Diseño y evaluación de un sistema de refrigeración experimental trabajando por adsorción solar

Design and evaluation of an experimental refrigeration system working by solar adsorption

Este trabajo presenta una caracterización de un sistema de refrigeración empleando la radiación solar como única fuente de energía para generar el fenómeno de la adsorción asistido en un colector estacionario tipo placa plana. Este colector presenta un área de captación de 1.1m² trabajando con carbón activado como adsorbato y empleando metanol como adsorbente. Los resultados experimentales permitieron compararse en dos condiciones de trabajo cuya finalidad fue enfriar una pequeña cantidad de agua reservada de 2 litros. Se registraron temperaturas de generación en el colector solar por encima de los 50°C para intensidades solares por encima de los 800 [watt/m²]. El COP del sistema se presentó por encima de los 0,4 según etapas de enfriamiento y adsorción isobárica. Se realizaron mediciones de radiación solar, se tomaron mediciones de temperatura del sistema en funcionamiento, dando como resultados diferencias de temperatura de hasta 8,6 °C entre la temperatura ambiente y la temperatura de la recámara de frio. Se tomaron mediciones de radiación local de hasta 1155 [watt/m²], dando resultados de eficiencia de nuestro colector de hasta 75% en horas específicas y de 35% en eficiencia total diaria. Aprovechando herramientas a nivel de diseño de experimentos (DOE), por medio de superficies de respuestas se estimó un modelo del comportamiento en equilibrio termodinámico que se utilizará como referencia en futuros sistema de control.

INTRODUCCIÓN

En la región nororiental de Colombia en nuestro caso, donde el calor es abundante y el sol es nuestra compañía diaria, el vivir se hace difícil en el casco urbano a pesar de que se cuenta con sistemas convencionales de refrigeración por compresión, sin embargo, en los linderos de la ciudad por no ir muy lejos, no se cuenta con un servicio eléctrico bueno y por lo tanto se hace difícil el uso de sistemas de aire acondicionado, sumado a esto la necesidad no solo de refrescar ambientes, sino el mantener refrigerado alimentos perecederos, artículos farmacéuticos, etc. Y sin mencionar que es prioritaria la disminución de la huella de carbono que estamos dejando desde nuestros hogares, no es solo responsabilidad de las grandes empresas, desde nuestras casas es vital hacer estos esfuerzos.

Como solución a estos problemas, de refrigeración, solución energética y disminución de la huella de carbono, diversos centros de investigación no se han ahorrado esfuerzos en estudios de sistemas de refrigeración que usen fuentes de energía alternativas, 4 por ejemplo con sistemas de refrigeración por adsorción usando energía solar, bien sea con paneles fotovoltaicos o por energía solar térmica, donde en lugar de usar los sistemas de vapor compresión, aunque no sean lo suficientemente robustos para refrigerar una sala, se ha visto que se puede alcanzar a congelar ciertas cantidades de agua, (18-19, ayudando a refrigerar alimentos perecederos y vacunas, mejorando así la calidad de la vida de los habitantes de la región.