Factibilidad técnico-económica de climatización en el Norte Grande mediante ciclo de absorción y energía solar térmica

Abstract

Un ciclo de refrigeración por absorción aprovecha la capacidad que presentan ciertas sustancias, de absorber a otra en fase de vapor, así el refrigerante evaporado es absorbido por otra sustancia que permanece en estado líquido, con lo cual para pasar a la etapa de alta presión se requiere bombear la mezcla y no comprimir el refrigerante en forma de vapor, lo cual conlleva un considerable ahorro de energía. Para desabsorber el refrigerante se requiere de un flujo de calor, el cual en este caso está dado por energía solar térmica. Para determinar la factibilidad técnica y económica, se considera un caso de estudio, el cual consiste en un galpón ubicado en la comuna de Antofagasta. A dicha construcción se le determina la carga de enfriamiento, sujeta a diferentes condiciones de uso, además de estudiar cómo influye la geometría y la orientación espacial del galpón en su carga de enfriamiento. El caso de estudio presenta una carga de enfriamiento de diseño de 25,6 [KW]. En cuanto a los ciclos termodinámicos por absorción, se estudian las parejas de fluido de agua-bromuro de litio y amoniaco-agua, en ciclos termodinámicos por absorción que satisfacen los requerimientos de la carga de enfriamiento del galpón. Se determina cómo influyen las diferentes combinaciones de fracciones másicas en ambas parejas de fluidos. Una vez determinados los ciclos termodinámicos, se tiene que para las temperaturas y cargas de enfriamientos del galpón, la pareja de fluidos que mejor se adapta a la situación corresponde a bromuro de litio-agua. De esta manera, se busca un chiller que sirve para dichas pareja de sustancia, encontrándose en el mercado dicho equipo. Los demás equipos requeridos para el sistema de climatización del caso de estudio, se encuentran en el mercado, con lo cual el proyecto es factible desde el punto de vista técnico. En cuanto a la evaluación económica, se determina que el ahorro de energía eléctrica que trae como beneficio la implementación de un sistema basado en absorción, no compensa la inversión inicial de los equipos adicionales que se requieren, así tampoco compensan los gastos asociados a la mantención y operación del sistema que provee energía solar térmica. Así, el caso de estudio no es factible desde el punto de visto económico, puesto que se obtiene un VPN de -$ 55.522.718.