Criterios para el diseño, dimensionado y control de instalaciones de refrigeración solar mediante máquinas de absorción de mediana potencia

Abstract

A pesar de que la refrigeración solar lleva varias décadas dentro del campo de la investigación aplicada de la energía solar, y a pesar de la gran cantidad de documentación científica existente, no acaba de producirse el salto que le permita su implantación masiva. Por otro lado, hay un elevado número de instalaciones de demostración que no acaban de arrojar buenos resultados de explotación o de los que se dispone de poca información. Ello es debido, entre otras causas, a la falta de criterios adecuados a la hora de diseñarlas y de monitorizarlas. El presente trabajo viene apoyado por la experiencia adquirida con las dos instalaciones de refrigeración solar disponibles en CARTIF y en el que hay que destacar una serie de puntos clave: - En primer lugar, se ha desarrollado una novedosa estrategia de regulación de máquinas de absorción en las instalaciones de refrigeración solar, que establece las condiciones de operación más adecuadas obtenidas a partir de la identificación del estado interno de la enfriadora y estableciendo un nivel de seguridad frente a cristalización. Para ello se ha establecido un modelo que combina aspectos de operación internos y externos. Los resultados son aplicables, sobre todo, en situaciones en las que la temperatura de condensación pueda estar por debajo de las condiciones mínimas que establece el fabricante, lo que permite una mejora de las prestaciones globales. -En segundo lugar, se han establecido una serie de reglas de diseño de instalaciones de refrigeración solar, apoyadas en un análisis de sensibilidad de las variables más influyentes sobre sus prestaciones aprovechando el modelo e identificación de una instalación real. - El tercer punto, es la definición del concepto de Building Ratio Load (BRL), como la fracción de la demanda total que depende de la carga asociada a la climatología, siendo este un parámetro que permite evaluar el nivel de acoplamiento entre la producción solar y la necesidad de refrigeración, lo cual es importante para el dimensionado de instalaciones. - El cuarto punto se basa en el desarrollo de una metodología de dimensionado simplificada MSDRS, con la que poder hacer una primera valoración previa de las prestaciones de la instalación. Para ello se combina la determinación de las condiciones de operación de la enfriadora con la demanda media diaria mensual que la instalación va a necesitar. - Finalmente, en el quinto punto se aplican los conceptos anteriores al diseño de una novedosa instalación de demostración que utiliza bomba de calor por absorción geotérmica, de mediano tamaño, que aporta refrigeración durante el verano y calefacción con alto rendimiento en invierno, con elevados niveles de flexibilidad y modos de operación.