Refrigeración, aire acondicionado y secado solar

Coordinación de Refrigeración y Bombas de Calor

Departamento de Sistemas Energéticos

Dr. Isaac Pilatowsky FigueroaIpf@cie.unam.mx

Universidad Nacional Autónoma de México

Centro de Investigación en Energía

Reunión sobre Energías Renovables UNAM-CINVESTAVTorre de Ingeniería, UNAM

2 De abril de 2009

Desarrollo de prototipos de

refrigeración y aire acondicionado solar

Ciclo avanzado de absorción con recuperación de calor en el absorbedor, GAX

• Capacidad de diseño 10.6 kW de enfriamiento (Mezcla NH3-H2O)

• Intercambiadores de calor de aire (no utiliza torre de enfriamiento)

15

23

24

1

31

42

437

27

28

32

33

40

41

39

38

6

GE AB

REC

16 17 18

21

22

37

36

3435

CO

EV

PRE

Agua Fría

Aire

Aire

Aire

V. E.

V. E.

Bomba

Energía solar

Gas natural

VaporLíquido

Figura 3. Diagrama ciclo de absorción GAX del CIE-UNAM

AHX

GAX

GHX

Refrigerador solar intermitente

• Sistema: nitrato de litio-amoniacoSistema: nitrato de litio-amoniaco• Sistema de calentamiento: Captador solar cilíndrico Sistema de calentamiento: Captador solar cilíndrico

parabólico compuesto, CPCparabólico compuesto, CPC• Área de captación 2.5 mÁrea de captación 2.5 m22 con C = 4 con C = 4• TTGG = 100 – 120 °C T = 100 – 120 °C TEE = -10 °C = -10 °C

• Capacidad de enfriamiento: 10 kg de hieloCapacidad de enfriamiento: 10 kg de hielo

Ciclo de refrigeración por absorción de simple efecto

Capacidad de Capacidad de enfriamiento: enfriamiento:

10 kW 10 kW

(LiNO(LiNO33 – NH – NH33 ) )

Refrigerador solar termoquímico

VS

T

TP

M

T

MV1

V2

V3

Recipiente de condensados

V4

V

5

V6

V

7

V

8

V1

2

V9

V1

1 V1

9

V1

8

T

T

R Reactor

T

B1

V

2

0

T

M

TP

Evaporador

V1

0

Tanque del salmuera

T

B2

DS

T

Condensador

DNH

3

V

1

3

V

1

4

V1

5

V16

V1

7

• BaClBaCl22-NH-NH33

• Funcionamiento intermitenteFuncionamiento intermitente• Agua caliente (60 – 80 °C)Agua caliente (60 – 80 °C)• Captadores solares Captadores solares planos y parabólicos planos y parabólicos compuestoscompuestos• 200 kg de hielo200 kg de hielo

Sistema de Sistema de refrigeraciónrefrigeración

solarsolar

ReactorReactor

Ciclo de refrigeraciónCiclo de refrigeración

Prototipos de secadores solares

Secador solar de pimienta

Zona productora: Sierra de Puebla y Veracruz

Secador tipo: invernadero/convectivo

Capacidad: 50 kg de producto verde

Cinco Unidades en funcionamiento:

Calentamiento solar: indirecto y directo

Con o sin almacenamiento térmico

Temperaturas de operación:

40-50 °C

Capacidad:: 250 kg arroz palay

Sistema fotovoltaico: 400 W

CaracterísticasCaracterísticas

• Secado directo• Sistema combinado térmico-

fotovoltaico• Capacidad de 1 a 4 kg, de producto fresco• Aplicación doméstica rural• Experiencias: mango, jitomate, chilaca, granos, carne, pescado, etc.

Secado solar doméstico rural

Sistemas termosolares

Equipo solar con cambio de fase para el calentamiento de agua para uso sanitario

Termosifon convencional Equipo con cambio de faseTermosifon convencional Equipo con cambio de fase

Concentrador parabólico compuesto para evaporación de amoniaco de solución amoniacal

• Prototipo (CPC) de 2 m de largo y un ancho de la cubierta de 0.66 m con receptor de 2 pulgadas y un ángulo de aceptación de 15º truncado a 0.76 m de altura correspondiente a un factor de concentración de 3.5.

• Materiales: receptor de acero al carbón; cubierta de vidrio y reflector de aluminio altamente pulido.

• Condiciones de diseño: temperatura de 60ºC, concentración de amoníaco de 38.7%, flujo de 0.048 kg/s y presión de generación de 1.1 MPa.