Diseño de un ciclo cerrado por adsorción empleando zeolita-agua y energía solar

Abstract

Se presenta un diseño de un ciclo cerrado por adsorción empleando zeolita-agua y energía solar, el cual consiste en cuatro etapas. La primera etapa, se basa en un proceso de refrigeración y despresurización, en el que el vapor de agua es llevado desde una presión de condensación hasta presión ambiente y luego con la ayuda de una bomba de vacío mecánica se lleva a presiones negativas; la segunda etapa es de refrigeración y adsorción mas evaporación, en este proceso se comienza a evaporar el agua producto de la baja presión, siendo este luego adsorbido por la zeolita, hasta que el agua se congele; la tercera etapa es de calentamiento y presurización, en donde el sistema gana presión hasta llegar a presión ambiente y después con el calentamiento de la energía solar se lleva al sistema hasta una presión de condensación; y por último se tiene la cuarta etapa de calentamiento y desorción mas condensación, en este proceso el sistema, a la presión de condensación, se sigue calentando para que la zeolita desadsorba el vapor de agua, que luego será condensada a través de un intercambiador de calor. Se diseño un evaporador para refrigerar medicamentos, con el se pueden refrigerar medicinas en lugares donde no se tenga acceso a la energía eléctrica, debido a esto el ciclo tiene una gran importancia en la industria farmacéutica. En el ciclo se tomaron ocho (8) mediciones, obteniéndose valores satisfactorios. La etapa de refrigeración y despresurización se llevo a cabo desde una presión de 1,9 bar y una temperatura de 120oC hasta llegar a una presión de 0,88 x 10-3 bar y una temperatura de 10oC aproximadamente; en la etapa de refrigeración y adsorción mas evaporación, se mantuvo una presión constante de 0,88 x 10-3 bar y se logró bajar la temperatura desde los 10oC hasta los 0oC, obteniéndose una masa evaporada promedio de 9,95 gr. y una adsorción promedio de 9,03 gr.; en la etapa de calentamiento y presurización se logró obtener una ganancia de presión de hasta 1,9 bar y una temperatura 100oC aproximadamente: y por último, la etapa de calentamiento y desorción mas condensado, obtuvimos a presión constante de 1,9 bar, una temperatura de 121,6oC, con promedios de masas desadsorbidas y condensadas de 8,65 gr. y 2,63 gr., respectivamente; el COP obtenido fue de 0,4955, lo que corresponde al 49,55%.