeramente inferior que la temperatura que prevalece en la bomba de burbuja y que se ha escogido consistentemente, de modo que el margen de temperatura critico se alcanza dentro del recipiente de accionamiento de la bomba ya antes de esto, y la burbuja de gas que se contrae jala hacia atrás la solución refrigerante desde el tubo de la bomba. Puede por lo tanto proveerse de acuerdo con otra modalidad de la invención que la diferencia de temperatura pequeña requerida entre la bomba de burbuja y el recipiente de accionamiento de la bomba se consiga de tal manera que el medio de calentamiento portador de calor fluya primero a través de la bomba de burbuja y luego a través del recipiente de accionamiento de la bomba. De acuerdo a otra modalidad alternativa de la invención el tubo de bomba puede rodearse de una primera camisa de calentamiento concéntrica para que fluya a través un medio portador de calor gaseoso o líquido y con una segunda camisa de calentamiento concéntrica para un medio portador de calor líquido porque puede disponerse entre el tubo de bomba y la primera camisa de calentamiento concéntrica siendo el nivel líquido del medio portador de calor líquido ajustable dentro de la segunda camisa de calentamiento concéntrica. De esta manera, es posible ajustar toda la resistencia térmica del recipiente que forma la bomba de burbuja de acuerdo con la invención al flujo de calor que se necesite. Además el suministro de calor al tubo de bomba, puede regularse independientemente de la temperatura del medio portador de calor que fluye a través de la primera camisa de calentamiento concéntrica. En las máquinas de refrigeración de absorción con un generador, un absorbedor y un condensador es posible, en otra modalidad de al invención disponer un sensor de temperatura sobre el tubo conectante entre generador y absorbedor o el tubo conectante entre generador y el condensador y proveer una unidad controladora con lo cual pueda controlarse el rendimiento de la bomba dependiendo de la temperatura medida por el sensor. Las medidas en las máquinas de refrigeración por absorción y cálculos precisos prueban que el grado del efecto de refrigeración es únicamente óptimo cuando el rendimiento de al bomba o de bombeo de la bomba de burbujas es constante. El rendimiento" de la bomba fluctúa fuertemente sin embargo en el caso de una temperatura de calentamiento variable come en el caso de al energía solar. El control necesario de rendimiento de la bomba puede realizarse de tal manera que la energía térmica suministrada a la bomba de burbujas puede, suministrarse independientemente de al temperatura la cual es controlable tanto por una superficie de contacto variable entre el medio portador de calor que viene de la unidad solar y el tubo de bomba de la bomba de burbuja así como, por el cambio del coeficiente de la transmisión de calor en este lugar. De acuerdo a otra modalidad de la invención hay una posibilidad adicional para controlar el coeficiente de transmisión de calor en la bomba de burbuja al cambiar la velocidad de flujo del medio portador de calor. Puesto que el coeficiente de transmisión de calor entre un medio y un cuerpo sólido aumentara con la velocidad de flujo de este medio y el medio portador de calor necesita circularse en cualquier caso, tal control del coeficiente de transmisión de calor, puede estar acoplado de manera preferente con un control de la velocidad de flujo del líquido portador de calor. Preferentemente la progresión de la temperatura entre el generador y el absorbedor o entre el generador y el condensador del sistema refrigerante puede usarse como una cantidad de la salida de la bomba porque una salida o un rendimiento más grande de la bomba empujará el margen de las temperaturas elevadas hacia el absorbedor o el condensador. Otra característica de la invención puede ser que la segunda camisa de calentamiento concéntrica este conectada con un termómetro de gas por medio de cuyo gas, al expanderse al calentarse, pueda ajustarse el nivel líquido dentro de la segunda camisa de calentamiento concéntrica. El gas que se expande al calentarse desplaza al líquido de la camisa de calentamiento variable al rededor del tubo de bomba de burbuja que es representativo de la resistencia térmica variable. Preferentemente, la posición del termómetro de gas representa la posibilidad para ajustar el rendimiento de la bomba. Si el termómetro de gas se desplaza más hacia el absorbedor o mas hacia el condensador donde la superficie de contacto del tubo es mas fría, la camisa de calentamiento al rededor de la bomba de burbuja aumentara automáticamente y bombeara mas fuertemente. Si por otra parte, la temperatura de calentamiento de la bomba se eleva, bombeara mas rápidamente y la temperatura se elevara en el termómetro de gas desplazando así al líquido de la camisa de bombeo y enfrenando el bombeo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS. La invención se explica ahora con mayor detalle en referencia a los dibujos anexo. En donde: La figura 1, es una representación esquemática de una forma de realización de la máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la invención. La figura 2, es una representación esquemática de una forma de realización de la máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la invención.- La figura 3, es un diagrama sobre el grado de eficiencia alcanzado experimentalmente por la máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la invención en diferentes temperaturas de funcionamiento en dependencia del ajuste de la válvula de regulación de la derivación. La figura 4, es un corte a través de una derivación en representación en una vista oblicua. La figura 5, es una forma de realización de una bomba de burbuja de acuerdo con la invención. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La máquina de refrigeración por absorción descrita a continuación, trabaja ampliamente como el sistema clásico de Platen-Munters, el cual se utiliza en el refrigerador por absorción de Electrolux y Servel (marcas registradas) y esta ampliamente documentado. La máquina de enfriamiento de refrigeración por absorción incluye un generador 7 para la evaporación de un refrigerante disuelto en un agente de solución, con una bomba de burbuja 1, un separador del agente de solución 2, en donde tiene lugar la separación del disolvente de refrigerante, un condensador 3 para la licoefacción del refrigerante, un evaporador 4 en el cual el refrigerante por medio de gas seco y bajo enfriamiento se evapora, un primer intercambiador de calor de gas 6 y un absorbedor 5 en donde a la mezcla degradada de refrigerante y agente de solución se agrega el refrigerante evaporado, mezcla qµe se vuelve a evaporar en el generador 7. Para un mejor entendimiento, se aclara la invención .por medio de un ejemplo de realización en la cual el solvente está formado por agua y el refrigerante por amoniaco. En el marco de la invención pueden también encontrar aplicación otros refrigerantes y agentes de solución. De acuerdo con la solución se provee que la salida del primer intercambiador de calor de gas 6 dispuesto después del evaporador 4 y la salida del generador 7, desemboquen en una derivación 8 que conduce al absorbedor 5 donde la mezcla que viene del primer evaporador 4 a través del primer intercambiador de calor de gas 6, formada del refrigerante evaporado y del gas feco, se conduce a la salida del generador 7 y de allí por la derivación 8, donde la mezcla gaseosa se lleva al contacto con la solución que viene del generador 7 caliente parcialmente desgasificada y de esta se vuelve a retirar el refrigerante. De esta manera, la máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la invención, se puede hacer funcionar con una temperatura de calentamiento del generador relativamente baja, que puede quedar abajo de los 100°C.
Pero también se puede omitir el primer intercambiador de calor de gas 6, en cuyo caso la salida del evaporador 4 desemboca directamente en la derivación 8. En la bomba de burbuja 6 la cual en el ejemplo de realización mostrado está formada de uno o de varios tubitos paralelos y verticales, se conduce a una solución de amoniaco concentrada en caso de que el calor que proviene del intercambiador de calor 11 no baste más calor, con lo cual se forman en al bomba -de burbuja 1, burbu as de gas de amoniaco, cuyo volumen representa únicamente un porciento escaso en comparación a la cantidad de gas total que a continuación se pone en libertad en el generador 7. Las burbujas de gas de amoníaco que ascienden conducen la solución a través de los tubitos delgados hacia arriba a un separador de agua 2. El amoniaco sepa:rado del agua fluye por uh tubo de ascenso 9 más hacia arriba hacia el condensado 3 donde por enfriamiento se licúa. El amoniaco líquido fluye a través de un tubo en U - 19 al evaporador 4, donde como una película delgada humecta la pared de un tubo a través del cual fluye un gas seco, por ejemplo gas de hidrogeno. Aquí se retira continuamente el vapor de amoniaco producido, lo que conduce al enfriamiento del evaporador 4, con lo cual se consigue o mantiene el proceso de enfriamiento propio de la máquina de acuerdo con la invención. La mezcla de gas de amoniaco e hidrógeno, en el extremo inferior del evaporador 4 es específicamente más pesada que la mezcla de gas enriquecida que fluye en el evaporador 4, con lo cual se mantiene en uso el circuido de hidrógeno. En un sistema hasta ahora usual, se hizo fluir la mezcla gaseosa directamente al absorbedor 5. Pero en la máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la invención, se ramifica después de un primer intercambiador de calor de gas 6 en dirección al generador 7, donde en una derivación 8, llega una solución medio desgasificada caliente que fluye en la misma dirección o a contra corriente, y que viene del generador 7 retirándose mas amoniaco en razón de las relaciones de temperatura y presión de vapor' que determinan la concentración. Debe observarse que el gas que se vuelve cada vez mas pesado, no debe levantarse demasiado alto, porque esto reduciría la velocidad de flujo. De esta manera es posible conseguir una baja concentración de la solución en la parte superior del absorbedor 5 que es una precondición para una temperatura de baja refrigeración sin necesidad de calentar fuertemente el generador 7. Como resultado de esa temperatura de generador más baja, la cantidad del agua evaporada simultáneamente también es limitada, haciendo innecesario cualquier rectificación subsecuente de la mezcla de vapor -agua del amoniaco al ascender por el tubo 9 y evitando cualquier perdida posterior de eficiencia por agua en el evaporador. La mezcla del gas de amoniaco e hidrogeno que viene a través del evaporador y opcionalmente y a través del primer intercambiador de calor de gas 6, se guía adicionalmente como se ilustra en la figura 1 del lado primario de un segundo intercambiador de calor de gas 10 a la salida del generador 7 y luego en cor iente paralela o contracorriente a través de la derivación ß y posteriormente para enfriarse a través del lado secundario del segundo intercambiador de calor de gas 10 y luego al absorbedor 5 donde se desprende su exceso de amoniaco a la solución débil que viene de la derivación 8. En este caso es necesario que el absorbedor 5 esté provisto con mayores dimensiones que en un sistema convencional. Debido a que la mezcla gaseosa que fluye desde la derivación 8 al absorbedor 5 tiene una presión de vapor de amoniaco mas elevado que en el sistema convencional Planten-Munters que fluye desde abajo al absorbedor 5, la solución que fluye fuera del absorbedor, tiene una velocidad más elevada que permite posteriormente el retirar el gas a una temperatura más baja en el generador 7. La solución se mueve del absorbedor 5 a través del intercambiador de calor líquido 11 a la bomba de burbuja 1. Se levanta allí y después del separador de agua 2, la solución que únicamente ligeramente debilidad por la formación de burbuja en la bomb^-i de burbuja 1 fluye al generador 7 donde tiene lugar por calentamiento el propio proceso de quitai; el gas. Un recipiente de expansión -de gas a presión 12 se dispone entre el extremo del condensador 3 y la circulación de hidrogeno se provee para impedir que amoniaco adicional alcance la circulación de hidrógeno en el caso de una temperatura de generador excesiva. En el recipiente de expansión de gas de presión 12, el hidrógeno ligero forma una capa sobre el amoniaco mas pesado como resultado de lo cual únicamente la capa límite o fronteriza entre lof dos gases se desplaza en el caso de fluctuaciones de temperatura en la circulación de amoniaco. El dicho recipiente de expansión de gas a presión 12 impide entonces que el hidrógeno alcance el condensador 3 a través del tubo en U 19 en el caso de temperaturas de generador bajas y que dificulte allí la condensación. En la modalidad de acuerdo a la figura 2 la cantidad de mezcla de gas vuelta a dirigir a la derivación 8 puede dosificarse por medio de una válvula de control 13 cuando el resto no redirigido fluye directamente al absorbedor 5 como se conoce en el sistema Platen-Munters . La válvula de control puede ser preferentemente una válvula de paso directo representativa de un corto circuito o salto a la derivación. Aunque la derivación 8 permite una temperatura de funcionamiento más baja, usa energía en sí mismo. Por la regulación debe la eficiencia de la derivación, ajustarse tan bajo como sea posible al hundimiento de la temperatura del calor de suministro. En la figura 3, se representa un grado de eficiencia medido (en el eje de las ordenadas) de la máquina de enfriamiento por absorción de acuerdo con la invención. En derivaciones reguladas fuertemente de manera diferente y diferentes temperaturas de calentamiento (eje de las abscisas) para el generador 7. La curva 14 muestra el grado^ de eficiencia con la derivación desconectada, la curva 14 el grado de eficiencia con el establecimiento de la válvula de regulación 15 a la mitad del funcionamiento de la derivación y la curva 16 el grado de eficiencia con el funcionamiento máximo de la derivación. En la figura 4 se representa una conformación posible para aumentar la superficie de contacto entre la mezcla de gas y la solución en la derivación 8. Un vellón de fibra del vidrio o de un material similarmente resistente al amoniaco con gran superficie 17 se presiona preferentemente por un resorte helicoidal 18 contra la pared del tubo de derivación 8. La figura 5 muestra en forma esquemática un Roñaba de burbuja de acuerdo con la invención. La solución refrigerante que viene de un generador 32 vía un absorbedor 35 de una máquina de refrigeración por absorción fluye a la entrada baja de una bomba de burbuja 36 que esta provista con un tubo de bomba vertical 26 que puede calentarse por un medio portador de calor líquido o gaseoso y en el cual la solución refrigerante tal como amoníaco - agua, pueda moverse hacia arriba por la formación de burbujas. Una derivación de acuerdo a las modalidades mostradas en las figura 1 a 4 también puede proveerse óptimamente. El uso de la bomba de burbuja de acuerdo con la invención ofrece las ventajas aun en máquinas de refrigeración por absorción convencionales . Se provee de acuerdo con la invención, que el extremo inferior del tubo de bomba 26 esté conectado con un recipiente de accionamiento de la bomba calentable y de forma oblonga 25 que se provee con una abertura de entrada y una abertura de salida 21 y 22, y que puede ser recorrida substancialmente en la dirección horizontal por la solución refrigerante que fluye ene el tubo de bomba 26. Las aberturas de entras y salida 21 y 22 están arregladas de tal manera que una burbuja de gas 24 producida en el recipiente de accionamiento o disparo de bomba 25 se retiene en la misma estando el nivel de líquido de la solución refrigerante '23 abajo del margen de bomba activo del tubo de bomba 26 en el estado frío.
El recipiente de accionamiento de bomba esta formado por un cilindro hueco dispuesto horizontalmente 25 con superficies de cubierta con la abertura de entrada y la abertura de salida 21, 22 provistas en la zona inferior de superficies de cubierta opuestas entre sí. Cualquier conformación adecuada del recipiente de accionamiento de bomba es po'sible. La burbuja de gas 24 mostrada en figura 5, presiona el nivel del líquido hacia arriba en el tubo de bomba 26. La solución se calienta además allí por un medio portador de calor en una primera camisa de calentamiento concéntrica 27 a través de una segunda camisa de calentamiento concéntrica 28 parcialmente llena, como resultado de lo cual las burbujas de gas se producen que transporten el líquido a un separador de gas 31 desde el cual la solución parcialmente sin gas regresa al generador 32, de donde el gas continúa fluyendo hacia arriba en la dirección hacia un condensador (no mostrado) . El medio portador de calor 30 fluye primeramente a través de la camisa de calentamiento exterior 27 de la bomba de burbuja y desde ahí a través de una camisa de calentamiento 30 del medio de accionamiento de bomba 25 de regreso a la fuente de calor. Una pequeña diferencia de temperatura entre la bomba de burbuja y el recipiente de accionamiento de la burbuja 25 se consigue de tal manera que el medio portador de calor que caliente fluye primeramente a través de la bomba de burbuja y luego a través del recipiente de accionamiento de burbuja. La velocidad de flujo del líquido portador de calor puede ser ajustable con objeto de variar el flujo de calor a la bomba de burbuja. Además, un sensor de temperatura puede proveerse sobre el tubo conector entre el generador 32 entre el generador 32 y el absorbedor 35 o sobre el tubo conector entre el generador 32 y el condensador (no mostrado) , como un resultado de lo cual la salida o rendimiento de la bomba puede controlarse dependiendo de la temperatura que mida el sensor. Una modalidad posible comprende, un termómetro de gas 34. Este calienta en el conducto entre el ,generador 32 y el absorbedor 35 y así el gas que se expande desplaza a través de una línea flexible 33 el líquido portador de calor desde la camisa de calentamiento interna 28 a un recipiente de expansión de presión 29 como resultado de lo cual la superficie calentada del tubo de bomba 26 se reduce. De esta manera es posible establecer el flujo de calor a través del tubo de bomba 26 como se requiere.

Claims (18)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, ' se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES . 1. Máquina de absorción o refrigeración de acuerdo con el sistema Platen-Munters con un generador para la evaporación de un agente refrigerante disuelto en un solvente, un separador del agente solvente en donde se realiza la separación del solvente déla gente refrigerante, un condensador para la licoefacción del agente refrigerante, un evaporador en donde el agente refrigerante por medio de un gas seco y con enfriamiento se evapora, dado el caso un primer intercambiador de calor de gas y un absorbedor en el cual la mezcla degradada o empobrecida de agente refrigerante y solvente recibe agente refrigerante, la cual se vuelve a evaporar en el generador, caracterizada porque la salida del evaporador o la salida del primer intercambiador de gas dado el caso dispuesto después del evaporador y la salida del generador desembocan en una derivación que conduce al absorbedor, donde la mezcla compuesta de agente refrigerante y gas seco que viene el del evaporador a través del primer intercambiador de calor de gas, se conduce a la salida del generador y a la derivación, donde la" mezcla gaseosa con la solución que viene del generador caliente y parcialmente sin gas, se pone en contacto, y se retira más agente refrigerante.
  2. 2. Máquina y refrigeración por absorción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque se provee un segundo intercambiador de calor de gas cuyo lado primario" está colocado entre la salida del evaporador o dado el caso la salida del primer intercambiador de calor de gas y de entrada del paso de derivación y cuyo lado secundario está colocado entre la salida de la derivación 7/ la entrada del absorbedor, de modo que la mezcla gaseosa que viene de la derivación se enfría
  3. 3. Máquina de refrigeración por absorción de cuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque entre la salida del evaporador y la entrada del absorbedor o entre la entrada y la salida de la derivación esta dispuesta una válvula de regulación con la cual se dosifica la cantidad del gas desviado por la derivación donóle la parte no desviada fluye directamente al absorbedor.
  4. 4. La máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la válvula de regulación es una válvula de paso que po e en corto circuito o brinca la derivación -
  5. 5. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la válvula de regulación es una válvula de tres vías la cual divide la mezcla gaseosa que viene del evaporador entre un flujo hacia la derivación y un flujo al absorbedor.
  6. 6. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la pared interna del tubo de derivación esta recubierta con un material de fibra resistente al amoniaco.
  7. 7. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el material de fibra resistente al amoniaco esta formado por un vellón de fibra de vidrio.
  8. 8. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7 caracterizada porque en el interior del tubo de derivación está dispuesto un resorte helicoidal que se apoya en la pared interna, donde el material de fibra resistente al amoníaco es tensado entre la pared interna y el resorte helicoidal.
  9. 9. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque el agente refrigerante es amoníaco y el solvente es agua.
  10. 10. Máquina de refrigeración por absorción de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la derivación es calentable.
  11. 11. Bomba de burbuja para una máquina de refrigeración por absorción __ con cundo menos un tubo de bomba vertical que es calentable por un medio portador de calor gaseoso o líquido de acuerdo con la y en el cual una solución de agente refrigerante es movible hacia arriba por la formación de burbujas, caracterizada porque el extremo inferior del cuando menos un tubo de bomba está unido con un recipiente calentable alargado que pone en acción la bomba, el cual recipiente de accionamiento de la bomba presenta una abertura de entrada y una abertura de salida y es recorrible por la corriente de la solución del a,gente refrigerante que fluye en el tubo de bomba en una dirección esencialmente horizontal, donde la abertura de entrada y la abertura de salida están dispuestas de tal modo que una burbuja de gas que se produce en el recipiente de accionamiento de bomba, se detiene en éste y donde el nivel de líquido de la solución de agente refrigerante en el estado frío queda abajo de la zona de bombeo activo del tubo de bomba .
  12. 12. Bomba de burbuja de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el recipiente de accionamiento de bomba está formado por un cilindro hueco dispuesto horizontalmente con superficies de cubierta, donde la abertura de entrada y la abertura de salida están dispuestas en la zona inferior de las superficies de cubierta opuestas entre sí.
  13. 13. Bomba de burbuja de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizada porque el recipiente de accionamiento . de bomba está rodeado de una: camisa de calentamiento a través de la cual es conducible un medio portador de calor líquido o gaseoso.
  14. 14. Bomba de burbuja de acuerdo con la reivindicación 11, 12 o 13, caracterizada porque el tubo de bomba está rodeado de una primera camisa de calentamiento concéntrica para ser recorrida por un medio portador de calor líquido o gaseoso, y entre el tubo de bomba y la primera camisa de calentamiento concéntrica está dispuesta una segunda camisa de calentamiento concéntrica para un medio portador de calor cuyo nivel de líquido es ajustable dentro r de la segunda camisa de calentamiento concéntrica.
  15. 15. Bomba de burbuja de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque la velocidad de flujo del líquido portador de calor es ajustable.
  16. 16. Bomba de burbuja de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones 13 - 15, caracterizada porque la pequeña diferencia de temperatura necesaria entre la bomba de burbuja y el recipiente de accionamiento de bomba, se consigue porgue el medio portador de calor recorre en su corriente primeramente la bomba de burbuja y después el recipiente accionador de bomba.
  17. 17. Bomba de burbuja de acuerdo con alguna de las anteriores reivindicaciones 11 - 16, para una máquina de refrigeración por absorción, con un generador, un absorbedor y un condensador, caracterizada porque un sensor de temperatura esta dispuesto en el tubo de conexión entre el generador y el absorbedor ó en el tubo de conexión entre el generador y el condensador, y se provee una unidad de regulación con la cual es regulable el rendimiento de la bomba en dependencia de la temperatura medida por el sensor.
  18. 18. Bomba de burbuja de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda camisa de calentamiento concéntrica está unida con un termómetro de gas por medio del cual en el calentamiento del gas que se expande es ajustable el nivel de líquido dentro de la segunda camisa de calentamiento concéntrica.
MXPA/A/2001/002275A 1998-09-04 2001-03-02 Maquina de refrigeracion por absorcion MXPA01002275A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1504/98 1998-09-04
ATA889/99 1999-05-19

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MXPA01002275A true MXPA01002275A (es) 2003-02-17

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