ES2233499T3 - Disposicion de refrigeracion por absorcion. - Google Patents

Abstract

Disposición de refrigeración por absorción, que comprende: u un extractor (7) para la extracción de un medio de trabajo en forma gaseosa del disolvente enriquecido, para el empobrecimiento del medio de trabajo en un circuito cerrado del disolvente (5), u una primera conducción de unión (11) para la transferencia del medio de trabajo extraído del extractor (7) a un condensador (9), para la condensación del medio de trabajo extraído, u una segunda conducción de unión (15) para la transferencia del medio de trabajo condensado del condensador (9) a un evaporador (13), para la evaporación del medio de trabajo condensado con absorción de calor de un recinto a refrigerar, u una tercera conducción de unión (16) para la transferencia del medio de trabajo evaporado del evaporador (13) a una disposición absorbedora (17), u una cuarta conducción de unión (21, 35) para la transferencia del disolvente empobrecido en medio de trabajo del extractor (7) a la disposición absorbedora (17), presentando la disposición absorbedora (17) un tramo de intercambio en contracorriente (47) que se extiende a lo largo de una diferencia de altura predeterminada (51, 53), en la cual la tercera conducción de unión (16) desemboca a un nivel de altura más bajo (53) y en la cual la cuarta conducción de unión (21, 35) desemboca a un nivel de altura más alto (51), de modo que en la disposición absorbedora (17) el medio de trabajo se enriquece en el disolvente, y u una quinta conducción de unión (19) para la transferencia del disolvente enriquecido con medio de trabajo del absorbedor (17) al extractor (7), estando al menos una parte de la quinta conducción de unión (19) llena con una fracción de líquido del disolvente, y configurándose en una zona (23) de un extremo de la quinta conducción de unión (19) orientado hacia el extractor (7) o en el propio extractor (7) una primera superficie libre del líquido (25) del disolvente, y configurándose una segunda superficie libre del líquido (29) correspondiente, que a través de la quinta conducción de unión (19) se corresponde con la primera superficie libre de líquido (25), caracterizada porque la superficie total de la segunda superficie libre del líquido (29) es menor que diez veces, en particular menor que ocho veces, en particular menor que el quíntuplo, en particular menor que el triple y en particular menor que el doble de una sección transversal media de la quinta conducción de unión (19) o de la cuarta conducción de unión (21, 35).

Description

Disposición de refrigeración por absorción.

La invención se refiere a una disposición de refrigeración por absorción para el funcionamiento de un circuito cerrado de refrigeración termodinámico, de tal modo que el circuito cerrado de refrigeración absorbe calor de un recinto a refrigerar. Una disposición de refrigeración de este tipo se emplea convencionalmente por ejemplo para refrigerar un cajón frigorífico de un mueble frigorífico o similar respecto a un medio ambiente.

En una disposición de refrigeración convencional que funciona según el llamado procedimiento de absorción, un medio de trabajo, generalmente amoníaco, que es soluble en un disolvente, generalmente agua, es conducido en circuito cerrado. Este circuito cerrado comprende un extractor designado también hervidor o bomba, un condensador, un evaporador y un absorbedor. En el extractor, el medio de trabajo se extrae del disolvente enriquecido con medio de trabajo con aportación de energía externa mediante por ejemplo una calefacción. El medio de trabajo es transferido en estado gaseoso del extractor al condensador, en el cual el medio de trabajo cede calor al medio ambiente, se enfría y finalmente se condensa. El medio de trabajo condensado es transferido del condensador al evaporador donde, con absorción de calor a bajo nivel, por ejemplo en el evaporador de un frigorífico, se evapora y es transferido en forma de vapor al absorbedor. En el absorbedor, el medio de trabajo es absorbido en el disolvente con cesión de calor, y alimentado seguidamente de nuevo al extractor en forma disuelta en el disolvente, con lo que se cierra el circuito cerrado del medio de trabajo descrito.

Como el transporte del medio de trabajo del absorbedor al extractor se efectúa en forma disuelta en el disolvente, y el disolvente, que debido a la acción del extractor está empobrecido en medio de trabajo, es alimentado nuevamente al absorbedor, para ser enriquecido allí con medio de trabajo, existe un llamado circuito cerrado de disolvente entre extractor y absorbedor.

En este circuito cerrado de disolvente se alimenta al extractor disolvente cargado con medio de trabajo en forma líquida a través de una conducción de unión o similar, estando la conducción de unión conectada a un depósito de almacenamiento que se conecta al absorbedor. El medio de trabajo se puede rellenar en el circuito cerrado de medio de trabajo por medio de este depósito de almacenamiento. Debido a la acción de la fuerza de la gravedad, el disolvente se recoge como volumen de líquido en el depósito de almacenamiento, configurándose en función de la magnitud del volumen de disolvente una superficie libre del líquido o superficie del líquido del volumen de disolvente. Por debajo de esta superficie libre del líquido, el disolvente junto con el medio de trabajo disuelto en él se encuentra en forma líquida, mientras que por encima de esta superficie libre del líquido se establece una atmósfera gaseosa formada por disolvente en forma gaseosa, medio de trabajo y en su caso un gas auxiliar para el funcionamiento del circuito cerrado de medio de trabajo y otros gases.

Al volumen de líquido descrito se alimenta el disolvente enriquecido con medio de trabajo procedente del absorbedor, penetrando este disolvente enriquecido con medio de trabajo como escurrido continuo o en forma de gotas en la superficie libre del líquido y transformándose por tanto en el volumen de líquido que se encuentra a bajo nivel de altura. El depósito de almacenamiento no sólo aloja por tanto una parte importante del medio de trabajo, para almacenar éste para el circuito cerrado de medio de trabajo, sino que pone también a disposición del circuito cerrado, gracias a una superficie aumentada, una superficie de absorción para una absorción residual. Finalmente, el mismo sirve como compensación de altura del nivel de llenado en el extractor y materializa la unión de extractor, evaporador, absorbedor y eventualmente condensador así como tubo sifón.

Aún cuando el dispositivo ya conocido trabaja satisfactoriamente en sí mismo, se ha observado sin embargo que el diseño presenta inconvenientes condicionados por el sistema y de diseño. Así, una gran fracción del medio de trabajo se acumula en el depósito de almacenamiento sin efecto funcional alguno, para ser alimentada una y otra vez al extractor. Una parte importante del líquido del depósito no toma parte en la absorción propiamente dicha, sino que sólo sirve en medida insuficiente para una absorción residual. Debido a la división funcional del medio de trabajo en una parte activa y una inactiva, se produce una necesidad importante de un gran volumen total del refrigerante, lo que tiene como consecuencia una fracción aumentada de amoníaco perjudicial para el medio ambiente y de fracciones de cromatos, que plantean problemas también para su eliminación. Finalmente, el dispositivo arriba descrito condiciona también un ajuste de diseño costoso entre el depósito y el extractor, para obtener un nivel de líquido apropiado. Para alojar el gran volumen de líquido y para proporcionar una gran superficie de absorción y refrigeración, el depósito se debe configurar de gran volumen, y presenta por tanto, además de sus conexiones para los diferentes componentes del equipo tales como absorbedor, evaporador, extractor, condensador, tubo sifón y válvula de llenado, numerosas uniones por costuras soldadas, por lo que aumenta el peligro de fugas.

El documento DE-A-195 16 630 muestra un equipo de refrigeración por absorción con un circuito cerrado de disolvente y un circuito cerrado de medio de trabajo, recogiendo un depósito de almacenamiento el disolvente enriquecido con amoniaco antes de que el mismo sea alimentado a través de una conducción de unión a un extractor. El depósito de almacenamiento tiene una pluralidad de conexiones y presenta por tanto un diseño costoso, y requiere una gran fracción del volumen constructivo del equipo.

La invención se plantea por tanto el problema de mejorar una disposición de refrigeración por absorción del tipo conocido de tal modo que, para la misma potencia de refrigeración, se requiera una menor cantidad de refrigerante y se reduzca por tanto al mismo tiempo el coste de eliminación. La disposición debe requerir además un coste de diseño menor y poder ser fabricada con menor peso y a coste más bajo al mismo tiempo.

La invención parte para ello de una disposición de refrigeración por absorción con

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un extractor para la extracción de un medio de trabajo en forma gaseosa del disolvente enriquecido, para el empobrecimiento del medio de trabajo en un circuito cerrado del disolvente,

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una primera conducción de unión para la transferencia del medio de trabajo extraído del extractor a un condensador, para la condensación del medio de trabajo extraído,

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una segunda conducción de unión para la transferencia del medio de trabajo condensado del condensador a un evaporador, para la evaporación del medio de trabajo condensado con absorción de calor de una superficie a refrigerar,

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una tercera conducción de unión para la transferencia del medio de trabajo evaporado del evaporador a una disposición absorbedora,

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una cuarta conducción de unión para la transferencia del disolvente empobrecido en medio de trabajo del extractor a la disposición absorbedora, presentando la disposición absorbedora un tramo de intercambio en contracorriente que se extiende a lo largo de una diferencia de altura predeterminada, en la cual la tercera conducción de unión desemboca a un nivel de altura más bajo y en la cual la cuarta conducción de unión desemboca a un nivel de altura más alto, de modo que en la disposición absorbedora el medio de trabajo se enriquece en el disolvente, y

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una quinta conducción de unión para la transferencia del disolvente enriquecido con medio de trabajo del absorbedor al extractor.

Además, al menos una parte de la quinta conducción de unión está llena con una fracción de líquido del disolvente, y en una zona de un extremo de la quinta conducción de unión orientado hacia el extractor o en el propio extractor se configura una primera superficie libre del líquido del disolvente, y se configura una segunda superficie libre del líquido correspondiente, que a través de la quinta conducción de unión comunica con la primera superficie libre del líquido.

Un primer aspecto de la invención se basa en la idea de configurar la superficie total de la segunda superficie libre del líquido comparativamente pequeña y reducir el volumen total del medio de trabajo, de modo que sólo se emplee en el proceso de absorción una fracción activa del medio de trabajo, y no se utilice una fracción inactiva para su acumulación. Tal como se explicará más adelante, la nivelación constructiva del nivel de líquido respecto al extractor se puede conseguir de manera sencilla. Sólo es preciso llenar el sistema con la cantidad de medio de trabajo (amoniaco, agua, inhibidor) necesaria para la configuración del proceso de absorción. Se obtienen por tanto las ventajas de reducir la cantidad de las materias de funcionamiento/materias perjudiciales: amoniaco, agua, inhibidor de corrosión, y de reducir también los problemas que se presentan en relación con una posterior eliminación (costes, potencial de riesgo). Mediante un volumen total menor se pueden ahorrar costes y peso, y mediante la introducción directa del medio de trabajo absorbente en el intercambiador de calor se aprovecha mejor el calor de absorción que se genera. Se aumenta finalmente la seguridad de funcionamiento (resistencia a la presión), porque se utilizan menos uniones soldadas en comparación con las disposiciones de refrigeración por absorción convencionales.

En el caso de una configuración pequeña de la superficie total de la segunda superficie libre del líquido, una cantidad de disolvente enriquecido con medio de trabajo alimentada desde el absorbedor directamente a al menos una parte de la superficie total provoca una variación comparativamente grande de la concentración del medio de trabajo en el disolvente inmediatamente por debajo de la segunda superficie libre del líquido. Con ello, en particular durante la fase de arranque de la disposición de refrigeración, en la cual se producen regularmente variaciones de la concentración del medio de trabajo en el disolvente, estas variaciones de concentración se transmiten rápidamente al disolvente alimentado nuevamente al extractor, por lo que es posible una transición plenamente inmediata al estado de funcionamiento estacionario.

Ha resultado ventajoso relacionar la superficie total de la segunda superficie libre del líquido a una sección transversal media determinada en correspondencia de la quinta conducción de unión o de la cuarta conducción de unión. En particular es ventajoso además configurar la superficie total de la segunda superficie libre del líquido menor que diez veces, en particular menor que ocho veces, en particular menor que el quíntuplo, en particular menor que el triple y en particular menor que el doble de esta sección transversal media. En particular, la superficie total de la segunda superficie libre del líquido se puede configurar también aproximadamente igual a dicha sección transversal.

Es posible además que la superficie total de la segunda superficie libre del líquido esté compuesta por varias superficies parciales, completamente delimitadas periféricamente cada una de ellas, de la segunda superficie libre del líquido, que se configuran dentro de componentes separados espacialmente de la disposición de refrigeración, a niveles de altura mutuamente correspondientes.

Según un segundo aspecto, la invención se caracteriza porque la segunda superficie libre del líquido está delimitada periféricamente mediante al menos uno o varios de los componentes de un grupo de componentes, que comprende la quinta conducción de unión, a saber en una zona de un extremo de la misma orientado hacia el absorbedor, el absorbedor y la tercera conducción de unión, a saber en una zona de un extremo de la misma orientado hacia la desembocadura en el absorbedor. Mediante esta medida, la configuración de la segunda superficie libre del líquido viene determinada también por la configuración de los componentes de este grupo.

Además, la propia configuración de estos componentes está diseñada con vistas a la función prevista de los componentes respectivos para el funcionamiento de la disposición de refrigeración. Esto significa que las secciones transversales de la tercera y de la quinta conducciones de unión están diseñadas de modo que las conducciones de unión cumplan óptimamente su función para la transferencia del medio de trabajo evaporado del evaporador a la disposición absorbedora y respectivamente para la transferencia del disolvente enriquecido con medio de trabajo del absorbedor al extractor en relación a las condiciones de funcionamiento y posibilidad de fabricación de la disposición de refrigeración. Lo mismo es válido para el absorbedor, que está diseñado esencialmente partiendo de que debe proporcionar un tramo de intercambio en contracorriente, en el cual el medio de trabajo sea enriquecido en el disolvente.

De ello se deduce que la segunda superficie libre del líquido se configura en componentes de la disposición de refrigeración, que no están diseñados con vistas a una gran superficie total de la superficie libre del líquido, como era el caso para la disposición de refrigeración convencional, en la que la segunda superficie libre del líquido se configura en uno de los componentes del grupo de componentes arriba citado, diferentes componentes básicamente funcionales, a saber un depósito para el disolvente.

Ventajosamente, en la delimitación periférica de la segunda superficie libre del líquido no toman parte otros componentes, sino exclusivamente los componentes del grupo.

Aunque con la disposición de refrigeración es posible alcanzar de modo comparativamente rápido el estado de funcionamiento estacionario, son posibles sin embargo variaciones en la altura o respectivamente el nivel de la primera o respectivamente de la segunda superficie libre del líquido durante la fase de arranque de la disposición de refrigeración. En particular, el nivel de la primera o respectivamente de la segunda superficie libre del líquido puede bajar durante la fase de arranque de la disposición de refrigeración.

Ventajosamente, la cantidad de disolvente y también la cantidad de medio de trabajo se dimensionan de modo que la superficie total de la segunda superficie libre del líquido, al menos durante el funcionamiento estacionario de la disposición de refrigeración, esté delimitada periféricamente por la quinta conducción de unión.

Alternativamente a ello, y también de manera preferente, la superficie de la segunda superficie libre del líquido, al menos durante el funcionamiento estacionario de la disposición de refrigeración, puede estar delimitada periféricamente por el absorbedor.

Además, el tramo de intercambio en contracorriente del absorbedor comprende preferentemente un tubo que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal, en el que escurre hacia abajo el disolvente alimentado al absorbedor a elevado nivel de altura y que simultáneamente se enriquece con medio de trabajo. Este tubo puede servir entonces ventajosamente para la delimitación periférica de la segunda superficie libre del líquido.

Alternativamente a ello se prevé preferentemente que el tubo del tramo de intercambio en contracorriente se extienda en particular formando una sola pieza en una prolongación tubular fuera del tramo de intercambio en contracorriente, de modo que esta prolongación tubular delimite periféricamente la superficie de la segunda superficie libre del líquido. La prolongación tubular puede estar además conectada sin costura o con formación de una costura soldada o soldada blanda al tubo propiamente dicho del tramo de intercambio en contracorriente.

Ventajosamente, la cantidad de líquido en la disposición de refrigeración está dimensionada de modo que la segunda superficie libre del líquido, durante la fase de arranque del funcionamiento de la disposición, esté delimitada periféricamente por la tercera conducción de unión. Además, la superficie libre del líquido puede bajar durante el funcionamiento de la disposición, de modo que la misma adopte posteriormente el nivel descrito más arriba y la transferencia del medio de trabajo evaporado a la disposición absorbedora se pueda efectuar también sin impedimentos.

Con vistas a una fabricación sencilla, la tercera conducción de unión para la alimentación del medio de trabajo evaporado del evaporador a la disposición absorbedora desemboca en el tubo que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal en un punto, en el que el tubo se extiende a ambos lados del punto de desembocadura, en particular esencialmente rectilíneo. Por tanto, la unión entre el tubo y la tercera conducción de unión se puede configurar sencillamente en forma de una pieza en T, estando la barra horizontal de la "T" alineada con el tubo y estando la barra vertical de la "T" alineada con el extremo de la tercera conducción de unión.

Además, preferentemente, y también con vistas a una fácil posibilidad de fabricación, la quinta conducción de unión para la transferencia del disolvente enriquecido con medio de trabajo del absorbedor al extractor está acoplada de tal modo con el absorbedor, que la quinta conducción de unión desemboca directamente en el tubo del tramo de intercambio en contracorriente o en una prolongación del mismo.

Por lo demás, la disposición de refrigeración por absorción se hace funcionar preferentemente con un gas auxiliar, que refuerza el transporte del medio de trabajo en su forma gaseosa. Para ello está prevista ventajosamente una sexta conducción de unión para la transferencia del gas auxiliar del absorbedor al evaporador, desembocando la sexta conducción de unión en el evaporador a un nivel de altura elevado.

Además, con vistas a un buen rendimiento energético de la disposición de refrigeración, está previsto un intercambiador de calor de líquido, en el cual la cuarta conducción de unión y la quinta conducción de unión se extienden yuxtapuestas por zonas, con formación de un contacto térmico en contracorriente.

A fin de que la superficie de absorción de la disposición de refrigeración por absorción corresponda aproximadamente a la superficie de absorción de una disposición con un depósito de almacenamiento, otra característica ventajosa de la invención tiene por objeto que la superficie de absorción del depósito de almacenamiento, para una superficie de absorción total constante, esté integrada en la disposición absorbedora mediante aumento de la superficie de absorción del tramo de intercambio en contracorriente de dicha disposición absorbedora. Esto puede ocurrir, de manera ventajosa, de modo que la superficie de absorción del depósito de almacenamiento esté integrada en la disposición absorbedora mediante prolongación del tramo de intercambio en contracorriente de dicha disposición absorbedora, o que la superficie de absorción del depósito de almacenamiento esté integrada en la disposición absorbedora mediante un aumento de la sección transversal de la conducción tubular del tramo de intercambio en contracorriente de dicha disposición absorbedora, o que la superficie de absorción del depósito de almacenamiento esté integrada en la disposición absorbedora mediante aumento de la superficie de la pared interior de la conducción tubular del tramo de intercambio en contracorriente de dicha disposición absorbedora por medio de estrías dispuestas en la pared. Las estrías pueden extenderse ventajosamente en dos direcciones diferentes y cruzarse respectivamente.

Otras características, ventajas y detalles de la invención se deducen de la descripción que sigue de ejemplos de realización preferentes, con ayuda de los dibujos. En éstos muestran:

Fig. 1 una disposición de refrigeración por absorción según una primera forma de realización de la invención,

Fig. 2 una representación esquemática de los objetivos funcionales esenciales de los componentes individuales de la disposición de refrigeración por absorción representada en Fig. 1,

Fig. 3 una vista en alzado de detalle de la disposición de refrigeración por absorción representada en Fig. 1, para la explicación de un circuito cerrado de gas auxiliar de la misma,

Fig. 4 una representación a escala ampliada de la Fig. 1, para la explicación de las superficies libres del líquido que se configuran,

Fig. 5 una representación correspondiente a Fig. 4 de otra forma de realización de la invención con una superficie libre del líquido modificada, y

Fig. 6 una representación similar a la Fig. 4 de otra forma de realización modificada de la invención.

Se explica a continuación una primera forma de realización de la invención, haciendo referencia a las Fig. 1 a 4. En estas Figuras se representa una disposición de refrigeración por absorción 1, que comprende un circuito cerrado de medio de trabajo 3 y un circuito cerrado de disolvente 5. Se emplean aquí amoniaco como medio de trabajo y agua como disolvente.

El circuito cerrado de medio de trabajo comprende un extractor 7, un condensador 9, una conducción de unión 11 para la unión del extractor con el condensador 9, un evaporador 13, una conducción de unión 15 para la unión del condensador 9 con el evaporador 13, un absorbedor 17 y una conducción de unión 16 para la unión del absorbedor 17 con el extractor 7.

El circuito cerrado de disolvente 5 comprende la conducción de unión 19 utilizada conjuntamente con el circuito cerrado de medio de trabajo entre absorbedor 17 y extractor 7, así como una conducción de unión 21 para la realimentación del disolvente del extractor 7 al absorbedor 17.

El tubo de unión 19 entre absorbedor 17 y extractor 7 está configurado en forma de U, de modo que el disolvente se acumula en una zona situada más baja del arco en U que el volumen de líquido. Por tanto, el disolvente líquido configura, en una zona 23 que penetra en el extractor 7, una primera superficie libre del líquido 25 dentro del extractor 7. En una zona extrema 27 de la conducción de unión 19 alejada del extractor 7 se configura en correspondencia una segunda superficie libre del líquido 27, estando las dos superficies libres del líquido 25 y 29 situadas esencialmente en un nivel de altura común 31.

La conducción de unión 19 se prolonga, dentro del extractor 7, en un tubo ascendente 33 dirigido verticalmente. El extractor 7 comprende además un manguito de calefacción 32 representado esquemáticamente en los dibujos, de funcionamiento eléctrico o por gas, que calienta el disolvente en la zona de la superficie libre del líquido 25, por lo que se forman burbujas de vapor, que ascienden hacia arriba en el tubo ascendente 33. La superficie libre del líquido 25 se puede romper en efecto mediante la formación de las burbujas de vapor, pero a la mezcla de burbujas de vapor y disolvente se puede asociar en todo caso una superficie libre del líquido media 25, que está determinada por el peso de la columna de líquido y de las burbujas de vapor en el tubo ascendente 33, así como en la parte 23 de la conducción de unión 19 que se conecta al tubo ascendente 33.

Como en el tubo ascendente 33 la presión de vapor del medio de trabajo es mayor que la del disolvente, en la conducción de unión 11 entre extractor 7 y condensador 9 se configura una atmósfera gaseosa, en la que el medio de trabajo está enriquecido esencialmente, cayendo el disolvente empobrecido en medio de trabajo en un tubo anular 35 que rodea al tubo ascendente 33 debido a la acción de la fuerza de la gravedad hacia abajo. Por tanto, el extractor 7 forma también una bomba, que lleva el disolvente pobre en medio de trabajo a un nivel de altura más elevado. El tubo anular 35 rodea a la conducción de unión 19 en la zona del arco en U, de modo que se forma allí un intercambiador de calor en contracorriente 35, moviéndose el disolvente calentado en el extractor 7 en el tubo anular 35 en sentido contrario a la dirección del flujo del disolvente que es alimentado por la conducción de unión 19 al extractor 7, y precalentándose al mismo tiempo el disolvente enriquecido en medio de trabajo que se alimenta al extractor 7.

El medio de trabajo en forma gaseosa extraído, alimentado a través de la conducción de unión 11 al condensador 9, es condensado en el condensador 9 con cesión de calor en los nervios de refrigeración 37 y alimentado esencialmente en forma líquida, a través de la conducción de unión 15, al evaporador 13. El medio de trabajo líquido se evapora en el evaporador 13, con absorción de calor. La superficie del evaporador 13 se halla además, convenientemente, en unión conductora de calor con por ejemplo un cajón frigorífico de un frigorífico no representado en los dibujos, por lo que la absorción de calor por el medio de trabajo en el evaporador 13 conduce a una refrigeración del cajón frigorífico.

El evaporador 13 está realizado, tal como se puede apreciar mejor en Fig. 3, como evaporador de serpentín tubular, alimentando la conducción de unión 15 el medio de trabajo líquido a un nivel de altura elevado en un tubo anular 39. En el tubo anular 39 se alimenta además hidrógeno como gas auxiliar, también a un nivel de altura elevado, a través de un tubo central 41 dispuesto concéntricamente dentro del tubo anular 39. El medio de trabajo líquido escurre hacia abajo sobre la pared del tubo anular 39 dispuesto oblicuamente y se disuelve además en el gas auxiliar con absorción de calor. La mezcla de gas auxiliar y medio de trabajo es extraída del tubo anular 39 a través de la conducción de unión 16 y alimentada al absorbedor 17. En Fig. 3 se aprecia además, que en la zona de la desembocadura de la conducción de unión 16 en el tubo anular 39 desemboca también un tubo de rebose 43, que con su otro extremo está conectado al condensador 9, para evacuar desde allí el gas auxiliar en exceso. El gas auxiliar alimentado en el tubo central 41 procede del absorbedor 17 y es alimentado desde él al evaporador 13 a través de otra conducción de unión 45.

El absorbedor 17 comprende un tramo de intercambio en contracorriente, que está formado por un tubo 47 que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal, que está arrollado con formación de varias espiras tubulares 49 en forma de rosca. En el intercambiador de calor en contracorriente 47 desemboca la conducción de unión 21 para la alimentación del disolvente empobrecido en medio de trabajo a un nivel de altura 51, y la conducción de unión 16 para la alimentación del medio de trabajo evaporado desemboca en el intercambiador de calor en contracorriente 47 a un nivel de altura 53 más bajo en relación con el nivel de altura 51. En el intercambiador de calor en contracorriente 47, el disolvente se mueve pues hacia abajo, en contracorriente respecto al medio de trabajo en forma gaseosa que asciende, enriqueciéndose el medio de trabajo en el disolvente que escurre hacia abajo.

El tubo 47 del intercambiador de calor en contracorriente se extiende más allá de la zona en la que el mismo actúa como intercambiador de calor en contracorriente, a saber en la zona entre la desembocadura de la conducción de unión 16 y la desembocadura de la conducción de unión 21, formando una sola pieza, en una prolongación 55. Esta prolongación se extiende también prolongándose oblicuamente respecto a la horizontal, por lo que el disolvente que escurre hacia abajo en el intercambiador de calor en contracorriente 47 escurre también hacia abajo en la prolongación 55. En la zona de su extremo inferior, la prolongación 55 está conectada en un punto de unión 57 directamente con el extremo de la conducción de unión 19 situado opuesto al extractor 7.

El disolvente enriquecido con medio de trabajo continúa escurriendo por tanto, tras pasar por el tramo de intercambio en contracorriente 47, en la prolongación 55 y gotea finalmente sobre la superficie libre del líquido 29 dispuesta dentro del extremo 27 de la conducción de unión 19.

Como la superficie libre del líquido 29 está delimitada periféricamente por la zona extrema 27 de la conducción de unión 19, la superficie libre del líquido 29 presenta una superficie total que corresponde esencialmente a la sección transversal media de la conducción de unión 19. Esta superficie total comparativamente pequeña de la superficie libre del líquido 29 tiene por objeto que la concentración del medio de trabajo en el disolvente inmediatamente por debajo de la superficie libre del líquido 29 se adapte muy rápidamente a la concentración del medio de trabajo en el disolvente, tal como sale del absorbedor 17. Gracias a esta rápida adaptación de la concentración del medio de trabajo en el disolvente en la zona de la superficie libre del líquido 29, esta concentración se transmite también muy rápidamente al disolvente alimentado a través de la conducción de unión 19 al extractor, por lo que se consigue con relativa rapidez un funcionamiento estacionario de la disposición de refrigeración.

Se explican a continuación variantes de la disposición de absorción representada en las Fig. 1 a 4. Componentes mutuamente correspondientes en cuanto a su estructura y a su funcionamiento se designan con los números de referencia de las Fig. 1 a 4, si bien se dotan de una letra para su diferenciación. Para la explicación se hace referencia a toda la descripción anterior.

Una disposición de refrigeración por absorción 1a representada en Fig. 5 se distingue de la disposición de refrigeración por absorción representada en las Figuras 1 a 4 sólo porque un nivel 31a de una superficie libre del líquido 25a que se configura en la zona de un extractor 7a en una conducción de unión 19a entre un absorbedor 17a y el extractor 7a se halla a un nivel de altura 31a más elevado, de modo que una superficie libre del líquido 29a que se comunica a través de la conducción de unión 19a con la superficie libre del líquido 25a no se configura, como en la forma de realización de las Fig. 1 a 4, en la zona extrema de la conducción de unión 19a situada opuesta al extractor 7a, sino en la zona de una prolongación 55a de un tubo 47a del absorbedor 17a que forma un tramo de intercambio en contracorriente, que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal. La superficie libre del líquido 29a viene a presentar por tanto, para una sección transversal de forma circular de la prolongación tubular 55a, una configuración superficial ovalada, no siendo sin embargo la superficie total de la superficie libre del líquido 29a esencialmente mayor que la sección transversal de la conducción de unión 19a. En particular, la superficie de la superficie libre del líquido 29a es menor que diez veces la sección transversal media de la conducción de unión 19a.

Una disposición de refrigeración por absorción 1b representada en Fig. 6 es plenamente similar en cuanto a su estructura a las disposiciones de refrigeración representadas en las Fig. 1 a 5. Sin embargo, en la disposición de refrigeración por absorción 1b representada en Fig. 6, una conducción de unión 16b para la transferencia del medio de trabajo evaporado de un evaporador a un absorbedor 17b desemboca en un punto en un tubo 47b que forma un tramo de intercambio en contracorriente, cuyo punto 63 está dispuesto inmediatamente próximo a un punto 57b, en el que una conducción de unión 19b entre absorbedor 17b y extractor 7b desemboca en el tubo 47b. Tanto la conducción de unión 16b como la conducción de unión 17b desembocan por tanto directamente en el tuvo 47b que forma el tramo de intercambio en contracorriente.

Además, una superficie libre del líquido 29b, que a través de la conducción de unión 19b corresponde con una superficie libre del líquido 25b configurada en el extractor 7b y que está dispuesta con ella a un nivel esencialmente común 31b, está dispuesta más alta que el punto de desembocadura 63 de la conducción de unión 16b en el tramo de intercambio en contracorriente 47b. La superficie libre del líquido 29b comprende por tanto dos superficies parciales, a saber una superficie parcial 65 dispuesta dentro de la conducción de unión 16b y una superficie parcial 67 dispuesta dentro del tubo 47b que se extiende oblicuamente.

También en este ejemplo de realización la superficie total de la superficie libre del líquido 29b compuesta por las dos superficies parciales 65 y 67 es comparativamente pequeña, y en particular menor que por ejemplo diez veces una sección transversal media del tubo de la conducción de unión 19b.

Se representa además la superficie libre del líquido 31b explicada en relación con la descripción de la Fig. 6 para un estado de arranque de la disposición de refrigeración. A lo largo de la fase de arranque de la disposición de refrigeración, el nivel 31b de la superficie libre del líquido 29b baja, por lo que la desembocadura de la conducción de unión 16b en el tramo de intercambio en contracorriente 47b queda dispuesta por encima de la superficie libre del líquido 29b y el medio de trabajo en forma gaseosa alimentado a través de la conducción de unión 16b al absorbedor 17b puede entrar sin impedimentos en el tramo de intercambio en contracorriente 47b y ascender en éste.

Hasta aquí, las magnitudes de la superficie libre del líquido correspondientes a la superficie libre del líquido en el extractor se han referido en cada caso a la sección transversal de las conducciones de unión entre absorbedor y extractor. Pero también es posible referir las magnitudes de la superficie libre del líquido a la sección transversal de la conducción de alimentación para la alimentación del disolvente empobrecido en medio de trabajo del extractor al absorbedor. Hay que formar entonces una sección transversal media característica de esta conducción de unión en la zona del intercambiador de calor de líquido o en una zona situada fuera del intercambiador de calor de líquido. También es imaginable referir las magnitudes de la superficie libre del líquido a la sección transversal de otra conducción de unión de la disposición de refrigeración. En particular es imaginable también referir la magnitud de la superficie libre del líquido a la sección transversal del tubo que forma el tramo de intercambio en contracorriente del absorbedor, configurándose también allí la superficie libre del líquido pequeña en comparación con la sección transversal del tubo, a saber en particular menor que el quíntuplo, en particular menor que el triple, en particular menor que la sección transversal del tubo, y aún más en particular menor que la mitad de la sección transversal del tubo.

Claims (16)

1. Disposición de refrigeración por absorción, que comprende:

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un extractor (7) para la extracción de un medio de trabajo en forma gaseosa del disolvente enriquecido, para el empobrecimiento del medio de trabajo en un circuito cerrado del disolvente (5),

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una primera conducción de unión (11) para la transferencia del medio de trabajo extraído del extractor (7) a un condensador (9), para la condensación del medio de trabajo extraído,

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una segunda conducción de unión (15) para la transferencia del medio de trabajo condensado del condensador (9) a un evaporador (13), para la evaporación del medio de trabajo condensado con absorción de calor de un recinto a refrigerar,

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una tercera conducción de unión (16) para la transferencia del medio de trabajo evaporado del evaporador (13) a una disposición absorbedora (17),

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una cuarta conducción de unión (21, 35) para la transferencia del disolvente empobrecido en medio de trabajo del extractor (7) a la disposición absorbedora (17), presentando la disposición absorbedora (17) un tramo de intercambio en contracorriente (47) que se extiende a lo largo de una diferencia de altura predeterminada (51, 53), en la cual la tercera conducción de unión (16) desemboca a un nivel de altura más bajo (53) y en la cual la cuarta conducción de unión (21, 35) desemboca a un nivel de altura más alto (51), de modo que en la disposición absorbedora (17) el medio de trabajo se enriquece en el disolvente, y

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una quinta conducción de unión (19) para la transferencia del disolvente enriquecido con medio de trabajo del absorbedor (17) al extractor (7),

estando al menos una parte de la quinta conducción de unión (19) llena con una fracción de líquido del disolvente, y configurándose en una zona (23) de un extremo de la quinta conducción de unión (19) orientado hacia el extractor (7) o en el propio extractor (7) una primera superficie libre del líquido (25) del disolvente, y configurándose una segunda superficie libre del líquido (29) correspondiente, que a través de la quinta conducción de unión (19) se corresponde con la primera superficie libre de líquido (25),

caracterizada porque la superficie total de la segunda superficie libre del líquido (29) es menor que diez veces, en particular menor que ocho veces, en particular menor que el quíntuplo, en particular menor que el triple y en particular menor que el doble de una sección transversal media de la quinta conducción de unión (19) o de la cuarta conducción de unión (21, 35).

2. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda superficie libre del líquido (29) está delimitada periféricamente por al menos uno o varios de los componentes de un grupo de componentes, que consta de

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la quinta conducción de unión (19), a saber en una zona de un extremo (27) de la misma orientado hacia el absorbedor (17),

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el absorbedor (17), así como

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la tercera conducción de unión (16), a saber en una zona de un extremo de la misma orientado hacia la desembocadura en el absorbedor (17).

3. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 o 2, en la que la superficie total de la segunda superficie libre del líquido (29) está delimitada periféricamente, al menos durante el funcionamiento estacionario de la disposición, por la quinta conducción de unión (19).

4. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la superficie de la segunda superficie libre del líquido (29a; 29b) está delimitada periféricamente, al menos durante el funcionamiento estacionario de la disposición, por el absorbedor (17a; 17b).

5. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 4, en la que el tramo de intercambio en contracorriente comprende un tubo (47a; 47b) que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal, y la superficie de la segunda superficie libre del líquido (29a; 29b) está delimitada periféricamente por el tubo del tramo de intercambio en contracorriente o una prolongación (55a) del mismo.

6. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 5, en la que la prolongación (55a) está unida formando una sola pieza con el tubo del tramo de intercambio en contracorriente (47).

7. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que, durante una fase de arranque del funcionamiento de la disposición, la segunda superficie libre del líquido (29b) está delimitada periféricamente por la tercera conducción de unión (16b).

8. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el tramo de intercambio en contracorriente comprende un tubo (47) que se extiende oblicuamente respecto a la horizontal, que a partir de un punto en el que la tercera conducción de unión (16) desemboca en el absorbedor (17), se extiende en dos direcciones opuestas.

9. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 8, en la que la quinta conducción de unión (19; 19b) desemboca directamente en el tubo (47b) del tramo de intercambio en contracorriente o en una prolongación (55) del mismo.

10. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que está prevista una sexta conducción de unión (45) que se extiende saliendo del absorbedor a un nivel de altura elevado para la transferencia de un gas auxiliar del absorbedor (17) al evaporador (13), enriqueciéndose el medio de trabajo en el gas auxiliar en el evaporador (13).

11. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la cuarta conducción de unión (21) y la quinta conducción de unión (19) se extienden yuxtapuestas por zonas, con contacto térmico, para formar un intercambiador de calor de líquido.

12. Disposición de refrigeración por absorción según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la superficie de absorción corresponde esencialmente a la superficie de absorción de una disposición con un depósito de almacenamiento, de modo que para una superficie de absorción total constante, la superficie de absorción se aumenta mediante aumento de la superficie de absorción del tramo de intercambio en contracorriente (47).

13. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 12, caracterizada porque la superficie de absorción se aumenta mediante prolongación del tramo de intercambio en contracorriente (47).

14. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 12, caracterizada porque la superficie de absorción se aumenta mediante un aumento de la sección transversal de la conducción tubular del tramo de intercambio en contracorriente (47).

15. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 12, caracterizada porque la superficie de absorción se aumenta mediante aumento de la superficie de la pared interior de la conducción tubular del tramo de intercambio en contracorriente (47) por medio de estrías dispuestas en la pared.

16. Disposición de refrigeración por absorción según la reivindicación 15, caracterizada porque las estrías se extienden en dos direcciones diferentes y se cruzan respectivamente.