Evaluación del Potencial de Enfriamiento de un Sistema de Refrigeración por Absorción Solar para Acondicionamiento de Aire en un Edificio Universitario

Abstract

El presente proyecto de grado evalúa el potencial de enfriamiento de un sistema de refrigeración por absorción solar con solución de bromuro de litio-agua (LiBr/H₂O), aplicado al acondicionamiento de aire en un edificio universitario, como alternativa a los sistemas convencionales de compresión mecánica, los cuales presentan altos consumos energéticos y utilizan refrigerantes con impacto ambiental. La propuesta considera el uso de energía solar térmica para accionar un sistema de absorción LiBr/H₂O, donde el agua actúa como refrigerante y el bromuro de litio como absorbente. La metodología incluye la caracterización del sistema existente, el desarrollo de un modelo termodinámico, el análisis del área disponible para la instalación de colectores solares y la comparación de su desempeño con el sistema de compresión mecánica actualmente instalado en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander. Los resultados mostraron que los modelos desarrollados reprodujeron adecuadamente el comportamiento de los sistemas analizados, con errores inferiores al 5 %. El análisis de los colectores solares identificó a los colectores de tubos al vacío como la alternativa más eficiente, alcanzando eficiencias superiores al 50 % y permitiendo aprovechar un área disponible de 1.217,9 m² para alimentar dos chillers de absorción de 175,84 kW cada uno. Asimismo, el sistema de absorción solar logró una reducción aproximada del 66,3 % en el consumo de energía eléctrica respecto al sistema de compresión mecánica, cuyo consumo anual fue de 301.310,72 kWh. Sin embargo, debido al requerimiento de gas natural como fuente térmica auxiliar, el costo energético total del sistema de absorción resultó aproximadamente un 34,9 % superior al del sistema convencional.