Il Ciclo Frigorifero ad Assorbimento (LiBr–H2O) – Parte 1: Bromato di Litio (LiBr) e Acqua (H2O)

Il ciclo di assorbimento semplificato di bromato di litio (LiBr) e acqua (H2O) è composto da un condensatore, un evaporatore, un assorbitore, una pompa e un generatore di vapore.

In questi cicli può esistere anche uno scambiatore di calore, chiamato molte volte economizzatore, che trasferisce il calore tra i flussi di soluzione assorbente caldo e freddo, riciclando così l’energia.

L’obiettivo di questo sistema è l’assorbimento di calore dall’evaporatore, quindi di fatto si sta sottraendo calore dall’esterno raffreddando l’ambiente. In questo tipo di ciclo l’assorbitore e il generatore di vapore insieme sostituiscono il compressore nei cicli di compressione a vapore.

La caratteristica particolare di questo ciclo è che richiede un consumo molto basso di lavoro perché il processo di pompaggio è realizzato con un liquido. (Per un processo reversibile e in regime stazionario e con le variazioni di energia cinetica e potenziale, il lavoro è uguale a −∫ e il volume specifico del liquido è molto più piccolo di quello del vapore).

L’acqua in questo caso funziona come refrigerante, e invece il bromato di litio è l’assorbitore, per il fatto di essere una sostanza igroscopica, cioè una sostanza capace di assorbire prontamente le molecole d’acqua presenti nell’ambiente circostante.

Alcuni dei vantaggi di questo ciclo sono:

• il costo di installazione del sistema e il costo di esercizio,
• il fatto che l’elevato calore di vaporizzazione dell’acqua permetta di ottenere elevate potenze frigorifere con portate di fluido relativamente piccole: il risparmio più importante deriva dallo scambiatore rigenerativo tra la miscela ricca e quella povera.

Come svantaggi, vi sono:

• il basso coefficiente di prestazione (COP) rispetto ai cicli di refrigerazione a compressione di vapore, che ne scoraggia l’uso in casi di combustione diretta;
• la necessità di torri di raffreddamento più grandi;
• il potenziale corrosivo del bromuro di litio, motivo per cui vengono utilizzati additivi inibitori di corrosione;
• l’utilizzo dell’acqua come fluido refrigerante limita la temperatura nell’evaporatore a valori superiori a 5°C.

Milena Vilar França
DSc degree in Mechanical Engineering
Engineering Dept., Unilab Srl

Riferimenti Bibliografici

ASHRAE, ASHRAE Handbook – Fundamentals, American Soceity of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Atlanta, 2017.
ASHRAE, ASHRAE Handbook – Refrigeration, American Soceity of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Atlanta, 2018.
E. Fornasieri, September 1982, Air conditioning, heating, refrigeration: Lithium bromide absorption refrigeration machines.
Stoecker, Wilbert F. and Jones, Jerold W. 1985. Refrigeração e Ar Condicionado. s.l.: McGraw-Hill do Brasil, 1985.
National Institute of Standards and Technology website https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7550358&Mask=2 (lithium bromide).