¿Los sistemas de refrigeración por compresión de vapor serán obsoletos en el futuro debido a las preocupaciones ambientales planteadas por los refrigerantes utilizados? Truco de Vida y Tiempo Feliz Lifehacker

Los refrigerantes naturales como el propano, el butano, el amoníaco, etc. reemplazarán a los refrigerantes que se utilizan en la actualidad. Aquí hay algunos enlaces que serían útiles para saber más sobre esta transición:

http://www.greenpeace.org/intern…
Los refrigerantes, naturalmente, los refrigerantes naturales
Refrigerantes naturales | Linde Gases Industriales
https://www.epa.gov/sites/produc…

No estoy de acuerdo con Ashish, sobre el impacto del sistema de refrigeración impulsado por el ciclo de compresión de vapor. Las emisiones secundarias causadas por ellos han sido ignoradas por él. El ciclo de compresión de vapor es un ciclo termodinámicamente ineficiente, ya que convierte una energía de alto grado (electricidad) en energía de bajo grado (frío / calor). El futuro podría ser un sistema de enfriamiento accionado térmicamente por calor residual / solar térmico / biomasa, etc. Hay muchas tecnologías de este tipo disponibles.

Aquí hay un pequeño artículo sobre las tecnologías de refrigeración ecológica. También habla de los problemas asociados con la tecnología actual.

Los proyectos del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas que demandan aire acondicionado en economías de mercados emergentes tendrán un impacto significativo en el uso de energía en todo el mundo, pasando de aproximadamente 300 teravatios-hora en el año 2000 a más de 10,000 en 2100 [IPCC]. Con el fin de satisfacer la creciente demanda de energía del sector de RAC, necesitaríamos múltiples tecnologías para ser implementadas. La fruta que cuelga más baja es la mejora en la eficiencia energética de los RAC. Otra forma de lidiar con la demanda cada vez mayor en el sector de RAC y su efecto desestabilizador en la red es buscar tecnologías neutras para la electricidad. Tales tecnologías caen bajo el paraguas de las tecnologías de refrigeración verde.

Hay varias tecnologías de refrigeración verde disponibles en el mercado. Algunos de ellos se enumeran en la Figura 1. La energía solar se ha considerado como la fuente de energía. Sin embargo, salvo en el caso de las soluciones eléctricas, se puede utilizar cualquier fuente de calor como la biomasa, la energía geotérmica y el calor residual industrial para producir el efecto de refrigeración deseado. Además de los métodos normales, se han investigado otras tecnologías, como el enfriamiento magnético, el enfriamiento acústico, etc., pero un mayor desarrollo de estas tecnologías requiere grandes inversiones.

Fuente: Tecnologías de clasificación de refrigeración solar (Fuente: Zeyghami, M., Goswami, DY y Stefanakos, E.

El enfriamiento solar cubre ambos dominios de las tecnologías de enfriamiento disponibles comercialmente. Las máquinas de energía solar fotovoltaica RAC son similares a los sistemas tradicionales, excepto por la diferencia en la fuente de energía. Los paneles solares fotovoltaicos se utilizan para producir electricidad y alimentar el ciclo de compresión de vapor en estas máquinas. Un proyecto llevado a cabo por la Universidad Técnica de Dinamarca, Solarchill [2] puede proporcionar refrigeración para el mundo rural utilizando la energía solar fotovoltaica sin utilizar el almacenamiento. Sin embargo, la naturaleza intermitente de las radiaciones solares impide el despliegue a gran escala de esta tecnología.

Las tecnologías de enfriamiento impulsadas térmicamente han estado disponibles durante un período de tiempo significativo, pero un alto costo de inversión en relación con VCC había impedido su comercialización. El enfriamiento accionado térmicamente se puede dividir en partes. Puede usarse para producir trabajos mecánicos que a su vez impulsan un VCC tradicional o puede usarse como máquinas de sorción. El enfriamiento termomecánico implica el uso del enfriamiento por eyector y la combinación de un ciclo de clasificación orgánica con un ciclo de compresión de vapor. La representación esquemática de ambas tecnologías se ha proporcionado en la Figura 2.

Fuente: Sistema de enfriamiento termo-mecánico (Fuente: Zeyghami, M, Goswami, DY y Stefanakos, E., 2015

El enfriamiento del eyector se desarrolló a fines de la década de 1970 y se investigó por. Los componentes principales de un sistema de eyector se muestran en la Figura 2 (b). Se ha investigado mucho sobre los sistemas de eyector solar con mejoras en las técnicas de fabricación para los eyectores optimizados. El vapor sobrecalentado sale de la salida del generador. La geometría del eyector que corresponde a una boquilla permite la aspiración del vapor del evaporador para su recompresión en un intermedio. presión. El fluido de trabajo ingresa al condensador donde se enfría a un estado líquido saturado. El fluido se divide en dos corrientes; el primero es recirculado por una bomba y transferido al generador de vapor. La otra corriente se conduce a través de una válvula de expansión para su evaporación en el evaporador que produce el efecto de enfriamiento.

Las máquinas de sorción se pueden dividir en dos partes que incluyen máquinas de sorción abierta y de sorción cerrada. Los sistemas desecantes sólidos y líquidos caen bajo las máquinas de sorción abiertas [7]. En la Figura 3 se proporciona una representación esquemática del sistema desecante sólido. Esta tecnología se está utilizando ampliamente en muchos lugares húmedos para controlar la humedad del edificio. Se basa en la recolección de calor de una fuente que puede ser energía solar, geotérmica o de biomasa para regenerar el desecante después de que haya absorbido la humedad. El cloruro de litio se utiliza como fluido de trabajo para los sistemas de enfriamiento del desecante.

Fuente: Sistema de refrigeración Solid Desiccant (fuente: Best, R. & Rivera, W., 2015. Una revisión de los sistemas de refrigeración térmica. Applied Thermal Engineering, 75, pp.1162–1175 [3])

Los sistemas de absorción de vapor (VAS) son algunas de las tecnologías más utilizadas para la refrigeración sostenible. Se han realizado muchas investigaciones sobre varios tipos, fluidos de trabajo, rendimiento, comparaciones económicas de estas máquinas [8-15]. Li-Br se utiliza principalmente como fluido de trabajo en el caso de máquinas de absorción. La mezcla de agua y amoníaco también se utiliza como fluido de trabajo para VAS. Los sistemas de absorción en su configuración básica consisten en un generador, condensador, evaporador y absorbente (Figura 4). La mezcla de refrigerante absorbente se calienta a alta temperatura y presión para separar el refrigerante del absorbente. El vapor refrigerante calentado va al condensador donde se licua. En el siguiente paso va a la válvula de expansión, donde entra en estado de equilibrio líquido de vapor. La presión y la temperatura se reducen significativamente en este estado. Al igual que un ciclo de compresión de vapor tradicional, el evaporador se utiliza para eliminar el calor de los alrededores y las sustancias que necesitan refrigeración y enfriamiento. El calor en el generador se puede proporcionar a partir de biomasa, energía solar térmica, calor residual (escape de la turbina). El rendimiento de VAS se puede mejorar aún más mediante el uso de sistemas de efectos múltiples. Elsafty y Al-daini han realizado una comparación económica entre el ciclo de compresión de vapor tradicional y el ciclo de absorción de vapor de bromuro de litio. Micallef, D. y Micallef, C crearon un modelo matemático para estudiar el rendimiento de un sistema de absorción de vapor [11].

Los sistemas de enfriamiento por adsorción se basan en las propiedades de ciertos sólidos de adsorber grandes cantidades de vapor debido a su gran área superficial y porosidad. El calentamiento libera el refrigerante del adsorbente. Al igual que en la construcción de sistemas de absorción, los componentes principales de los sistemas de refrigeración por adsorción son dos lechos adsorbentes, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador donde se transporta el efecto de refrigeración. El vapor de refrigerante se adsorbe sobre la superficie del material sólido principalmente en la superficie interna. Los pares de trabajo más utilizados son agua / gel de sílice, agua / zeolita, metanol / carbón activado y amoníaco / carbón activado, entre otros [3]. Algunas de las configuraciones básicas, parámetros de rendimiento y esquemas se discuten aquí [15-17].

Fuente: Esquema del sistema de absorción de vapor solar en una etapa (Fuente: Best, R. & Rivera, W., 2015. Una revisión de los sistemas de enfriamiento térmico. Ingeniería térmica aplicada, 75, pp.1162–1175 [3]

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Referencias:

GIZ, P., 2015. Tecnologías de refrigeración verde.
Pedersen, Per Henrik, Søren Poulsen e Ivan Katic. “SolarChill-un refrigerador solar fotovoltaico sin batería”. Conferencia EuroSun 2004 . 2004.
Kattakayam, Thomachan A. y K. Srinivasan. “Baterías de plomo ácido en sistemas de refrigeración solar”. Energías renovables 8 (2004): 1243-1250.
Best, R. & Rivera, W., 2015. Una revisión de los sistemas de enfriamiento térmico. Ingeniería térmica aplicada , 75, pp.1162–1175. Disponible en: Una revisión de los sistemas de refrigeración térmica.
Ullah, KR et al., 2013. Una revisión de los métodos de refrigeración y refrigeración solar térmica. Revisiones de energía renovable y sostenible , 24, pp.499–513. Disponible en: Una revisión de los métodos de refrigeración y refrigeración solar térmica.
Sarbu, I. & Sebarchievici, C., 2013. Revisión de sistemas de refrigeración y refrigeración solar. Energía y edificios , 67, pp.286–297. Disponible en: Revisión de sistemas de refrigeración y refrigeración solar.
Zeyghami, M., Goswami, DY y Stefanakos, E., 2015. Una revisión de los métodos de refrigeración y refrigeración termo-mecánicos solares. Revisiones de energía renovable y sostenible , 51, pp.1428–1445. Disponible en: Una revisión de los métodos de refrigeración y refrigeración termomecánicos solares.
Acosta-Iborra, a., García, N. y Santana, D., 2009. Modelado de la absorción no isotérmica de vapor en láminas líquidas en expansión. Revista Internacional de Transferencia de Calor y Masa, 52 (13-14), pp. 3042-3054. Disponible en: Modelado de la absorción no isotérmica de vapor en láminas líquidas en expansión.
Elsafty, a. & Al-Daini, a. J., 2002. Comparación económica entre un sistema de aire acondicionado por absorción de vapor y un sistema de compresión de vapor en el Medio Oriente. Energía renovable, 25, pp.569–583.
Gomri, R., 2009. Segunda ley comparación de sistemas de refrigeración de efecto simple y doble efecto de absorción de vapor. Gestión y conversión de energía, 50 (5), pp.1279–1287. Disponible en: Segunda ley comparación de sistemas de refrigeración de efecto simple y doble efecto de absorción de vapor.
Micallef, D. y Micallef, C., 2010. Modelo matemático de una unidad de refrigeración por absorción de vapor. International Journal of Simulation Modeling, 9 (2), pp.86–97.
Riffat, S .. y Qiu, G., 2004. Investigación comparativa de acondicionadores de aire termoeléctricos versus acondicionadores de aire de compresión y absorción de vapor. Ingeniería térmica aplicada, 24 (14-15), pp.1979–1993.
Riffat, SB, Wu, S. y Bol, B., 2004. Proceso de membrana por evaporación para el sistema de absorción de vapor. International Journal of Refrigeration, 27 (6), pp.604–611.
Tyagi, KP, 1983. Comparación de mezclas binarias para sistemas de refrigeración por absorción de vapor. Journal of Heat Recovery Systems , 3 (5), pp. 421–429.
Hamdy, M. et al., 2015. Una visión general de los sistemas de refrigeración por adsorción alimentados por el calor residual del motor de combustión interna. Revisiones de energía renovable y sostenible , 51, pp.1223–1234. Disponible en: Una visión general de los sistemas de refrigeración por adsorción alimentados por el calor residual del motor de combustión interna
Ketfi, O. et al., 2015. Rendimiento de un sistema de enfriamiento por absorción solar de efecto único (Libr-H2O). Energy Procedia , 74, pp.130–138. Disponible en: Rendimiento de un sistema de enfriamiento por absorción solar de efecto único (Libr-H)
Choudhury, B. et al., 2013. Una visión general de los desarrollos en los sistemas de refrigeración por adsorción hacia una forma sostenible de enfriamiento. Energía aplicada , 104, pp.554–567. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/sci…
Diaconu, BM, 2012. Análisis de energía de un sistema de aire acondicionado con ciclo de eyector asistido por energía solar con almacenamiento de energía térmica a baja temperatura. Energía renovable , 37 (1), pp.266–276. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.rene….
Huang, BJ et al., 1998. Un sistema de enfriamiento por eyector solar que usa refrigerante R141b. Energía solar , 64 (4-6), pp.223–226.
Huang, BJ et al., 2001. Selección de colector para sistema de enfriamiento por eyector solar. Energía solar , 71 (4), pp.269–274.
Varga, S., Oliveira, AC y Diaconu, B., 2009. Análisis de un sistema de enfriamiento por eyector asistido por energía solar para aire acondicionado. Revista Internacional de Tecnologías de Bajo Carbono , 4 (1), pp.2–8.
Vidal, H. & Colle, S., 2010. Simulación y optimización económica de un ciclo de compresión de vapor de eyector combinado asistido por energía solar para aplicaciones de refrigeración. Ingeniería térmica aplicada , 30 (5), pp. 478–486. Disponible en: Simulación y optimización económica de un ciclo de compresión de vapor de eyector combinado asistido por energía solar para aplicaciones de refrigeración.