Enfriador de adsorción

Enfriador de adsorción, cualquier dispositivo diseñado para enfriar espacios interiores a través de la adsorción, un proceso que utiliza sustancias sólidas para atraer a sus superficies moléculas de gases o soluciones con las que están en contacto. En lugar de utilizar grandes cantidades de electricidad, el proceso de enfriamiento en un enfriador de adsorción es impulsado por la evaporación y condensación del agua. Los enfriadores de adsorción proporcionan una alternativa de eficiencia energética a la refrigeración y aire acondicionado convencionales, porque la energía para impulsar el sistema de enfriamiento proviene del agua calentada por el calor residual, como el escape o el vapor de procesos industriales o el calor generado directamente por paneles solares u otros dispositivos.

Tanto los enfriadores de adsorción como las unidades de enfriamiento de compresores más convencionales usan un refrigerante líquido con un punto de ebullición muy bajo. En ambos dispositivos, cuando el refrigerante hierve y se evapora, se lleva algo de calor y se enfría. (El efecto es análogo a que un humano se enfríe al sudar). Sin embargo, los dos dispositivos difieren en cómo cambian un refrigerante de un gas a un líquido y repiten el ciclo. Una unidad de enfriamiento del compresor consume más energía; Utiliza un compresor eléctrico para aumentar la presión sobre el gas. En contraste, un enfriador de adsorción, que está compuesto por un evaporador, dos cámaras de adsorción y un condensador, calienta el gas a un líquido sin usar partes móviles. Ambas cámaras de adsorción están llenas de gel de sílice (el adsorbente es a menudo bromuro de litio) y el agua es el refrigerante. En una cámara, ese gel actúa como material portador del agua en el evaporador. El gel también reduce la humedad dentro del evaporador, lo que permite que el refrigerante de agua se evapore a baja temperatura. (Además, la presión atmosférica dentro de algunos evaporadores puede mantenerse baja para reducir sustancialmente el punto de evaporación del agua, a veces tan bajo como 2 ° C [36 ° F]). A medida que las moléculas de agua en el evaporador experimentan un cambio de fase de de líquido a gas, el calor se elimina del sistema, lo que reduce la temperatura del agua restante, y el agua se enfría para su uso en aplicaciones de enfriamiento.

El vapor de agua y el calor se eliminan del gel en la primera cámara de adsorción a través de una válvula que conduce a un condensador que contiene agua de refrigeración líquida. El vapor de agua de una segunda cámara de adsorción (cuyo propósito es hacer circular el agua calentada por el calor residual a través del gel) también está conectado al condensador. El agua tibia en la segunda cámara de adsorción agrega vapor de agua al condensador, donde se condensa y libera su energía al agua de enfriamiento. Dentro del condensador, el agua de enfriamiento recibe el calor de ambas cámaras, y gran parte del vapor de agua se convierte en agua líquida, que puede ser expulsada o puede ingresar al circuito de agua fría dentro del evaporador a través de una válvula de expansión.

La tecnología detrás del enfriamiento por adsorción se remonta a mediados del siglo XIX, cuando el científico francés Ferdinand Carré inventó un sistema similar, conocido como refrigeración por absorción, que utilizaba agua y amoníaco. Siguieron otros diseños, incluido uno patentado por primera vez en 1928 por el físico estadounidense de origen alemán Albert Einstein y su ex alumno, el físico estadounidense de origen húngaro Leo Szilard. La aceptación pública del enfriador Einstein-Szilard se vio obstaculizada por el alto costo de energía del dispositivo, el inicio de la Gran Depresión en 1929 y la introducción del freón (un componente clave de las unidades de enfriamiento del compresor) en 1930.

Los enfriadores de adsorción y absorción se han promovido cada vez más como alternativas de bajo consumo de energía, silenciosas y ecológicas a los compresores. No emiten gases de efecto invernadero ni utilizan refrigerantes de clorofluorocarbono o hidroclorofluorocarbono, ni consumen mucha electricidad ni emiten mucho calor a la atmósfera o las vías fluviales. Los enfriadores de adsorción usan una cantidad muy pequeña de electricidad porque solo sus bombas requieren energía eléctrica para funcionar. Como resultado, son una opción popular en lugares donde la electricidad es costosa o difícil de obtener, donde el ruido del compresor puede ser una distracción y donde hay una fuente de calor fácilmente disponible.