A través de los años han surgido infinidad de necesidades en el día a día del ser humano, unas más básicas e indispensables que otras; para mayor comodidad y confort en las oficinas, tiendas departamentales y los hogares aparecieron los sistemas de aire acondicionado, los cuales consumen demasiada energía eléctrica.
Es por esta razón que comenzaron a diseñarse sistemas de calefacción cada vez más eficientes y amigables con el medio ambiente; actualmente existen sistemas de aire acondicionado que funcionan a través de energía solar; en este artículo les hablaré del funcionamiento de este tipo de sistemas con energía solar fototérmica, la cual ha tenido gran recibimiento.
¿Qué es la refrigeración solar?
La refrigeración solar se basa en sistemas que emplean la energía solar para la refrigeración. La aplicación más frecuente es el acondicionamiento de aire y refrigeradores solares; existen sistemas basados en energía solar fototérmica y fotovoltaica.
¿Cómo funciona el aire acondicionado con un colector solar?
Mediante la energía solar fototérmica, el colector solar absorbe la radiación solar directa, difusa y reflejada, lo que a su vez genera una transferencia de calor permitiendo convertir en vapor al fluido, inyectándole presión hacia el compresor, que se encuentra en el interior del condensador. En términos generales se usan dos mezclas distintas de refrigerante: el ciclo agua-amoniaco y el ciclo bromuro de litio-agua. El aire acondicionado solar también puede operar con eficiencia en la noche o en días nublados. Basado en el principio de absorción para el acondicionamiento de aire.
El funcionamiento de los equipos de refrigeración por ciclo de absorción, se utiliza calor que puede proceder de muy diversas fuentes; como también de un colector solar de placa plana o de tubos al vacío, donde se utiliza el calor aportado por agua caliente, sobre calentada o vapor. El hecho de utilizar energía solar, que es una fuente primaria de energía, en lugar de la electricidad que ya ha sufrido pérdidas en su producción y transporte; hace que la eficiencia energética del colector sea mayor con base a mezcla de agua y bromuro de litio.
El proceso de instalación de este tipo de equipos, debe de estar a cargo de un técnico de aire acondicionado eléctrico convencional. Es prácticamente similar, sólo se tiene que tomar en consideración un componente extra el cual se conecta fácilmente, debido a que la fuente de energía será el colector solar.
Tal y como se muestra a continuación:
¿Qué equipos lo componen principalmente?
- Evaporador.
- Condensador.
- Colector solar.
¿Cómo funcionan los componentes?
- Evaporador: es el equipo encargado a la producción de frío en el interior, mediante la absorción de calor, utilizando para ello la evaporación de un líquido. Se trata de un intercambio de calor el evaporador es el elemento que proporciona finalmente la temperatura, mediante el cambio de estado de un determinado fluido refrigerante, a una presión y temperatura determinada.
- Condensador: Para llevar a cabo un ciclo de refrigeración es necesario que el calor que se absorbe en el evaporador y el calor equivalente al trabajo realizado sean extraídos y disipados.
- Colector solar: es el equipo que se encarga de aprovechar la radiación solar, para generar calor, algunas de sus aplicaciones son en calefacción de agua sanitaria, refrigeración y aire acondicionado.
¿Cómo funciona el principio de absorción?
Los ciclos por absorción, permiten extraer el calor del espacio que quiere enfriarse y llevarlo a otro lugar donde se disipa. Para poder realizarlo, se utiliza un fluido, que se utiliza como refrigerante, para lograrlo se aportando calor a una mezcla del refrigerante y otra sustancia que se le conoce como absorbente (agua – bromuro de litio).
Comercialmente hay únicamente dos mezclas: la formada por el agua como refrigerante y bromuro de litio como absorbente, y en la que se utiliza el amoniaco como refrigerante y agua como absorbente. Cada una de estas dos técnicas tiene sus peculiaridades. Mientras la utilización del agua como refrigerante limita la temperatura de evaporación por encima de 0°C, permite, en cambio, una mayor eficiencia energética que la que se consigue con el ciclo de amoniaco que, por su parte, presenta la ventaja de poder bajar las temperaturas muy por debajo de 0°C y condensar a temperaturas más altas.
En el colector donde se aporta el calor, la mezcla rodea el conjunto de tubos en los que se transporta el vapor, la solución se hierve, enviando vapor de agua del refrigerante al condensador donde se separa del absorbente (bromuro de litio) por ebullición y, por la presión generada; el vapor refrigerante (agua) en el condensador pasa a estado líquido; este refrigerante líquido se dirige hacia la parte superior del evaporador, con lo cual la solución concentrada de bromuro de litio crea un vacío extremo en el evaporador debido al impulso del refrigerante líquido con lo cual el refrigerante líquido hierve creando el efecto refrigerante.
Con lo anterior es claro que la energía solar, se está desarrollando en nuevos campos de aplicación en sistemas energéticos cada vez más eficientes y amigables con el medio ambiente; no se compromete los recursos de las generaciones futuras y se aprovecha una fuente de energía renovable, dejando de consumir energía eléctrica de la cual estos equipos consumen demasiada, obteniendo así un ahorro por concepto de pago de energía eléctrica considerable a mediano y largo plazo.
Imágenes e información tomada de nbsolar.en.ecplaza.net, medicalexpo.es, www.paneldecontrol.com.mx, www.jhg.cl, www.rajrathore.com, www.indianacbazaar.in, www.thermospace.com y www.cres.gr
