Tuesday, November 10, 2009

El Chiller Geotérmico de Absorción

Trabaja como un sistema de aire acondicionado convencional. En vez de usar electricidad para comprimir el refrigerante, el Chiller Geotérmico de Absorción", es el primer chiller de 3 presiones en el mundo que usa energia geotérmica, aprovechando el efecto enfriador de evaporación del "fluído de trabajo".
Una solución de amonia y agua es calentada por manantiales subterráneos de agua caliente. El amoniaco que hierve a solo 4 grados centígrados, al pasar a ser un vapor presurizado, se separa del agua y entra a un condensador, donde agua fría de algún riachuelo, lo convierte denuevo en líquido todavía presurizado por la energía que capturó de la tierra. Es cuando el líquido a alta presión pasa por un evaporador y se expande que absorve calor, en este caso se trata de una solución de agua salada que enfría el aire circulando entre las paredes interiores y exteriores. La amonia, a su vez, es reabsorvida por el agua y el ciclo empieza nuevamente.
Aunque solo es del tamaño de un sistema de calefacción y aire acondicionado para una casa grande, el chiller produce suficiente frío como el equivalente de 15 Toneladas de refrigeración por día (una tonelada de refrigeración puede congelar dos mil libras de agua a 0 grados celsius en 24 horas).
Contra todos los pronósticos, el chiller de absorción utilizado en el Museo o Palacio de Hielo en Chena, Alaska, funciona a una diferencia de temperaturas de 70 grados centígrados, mientras que desde los 1800, la física convencional había establecido una diferencia mínima de temperatura (o delta T) requerida para hacerlos trabajar, a 71 grados centígrados. Con un manantial subterráneo de 74 grados centígrados y un riachuelo vecino a 4 grados centígrados, fue suficiente.

El Ciclo Rankine Orgánico

El agua caliente de los manantiales subterráneos de entre 260 y 540 grados centígrados para produir electricidad a base de energía geotérmica, es bombeada a través de un intercambiador de calor, vaporizando un "fluido de trabajo" - que puede consistir de una solución de agua y amoniaco, con un muy bajo punto de ebullición - se expande a través de una válvula a 220 libras por pulgada cuadrada (psi) y a dos veces la velocidad del sonido. dando vueltas a una turbina a 15,000 revoluciones por minuto (rpm). La turbina a su vez gira un generador. El fluído luego va a un condensador donde es enfriado por otro manantial de aguas superficiales frias.
En Alaska, la planta de Chena bombea agua de un pozo a 10 metros cuesta arriba. El par de plantas ORC (Organic Rankine Cycle por sus siglas en inglés) de 225 kilowatts cada una, han trabajadp a toda su capacidad, produciendo 3 millones de kilowatt-hora de electricidad en el 2007, desplazando 224,000 galones de diesel y ahorrando al dueño del Palacio de Hielo, Bernie, 365 mil dólares ese año.
UTC (United Technologies Corporation) de Connecticut, cuyas marcas incluyen los elevadores Otis, aviones Sikorsky, motores jet Pratt & Whitney y refrigeración Carrier, corrriendo una de sus unidades de aire acondicionado en reversa, es decir, el compresor centrífugo se convirete en turbina: en vez de usar electricidad para mover el compresor, este usa la energía geotérmica para mover la turbina y generar electricidad. Los ingenieros de UTC encontraron un motor jet viejo, lo acoplaron a una unidad Carrier, le bombearon algo de vapor, y en la primera prueba produjo 60 kilowatts. Un poco más de investigación y desarrollo, y estaban probándolo en llamas de gas metano producido en rellenos sanitarios. Pero ellos necesitaban una fuente de calor más consistente, lo cual los condujo a fuentes de energía geotérmica - una de las raras fuentes renovables que está disponible virtualmente el 100% del tiempo.