ES1311156U - Small power absorption refrigeration machine (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
MÁQUINA FRIGORÍFICA DE ABSORCIÓN DE PEQUEÑA POTENCIASMALL POWER ABSORPTION REFRIGERATOR
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a una máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia que permite trabajar con aire como refrigerante y presenta una unidad de evaporación que se encuentra separada del resto de la máquina frigorífica de absorción. The present invention relates to a small power absorption refrigeration machine that can work with air as a refrigerant and has an evaporation unit that is separated from the rest of the absorption refrigeration machine.
El objeto de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención es trabajar con disoluciones LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, UNO<3>/NH<3>o similares configurando una máquina aire-aire, donde el frío se produce directamente en el recinto que se desea climatizar sin la necesidad de bombas de impulsión y fancoils. The object of the small power absorption refrigeration machine of the present invention is to work with LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, UNO<3>/NH<3> or similar solutions, configuring an air-to-air machine, where the cold is produced directly in the room to be air-conditioned without the need for impulse pumps and fan coils.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El ciclo frigorífico de absorción es una alternativa, entre otras, al ciclo de compresión mecánica de vapor. Las máquinas frigoríficas que funcionan según este ciclo y que se comercializan actualmente son la máquina frigorífica de absorción de bromuro de litioagua y la máquina frigorífica agua-amoniaco. The absorption refrigeration cycle is an alternative, among others, to the mechanical vapor compression cycle. The refrigeration machines that operate according to this cycle and are currently marketed are the lithium bromide-water absorption refrigeration machine and the water-ammonia refrigeration machine.
La primera utiliza la disolución acuosa de bromuro de litio como fluido de trabajo, siendo el bromuro de litio el absorbente y el agua el refrigerante; en el segundo caso el fluido de trabajo es una disolución de amoniaco en agua trabajando el agua como absorbente y el amoniaco como refrigerante. The first uses an aqueous solution of lithium bromide as a working fluid, with lithium bromide as the absorbent and water as the coolant; in the second case, the working fluid is a solution of ammonia in water, with water as the absorbent and ammonia as the coolant.
En ambos casos, la fuente de energía es el calor, que puede proceder de la combustión de un combustible fósil o renovable, de calor residual de motores o de procesos térmicos o de la conversión térmica de la energía solar o de la biomasa entre otros, siendo ésta la principal diferencia con la máquina frigorífica de compresión mecánica de vapor. In both cases, the energy source is heat, which can come from the combustion of a fossil or renewable fuel, from residual heat from engines or thermal processes or from the thermal conversion of solar energy or biomass, among others, this being the main difference with the mechanical vapor compression refrigeration machine.
Por otra parte, ambas disoluciones, tanto la acuosa de bromuro de litio como fluido de trabajo, como la de agua-amoniaco con el agua trabajando como absorbente y el amoniaco como refrigerante, reúnen diferentes características que afectan al funcionamiento de las máquinas. La máquina de bromuro de litio-agua no puede trabajar a temperatura inferior a 0°C y la disolución en ciertas condiciones puede cristalizar paralizando la producción de frío, mientras que la máquina de agua-amoniaco puede producir frío a temperatura bajo cero y no genera problemas de cristalización, pero en cambio necesita una columna de rectificación para separar el agua del amoniaco antes de entrar en el condensador. On the other hand, both solutions, the aqueous lithium bromide solution as the working fluid and the water-ammonia solution with water working as an absorbent and ammonia as a refrigerant, have different characteristics that affect the operation of the machines. The lithium bromide-water machine cannot work at temperatures below 0°C and the solution can crystallize under certain conditions, stopping the production of cold, while the water-ammonia machine can produce cold at temperatures below zero and does not generate crystallization problems, but instead requires a rectification column to separate the water from the ammonia before entering the condenser.
Ambos tipos de máquina se pueden construir para ser condensadas por agua o por aire. Both types of machine can be built to be water or air cooled.
En una máquina frigorífica de absorción condensada por agua, para llevar a cabo la condensación del refrigerante y el enfriamiento del absorbedor se utiliza un sistema constituido por una torre de refrigeración equipada con una bomba y un ventilador. La bomba transporta el agua de condensación entre la torre y el condensador-absorbedor y el ventilador impulsa el aire a través de la torre, transportando a la atmósfera el agua evaporada. La torre de refrigeración tiene el inconveniente de generar contaminación por Legionella y consumir agua, que es un bien escaso en climas secos y zonas áridas. In a water-cooled absorption refrigeration unit, a system consisting of a cooling tower equipped with a pump and a fan is used to carry out the condensation of the refrigerant and the cooling of the absorber. The pump transports the condensation water between the tower and the condenser-absorber and the fan propels the air through the tower, transporting the evaporated water into the atmosphere. The cooling tower has the disadvantage of generating Legionella contamination and consuming water, which is a scarce resource in dry climates and arid areas.
En cuanto a las máquinas frigoríficas de absorción condensadas por aire, las de simple efecto trabajan con la disolución agua-amoniaco y bromuro de litio-agua pero ambas son de sistema indirecto, ya que producen el frío en el evaporador que está separado del recinto a climatizar, de manera que para transportar el frío hasta los puntos de alimentación en el edificio hay que bombear el agua fría o una disolución, con la consiguiente necesidad del uso de una bomba impulsión y un fan-coil. Las de efecto mitad y las de múltiple efecto también utilizan un sistema indirecto para transportar el frío. As for air-cooled absorption refrigeration units, the single-effect units work with a water-ammonia and lithium bromide-water solution, but both are indirect systems, since they produce the cold in the evaporator, which is separate from the room to be conditioned. In order to transport the cold to the supply points in the building, cold water or a solution must be pumped, with the consequent need to use a pump and a fan coil. The half-effect and multiple-effect units also use an indirect system to transport the cold.
La máquina de absorción de pequeña potencia de la presente invención solventa todos los inconvenientes anteriores. The small power absorption machine of the present invention solves all the above drawbacks.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a una máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia, entendiéndose por pequeña potencia máquinas de menos de 15 kW de potencia, que trabaja con disoluciones LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, LÍNO<3>/NH<3>o similares para su uso en instalaciones de climatización o refrigeración que comprende una unidad exterior y una unidad interior. The present invention relates to a low-power absorption refrigeration machine, with low power being understood as machines with less than 15 kW of power, which works with LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, LINO<3>/NH<3> or similar solutions for use in air conditioning or refrigeration installations comprising an outdoor unit and an indoor unit.
La unidad exterior comprende a su vez: The outdoor unit comprises:
- un absorbedor capaz de mantener bajas la presión y la temperatura de evaporación cuando la temperatura exterior es alta, enfriado directamente por aire exterior o por agua, que lleva a cabo procesos separados de transferencia de calor y masa, un condensador enfriado directamente por aire exterior, al menos un generador de refrigerante, y un recuperador de calor. - an absorber capable of maintaining low evaporation pressure and temperature when the outside temperature is high, cooled directly by outside air or by water, carrying out separate heat and mass transfer processes, a condenser cooled directly by outside air, at least one refrigerant generator, and a heat recovery unit.
El generador de refrigerante comprende al menos una cámara de calentamiento en la que se puede encontrar un intercambiador de calor, preferentemente construido en acero inoxidable refractario u otro material resistente a altas temperaturas, cuando la fuente de calor es de llama directa, de modo que facilite la transferencia de calor a la disolución de bromuro de litio-agua; intercambiador que puede utilizar el calor producido por un campo de captadores solares, por una caldera de biomasa, por una caldera de biodiésel, por una caldera de bioetanol, por una caldera de combustible fósil convencional, o el calor residual de gases de escape de motores, de pilas o células de combustible, o cualquier proceso térmico que genere calor residual a temperatura suficiente. The coolant generator comprises at least one heating chamber in which a heat exchanger may be located, preferably made of refractory stainless steel or other high temperature resistant material, when the heat source is a direct flame, so as to facilitate heat transfer to the lithium bromide-water solution; an exchanger that can use the heat produced by a solar collector field, by a biomass boiler, by a biodiesel boiler, by a bioethanol boiler, by a conventional fossil fuel boiler, or the residual heat from engine exhaust gases, from fuel cells or batteries, or any thermal process that generates residual heat at a sufficient temperature.
El generador puede incorporar asimismo alternativa o complementariamente al intercambiador un quemador modulante de pequeña, media o alta potencia controlado por un regulador PDI que permite controlar la temperatura a voluntad, que genera calor en la cámara de calentamiento como consecuencia de la combustión de un combustible fósil, preferentemente GLP, GN, Gasóleo, Biodiésel, Biogas u otros. The generator can also incorporate, alternatively or in addition to the exchanger, a modulating burner of low, medium or high power controlled by a PDI regulator that allows the temperature to be controlled at will, which generates heat in the heating chamber as a result of the combustion of a fossil fuel, preferably LPG, NG, Diesel, Biodiesel, Biogas or others.
Adicionalmente, en el caso de las disoluciones de LiBr/H<2>O, el generador dispone en la cámara de calentamiento de un separador de vapor de agua. En este caso, la disolución de trabajo se introduce diluida en la cámara de calentamiento del generador, absorbe el calor, hirviendo a una temperatura comprendida entre 85 °C y 115 °C o superior, dependiendo de la T del aire exterior, produciendo vapor de refrigerante recalentado, que es separado en el separador y disolución caliente y concentrada. El vapor de agua abandona el generador y es dirigido al condensador, donde es transformado en líquido, para ser dirigido a continuación a través de una válvula de expansión al evaporador donde se transforma nuevamente en vapor de agua. En el caso de las disoluciones H<2>O/NH<3>y UNO<3>/NH<3>, el proceso es similar ya que la separación total del refrigerante se produce en una columna o torre de rectificación. In addition, in the case of LiBr/H<2>O solutions, the generator has a water vapour separator in the heating chamber. In this case, the working solution is introduced diluted into the generator's heating chamber, absorbs the heat, boiling at a temperature between 85 °C and 115 °C or higher, depending on the outside air temperature, producing superheated refrigerant vapour, which is separated in the separator and hot and concentrated solution. The water vapour leaves the generator and is directed to the condenser, where it is transformed into liquid, to then be directed through an expansion valve to the evaporator where it is transformed back into water vapour. In the case of H<2>O/NH<3> and UNO<3>/NH<3> solutions, the process is similar since the total separation of the refrigerant occurs in a rectification column or tower.
El recuperador de calor es preferentemente un intercambiador de placas con soldadura de cobre, en el caso de las disoluciones de LiBr/H<2>O, y transfiere el calor de la disolución caliente y concentrada que sale del generador a la disolución diluida y fría que viene del absorbedor, precalentándola, antes de ser alimentada al generador. The heat recovery unit is preferably a copper-brazed plate exchanger, in the case of LiBr/H<2>O solutions, and transfers the heat from the hot, concentrated solution leaving the generator to the cold, diluted solution coming from the absorber, preheating it before being fed to the generator.
La disolución caliente y concentrada procedente del generador atraviesa el recuperador y reduce su presión en una válvula reductora situada entre el recuperador y el absorbedor, para entrar en el absorbedor a una presión inferior. The hot, concentrated solution from the generator passes through the recuperator and is reduced in pressure in a reducing valve between the recuperator and the absorber, before entering the absorber at a lower pressure.
El absorbedor comprende un tanque de almacenamiento, una batería de pulverizadores situada en el interior del tanque de almacenamiento por la que pasa la disolución caliente y concentrada para su rociadura en el interior del tanque donde al contacto con el vapor de agua procedente del evaporador se diluye, un intercambiador de calor, en el exterior del tanque de almacenamiento y preferentemente aleteado, que enfría la disolución diluida, una bomba de recirculación que aspira la disolución diluida del tanque de almacenamiento y la impulsa al intercambiador de calor desde el que sale la disolución diluida enfriada retornando a la batería de pulverizadores en un proceso continuo de recirculación potenciando el incremento de transferencia de masa y calor. Esta bomba de recirculación también suministra disolución diluida al generador a través del recuperador de calor donde se precalienta antes de entrar al generador, donde la disolución vuelve a concentrarse. The absorber comprises a storage tank, a battery of sprayers located inside the storage tank through which the hot and concentrated solution passes for spraying inside the tank where it is diluted upon contact with the water vapour coming from the evaporator, a heat exchanger, outside the storage tank and preferably finned, which cools the diluted solution, a recirculation pump which draws the diluted solution from the storage tank and drives it to the heat exchanger from which the cooled diluted solution leaves, returning to the battery of sprayers in a continuous recirculation process, enhancing the increase in mass and heat transfer. This recirculation pump also supplies diluted solution to the generator through the heat recovery unit where it is preheated before entering the generator, where the solution is concentrated again.
El absorbedor transmite el calor de absorción de la disolución directamente al aire atmosférico, a través del intercambiador de calor. The absorber transmits the heat of absorption from the solution directly to the atmospheric air, through the heat exchanger.
La unidad interior comprende: The indoor unit comprises:
- al menos una válvula de expansión que conecta el condensador con un evaporador de expansión directa a través de un conducto por donde pasa el refrigerante líquido a alta presión. En la válvula de expansión se reduce la presión y la temperatura hasta los valores de operación del evaporador. El refrigerante en fase líquida y vapor pasa a un receptor del refrigerante que lo suministra al evaporador que a su vez comprende - un distribuidor de refrigerante líquido, - at least one expansion valve connecting the condenser to a direct expansion evaporator via a conduit through which high-pressure liquid refrigerant passes. In the expansion valve, the pressure and temperature are reduced to the evaporator operating values. The refrigerant in liquid and vapour phase passes to a refrigerant receiver which supplies it to the evaporator which in turn comprises - a liquid refrigerant distributor,
- un intercambiador de calor agua-aire, - a water-air heat exchanger,
- un colector de vapor de agua, amoniaco, etc. integrado en el intercambiador de calor agua-aire, - a water vapour, ammonia, etc. collector integrated into the water-air heat exchanger,
- un ventilador que aspira el aire del recinto a climatizar y lo impulsa frío mezclándolo con el aire caliente del recinto. - a fan that draws in air from the room to be air-conditioned and expels it cold, mixing it with the hot air in the room.
La unidad exterior se encuentra separada de la unidad interior y ambas se encuentran conectadas por dos conductos, el conducto anteriormente descrito por donde pasa el refrigerante líquido a alta presión y un conducto que transporta el refrigerante vapor desde el evaporador de la unidad interior a la unidad exterior una vez que dicho refrigerante ha sido evaporado. The outdoor unit is separated from the indoor unit and both are connected by two conduits, the conduit described above through which the high-pressure liquid refrigerant passes and a conduit that transports the vapor refrigerant from the evaporator of the indoor unit to the outdoor unit once said refrigerant has been evaporated.
Por tanto, el objeto de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención es trabajar con disoluciones LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, UNO<3>/NH<3>o similares configurando una máquina aire-aire, donde el frío se produce directamente en el recinto que se desea climatizar sin la necesidad de bombas de impulsión y fancoils de los sistemas indirectos que aumentan el consumo de electricidad de los componentes auxiliares y elevan el coste de la máquina. Therefore, the object of the small power absorption refrigeration machine of the present invention is to work with LiBr/H<2>O, H<2>O/NH<3>, UNO<3>/NH<3> or similar solutions, configuring an air-to-air machine, where the cold is produced directly in the room to be air-conditioned without the need for impulse pumps and fan coils of indirect systems that increase the electricity consumption of the auxiliary components and raise the cost of the machine.
Existen variantes para una máquina frigorífica de absorción de doble efecto, de simple y doble efecto construida en una unidad, de triple efecto y de simple y triple efecto construida en una unidad, tal y como se describirá en la realización preferente de la invención. There are variants for a double-effect absorption refrigeration machine, a single and double-effect one-unit construction, a triple-effect one, and a single and triple-effect one-unit construction, as will be described in the preferred embodiment of the invention.
Al encontrarse separados el evaporador dispuesto en la unidad interior y el absorbedor dispuesto en la unidad exterior una distancia de al menos 1 m entre ejes, preferentemente entre 1 y 2 m o mayor que 2 m, la máquina es de tipo split. Esta distancia podría aumentarse en función de la aplicación y de la disolución. De esta manera, el refrigerante líquido producido en el condensador es transportado una cierta distancia hasta el evaporador y una vez evaporado retorna hasta la aspiración del absorbedor que coincide con la aspiración del compresor térmico, que está formado por el absorbedor, la bomba de recirculación-generador, el generador de refrigerante, el recuperador de calor y la válvula reductora de presión, sin que exista otro sistema mecánico intermedio entre el condensador y la aspiración del compresor, para recuperarlo y reiniciar el ciclo. A la salida del compresor térmico, es decir, a la salida del generador, el refrigerante se encuentra en fase de vapor, recalentado, que se alimenta al condensador, para transformarlo en líquido y suministrarlo a la válvula de expansión. Since the evaporator in the indoor unit and the absorber in the outdoor unit are separated by a distance of at least 1 m between axes, preferably between 1 and 2 m or more than 2 m, the machine is split type. This distance could be increased depending on the application and the solution. In this way, the liquid refrigerant produced in the condenser is transported a certain distance to the evaporator and once evaporated it returns to the absorber suction which coincides with the suction of the thermal compressor, which is made up of the absorber, the recirculation pump-generator, the refrigerant generator, the heat recovery unit and the pressure reducing valve, without any other intermediate mechanical system between the condenser and the compressor suction, to recover it and restart the cycle. At the outlet of the thermal compressor, that is, at the outlet of the generator, the refrigerant is in vapour phase, superheated, which is fed to the condenser, to transform it into liquid and supply it to the expansion valve.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description being made and in order to assist in a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical implementation, a set of drawings is included as an integral part of said description, in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
Figura 1.- Muestra un esquema de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención cuando es del tipo de simple efecto. Figure 1.- Shows a diagram of the small power absorption refrigeration machine of the present invention when it is of the single-effect type.
Figura 2.- Muestra un esquema del evaporador de expansión directa de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención para configurar una máquina de absorción de pequeña potencia de doble efecto. Figure 2.- Shows a diagram of the direct expansion evaporator of the small power absorption refrigeration machine of the present invention to configure a double-effect small power absorption machine.
Figura 3.- Muestra un esquema del evaporador de expansión directa de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención para configurar una máquina de absorción de pequeña potencia de simple y doble efecto construida en una unidad. Figure 3.- Shows a diagram of the direct expansion evaporator of the small power absorption refrigeration machine of the present invention to configure a single and double effect small power absorption machine built in one unit.
Figura 4.- Muestra un esquema del evaporador de expansión directa de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención para configurar una máquina de absorción de pequeña potencia de triple efecto. Figure 4.- Shows a diagram of the direct expansion evaporator of the small power absorption refrigeration machine of the present invention to configure a triple effect small power absorption machine.
Figura 5.- Muestra un esquema del evaporador de expansión directa de la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención para configurar una máquina de absorción de pequeña potencia de simple y triple efecto construida en una unidad. Figure 5.- Shows a diagram of the direct expansion evaporator of the small power absorption refrigeration machine of the present invention to configure a small power absorption machine with simple and triple effect built in a unit.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
De acuerdo con el esquema mostrado en la figura 1, la máquina frigorífica de absorción de pequeña potencia de la presente invención, de simple efecto con una disolución de bromuro de litio para esta realización preferente comprende una unidad exterior (200) y una unidad interior (100). According to the diagram shown in Figure 1, the small power absorption refrigeration machine of the present invention, single effect with a lithium bromide solution for this preferred embodiment comprises an outdoor unit (200) and an indoor unit (100).
La unidad exterior (200) comprende: The outdoor unit (200) comprises:
- un generador de refrigerante (1) que dispone de una cámara de calentamiento (2) adaptado para calentar una disolución de bromuro de litio-agua que incluye un separador de vapor de agua (no representado), - a coolant generator (1) having a heating chamber (2) adapted to heat a lithium bromide-water solution including a water vapour separator (not shown),
- un absorbedor (3) que comprende: un tanque de almacenamiento (4) , una batería de pulverizadores (5) situada en el interior del tanque de almacenamiento (4) por la que pasa la disolución caliente y concentrada que es proyectada después en el interior del tanque de almacenamiento (4) para su dilución, un intercambiador de calor (6) en el exterior del tanque de almacenamiento (4) que enfría la disolución diluida, una bomba de recirculación-generador (7) que aspira la disolución diluida del tanque de almacenamiento (4) y la impulsa al generador (1), para su concentración y al intercambiador de calor (6) desde el que sale la disolución diluida enfriada retornando a la batería de pulverizadores (5) en un proceso continuo de recirculación, y - an absorber (3) comprising: a storage tank (4), a battery of sprayers (5) located inside the storage tank (4) through which the hot and concentrated solution passes and is then sprayed into the interior of the storage tank (4) for dilution, a heat exchanger (6) outside the storage tank (4) which cools the diluted solution, a recirculation pump-generator (7) which draws the diluted solution from the storage tank (4) and drives it to the generator (1), for concentration, and to the heat exchanger (6) from which the cooled diluted solution leaves and returns to the battery of sprayers (5) in a continuous recirculation process, and
- un recuperador de calor (9) situado entre el generador (1) y el absorbedor (3) en el que se transfiere el calor de la disolución caliente y concentrada que sale del generador (1) a la disolución diluida y fría que viene del absorbedor (3), precalentándola, antes de ser alimentada al generador (1) , - a heat recovery unit (9) located between the generator (1) and the absorber (3) in which the heat from the hot and concentrated solution leaving the generator (1) is transferred to the cold and diluted solution coming from the absorber (3), preheating it, before being fed to the generator (1),
- una válvula reductora de presión (10) situada entre el recuperador de calor (9) y el absorbedor (3), - a pressure reducing valve (10) located between the heat recovery unit (9) and the absorber (3),
- un condensador (11) conectado con el generador (1) que condensa el vapor de agua producido en el generador (1), - a condenser (11) connected to the generator (1) which condenses the water vapour produced in the generator (1),
conectado con el evaporador (12) adaptado para introducir vapor de agua en el absorbedor (3). connected to the evaporator (12) adapted to introduce water vapor into the absorber (3).
En el caso de utilizar una disolución de agua-amoniaco, el separador de vapor es sustituido por una columna de fraccionamiento. In the case of using a water-ammonia solution, the steam separator is replaced by a fractionation column.
En un primer ejemplo de realización mostrado en la Figura 1, la unidad interior (100) comprende: In a first embodiment shown in Figure 1, the indoor unit (100) comprises:
- una válvula de expansión (13) que conecta el condensador (11) con un evaporador (12) a través de un conducto (101) por donde pasa el refrigerante líquido a alta presión por medio de un receptor del refrigerante (102) en fase líquida y en fase vapor a baja presión, donde en la válvula de expansión (13) se reduce la presión y la temperatura hasta los valores de operación del evaporador (12): que como un ejemplo, no exhaustivo, puede pueden ser los siguientes: una presión entre 10 y 15 mbar y una temperatura entre 10 °C y 15 °C para una disolución de LiBr/H<2>O, y una presión entre 1,5 y 5 bar y una temperatura entre -25 °C y 15 °C para las disoluciones H<2>O/NH<3>y UNO<3>/NH<3>. Como consecuencia se produce una evaporación parcial del refrigerante. Los valores de presión en el condensador están entre 10 y 20 bar, aproximadamente, para las disoluciones de H<2>O/NH<3>y UNO<3>/NH<3>, y entre 0,05 y 0,15 bar, aproximadamente, para la disolución de LiBr/H<2>O. - an expansion valve (13) connecting the condenser (11) to an evaporator (12) via a conduit (101) through which the high-pressure liquid refrigerant passes through a refrigerant receiver (102) in liquid phase and in low-pressure vapour phase, where in the expansion valve (13) the pressure and temperature are reduced to the operating values of the evaporator (12): which as a non-exhaustive example may be the following: a pressure between 10 and 15 mbar and a temperature between 10 °C and 15 °C for a LiBr/H<2>O solution, and a pressure between 1.5 and 5 bar and a temperature between -25 °C and 15 °C for the H<2>O/NH<3> and UNO<3>/NH<3> solutions. As a consequence, partial evaporation of the refrigerant occurs. The pressure values in the condenser are between 10 and 20 bar, approximately, for the H<2>O/NH<3> and UNO<3>/NH<3> solutions, and between 0.05 and 0.15 bar, approximately, for the LiBr/H<2>O solution.
El evaporador (12) es un evaporador de expansión directa que comprende: The evaporator (12) is a direct expansion evaporator comprising:
- un distribuidor de refrigerante líquido (103). - a liquid coolant distributor (103).
- un intercambiador de calor agua-aire (104) que comprende un conjunto de tubos aleteados. - a water-air heat exchanger (104) comprising a set of finned tubes.
- un colector de vapor de agua, amoniaco, etc. (105) integrado en el evaporador (12), - a water vapour, ammonia, etc. collector (105) integrated into the evaporator (12),
configurando de esta manera una maquina de absorción de expansión directa de simple efecto aplicable a cualquier disolución que se utilice como fluido de trabajo, entre las que se encuentran bromuro de litio-agua (LiBr/H<2>O), agua-amoniaco (H<2>O/NH<3>); nitrato de litio-amoniaco (UNO<3>/H<2>O), o cualquier otra que necesite una válvula de expansión (13). thus configuring a single-effect direct expansion absorption machine applicable to any solution used as a working fluid, including lithium bromide-water (LiBr/H<2>O), water-ammonia (H<2>O/NH<3>); lithium nitrate-ammonia (UNO<3>/H<2>O), or any other solution that requires an expansion valve (13).
El refrigerante en fase líquida y en fase vapor a baja presión se separa en el receptor del refrigerante (102), donde el vapor se dirige al colector de vapor (105) mientras que el líquido se transporta hasta el distribuidor de refrigerante líquido (103) que lo alimenta al evaporador (12). The refrigerant in liquid phase and in vapor phase at low pressure is separated in the refrigerant receiver (102), where the vapor is directed to the vapor collector (105) while the liquid is transported to the liquid refrigerant distributor (103) which feeds it to the evaporator (12).
En el evaporador (12), el H<2>O o NH<3>que actúan como refrigerante dependiendo de la disolución y que son alimentados por el distribuidor (103), circula por el interior de los tubos, donde el fluido exterior es el aire de la habitación o recinto a refrigerar (18) que circula por el exterior de los tubos, enfriándose como consecuencia de la baja temperatura producida por la evaporación del refrigerante a baja presión en el interior de los tubos. Los tubos son aleteados para aumentar el área de transferencia de calor. El vapor producido en el interior de los tubos pasa al colector de vapor (105). In the evaporator (12), the H<2>O or NH<3> that act as refrigerant depending on the solution and that are fed by the distributor (103), circulate inside the tubes, where the external fluid is the air of the room or enclosure to be refrigerated (18) that circulates outside the tubes, cooling as a consequence of the low temperature produced by the evaporation of the refrigerant at low pressure inside the tubes. The tubes are finned to increase the heat transfer area. The steam produced inside the tubes passes to the steam collector (105).
Para enfriar el aire de la habitación o del recinto a refrigerar (18) se utiliza un ventilador (107) que aspira aire caliente de la habitación y lo impulsa a través de la superficie exterior de los tubos y de las aletas del intercambiador de calor. El aire se enfría y se mezcla con el aire caliente de la habitación o recinto a refrigerar (18) bajando su temperatura y manteniendo la temperatura interior de confort. To cool the air in the room or the area to be cooled (18), a fan (107) is used which draws in hot air from the room and propels it through the outer surface of the tubes and fins of the heat exchanger. The air is cooled and mixed with the hot air in the room or area to be cooled (18), lowering its temperature and maintaining the interior comfort temperature.
En un segundo ejemplo de realización mostrado en la Figura 2, donde la disolución es de bromuro de litio-agua (LiBr/H<2>O) o una disolución con propiedades físicas (presión y temperatura) similares, la unidad interior (100) comprende los elementos descritos para el primer ejemplo de realización, pero donde el evaporador (12) trabaja con refrigerante procedente de dos válvulas de expansión (23, 24), una primera válvula de expansión (23) que alimenta refrigerante procedente de un generador de baja presión (no mostrado) y una segunda válvula de expansión (24) que alimenta refrigerante procedente de un generador de alta presión (no mostrado), configurando de esta manera una máquina de absorción de expansión directa de doble efecto. In a second exemplary embodiment shown in Figure 2, where the solution is lithium bromide-water (LiBr/H<2>O) or a solution with similar physical properties (pressure and temperature), the indoor unit (100) comprises the elements described for the first exemplary embodiment, but where the evaporator (12) works with refrigerant coming from two expansion valves (23, 24), a first expansion valve (23) that feeds refrigerant from a low pressure generator (not shown) and a second expansion valve (24) that feeds refrigerant from a high pressure generator (not shown), thus configuring a double-effect direct expansion absorption machine.
En un tercer ejemplo de realización mostrado en la Figura 3, donde la disolución es de bromuro de litio-agua (LiBr/H<2>O) o una disolución con propiedades físicas (presión y temperatura) similares, la unidad interior (100) comprende los elementos descritos para el primer ejemplo de realización, pero donde el evaporador (12) trabaja con refrigerante procedente de tres válvulas de expansión (33, 34, 35), una primera válvula de expansión (33) que alimenta refrigerante procedente de un generador de simple efecto (no mostrado), una segunda válvula de expansión (34) que alimenta refrigerante procedente de un generador de doble efecto de baja presión (no mostrado) y una tercera válvula de expansión (35) que alimenta refrigerante procedente de un generador de doble efecto de alta presión (no mostrado), configurando de esta manera una máquina de absorción de expansión directa de simple y doble efecto construida en una unidad. In a third exemplary embodiment shown in Figure 3, where the solution is lithium bromide-water (LiBr/H<2>O) or a solution with similar physical properties (pressure and temperature), the indoor unit (100) comprises the elements described for the first exemplary embodiment, but where the evaporator (12) works with refrigerant coming from three expansion valves (33, 34, 35), a first expansion valve (33) that feeds refrigerant coming from a single-effect generator (not shown), a second expansion valve (34) that feeds refrigerant coming from a low-pressure double-effect generator (not shown) and a third expansion valve (35) that feeds refrigerant coming from a high-pressure double-effect generator (not shown), thus configuring a single- and double-effect direct expansion absorption machine built in one unit.
En un cuarto ejemplo de realización mostrado en la Figura 4, donde la disolución es de bromuro de litio-agua (LiBr/H<2>O) o una disolución con propiedades físicas (presión y temperatura) similares, la unidad interior (100) comprende los elementos descritos para el primer ejemplo de realización, pero donde el evaporador (12) trabaja con refrigerante procedente de tres válvulas de expansión (43, 44, 45), una primera válvula de expansión (43) que alimenta refrigerante procedente de un generador de baja presión (no mostrado), una segunda válvula de expansión (44) que alimenta refrigerante procedente de un generador de media presión (no mostrado) y una tercera válvula de expansión (45) que alimenta refrigerante procedente de un generador de alta presión (no mostrado), configurando de esta manera una máquina de absorción de expansión directa de triple efecto. In a fourth embodiment shown in Figure 4, where the solution is lithium bromide-water (LiBr/H<2>O) or a solution with similar physical properties (pressure and temperature), the indoor unit (100) comprises the elements described for the first embodiment, but where the evaporator (12) works with refrigerant coming from three expansion valves (43, 44, 45), a first expansion valve (43) that feeds refrigerant from a low pressure generator (not shown), a second expansion valve (44) that feeds refrigerant from a medium pressure generator (not shown) and a third expansion valve (45) that feeds refrigerant from a high pressure generator (not shown), thus configuring a triple effect direct expansion absorption machine.
En un quinto ejemplo de realización mostrado en la Figura 5, donde la disolución es de bromuro de litio-agua (LiBr/H<2>O) o una disolución con propiedades físicas (presión y temperatura) similares, la unidad interior (100) comprende los elementos descritos para el primer ejemplo de realización, pero donde el evaporador (12) trabaja con refrigerante procedente de cuatro válvulas de expansión (53, 54, 55, 56), una primera válvula de expansión (53) que alimenta refrigerante procedente de un generador de simple efecto (no mostrado), una segunda válvula de expansión (54) que alimenta refrigerante procedente de un generador de triple efecto de baja presión (no mostrado), una tercera válvula de expansión (55) que alimenta refrigerante procedente de un generador de triple efecto de media presión (no mostrado) y una cuarta válvula de expansión (56) que alimenta refrigerante procedente de un generador de triple efecto de alta presión (no mostrado), configurando de esta manera una máquina de absorción de expansión directa de simple y triple efecto construida en una unidad. In a fifth exemplary embodiment shown in Figure 5, where the solution is lithium bromide-water (LiBr/H<2>O) or a solution with similar physical properties (pressure and temperature), the indoor unit (100) comprises the elements described for the first exemplary embodiment, but where the evaporator (12) works with refrigerant from four expansion valves (53, 54, 55, 56), a first expansion valve (53) that feeds refrigerant from a single-effect generator (not shown), a second expansion valve (54) that feeds refrigerant from a low-pressure triple-effect generator (not shown), a third expansion valve (55) that feeds refrigerant from a medium-pressure triple-effect generator (not shown) and a fourth expansion valve (56) that feeds refrigerant from a high-pressure triple-effect generator (not shown), thus configuring a single- and triple-effect direct expansion absorption machine built in one unit.
La máquina de absorción comprende además un conducto de refrigerante vapor (106) que une la unidad interior (100) con la unidad exterior (200) para introducir vapor de agua en el absorbedor (3). The absorption machine further comprises a vapor refrigerant conduit (106) connecting the indoor unit (100) with the outdoor unit (200) to introduce water vapor into the absorber (3).
El intercambiador de calor (6) de la máquina de absorción es un intercambiador disolución-aire, como se representa en la figura 1 con un ventilador (16) asociado a dicho intercambiador, aunque también se contempla que manteniendo las particularidades descritas en el párrafo anterior el intercambiador de calor (6) pueda ser del tipo disolución-agua. The heat exchanger (6) of the absorption machine is a solution-air exchanger, as shown in figure 1 with a fan (16) associated with said exchanger, although it is also contemplated that maintaining the particularities described in the previous paragraph the heat exchanger (6) can be of the solution-water type.
El ventilador (16) del intercambiador de calor disolución-aire (6) puede ser el mismo que el ventilador (16) que enfría el condensador (11), tal y como se observa en la figura 1. The fan (16) of the solution-air heat exchanger (6) can be the same as the fan (16) that cools the condenser (11), as shown in figure 1.
El generador (1) puede incorporar en la cámara de calentamiento (2) un intercambiador de calor (no mostrado) y/o asociado a la cámara de calentamiento puede disponer de un quemador de combustible fósil (no mostrado). The generator (1) may incorporate a heat exchanger (not shown) in the heating chamber (2) and/or may have a fossil fuel burner (not shown) associated with the heating chamber.
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