Refrigeracin y Aire AcondicionadoINFORMELAB. N1: CICLO BSICO DE REFRIGERACIN(SESIN 1)INTEGRANTES:CARHUANCHO FERNANDEZ, Ivn FrancisHUANCA BECERRA, KenedySARMIENTO SALDAA, Jos CarlosCHUCHON GARAMENDI, Luis

SECCIN: C13 - 6 - APROFESOR: Hctor Zevallos ChvezFecha de realizada: 16 de agosto Fecha de presentacin: 14 de setiembre 2013-II

CICLO BSICO DE REFRIGERACIN

I. OBJETIVOS

Identificar los componentes principales y secundarios del sistema bsico de refrigeracin. Determinar el coeficiente de perfomance del sistema. Comparar el coeficiente de perfomance entre vlvula de expansin termosttica y capilar. II. FUNDAMENTO TERICO

CICLO BSICO DE REFRIGERACIN

La refrigeracin en los trminos ms sencillos, es la refrigeracin mediante la eliminacin de calor. Tambin podra decirse que la refrigeracin es la transferencia de calor de un lugar donde no es querido (dentro del refrigerador), a otro lugar menos objetable (al aire libre).La estrategia habitual en refrigeracin es saturar de calor el refrigerante. A continuacin, transferir el refrigerante a un lugar donde el calor puede ser eliminado de l. Presentado de otro modo, el refrigerante es un lquido que recoge el calor por evaporacin a baja presin y temperatura (dentro del refrigerador -en el evaporador-) y luego renunciar a este calor por condensacin a una mayor presin y temperatura (en el exterior condensador refrigerado por aire).La mayor parte de la transferencia de calor se produce porque el refrigerante cambia de estado. El lquido refrigerante en el evaporador absorbe su calor latente por vaporizacin, y en el proceso de cambio de lquido a vapor (cambio de estado). El gas refrigerante en el condensador elimina su calor latente, por lo tanto, pasando de un gas en un lquido. Es este el ciclo de cambio que mueve el calor eliminado de un lugar a otro.

Consta de 4 puntos que son:

1) EVAPORACION

En la etapa de evaporacin el refrigerante absorbe el calor del especio que lo rodea y por consiguiente lo enfra. Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado as debido de que en el refrigerante se evapora cambia de lquido a vapor.

2) COMPRESION

Despus de evaporarse el refrigerante sale del evaporador en forma de vapor a baja presin, pasa al compresor en donde se comprime incrementando su presin (este aumento de presin es necesario para que el gas refrigerante cambie fcilmente a lquido y lo bombea asa la etapa de condensacin).

3) CONDENSACION

La etapa de condensacin del ciclo se efecta en una unidad llamada condensador que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado.

Aqu el gas refrigerante a alta presin y alta temperatura, rechaza calor asa el medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o de aire), cambiando de gas a liquido fro y a una alta presin.

4) CONTROL Y EXPANSIN

Esta etapa es desarrollada por un mecanismo de control de flujo, este dispositivo retiene el flujo y expansiona al refrigerante para facilitar su evaporacin posterior.

Despus de que el refrigerante deja el control del flujo se dirige al evaporador para absorber calor y comenzar un nuevo flujo.En resumen: En el evaporador, el refrigerante se evapora y absorbe calor del espacio que est enfriando y de su contenido.A continuacin, el vapor pasa a un compresor movido por un motor que incrementa su presin, lo que aumenta su temperatura (entrega trabajo al sistema).El gas sobrecalentado a alta presin se transforma posteriormente en lquido en un condensador refrigerado por aire o agua.Despus del condensador, el lquido pasa por una vlvula de expansin, donde su presin y temperatura se reducen hasta alcanzar las condiciones que existen en el evaporador.

DISPOSITIVOS SECUNDARIOS

a) EL TANQUE RECIBIDOR.

Este componente secundario de un ciclo de refrigeracin tiene la ubicacin luego del condensador, y su funcin es asegurar que pase completamente lquido. Ya que si del condensador no llega a salir liquido en su totalidad, el tanque recibidor almacena el lquido y poco de gas que sale, dejando pasar solo el lquido por la diferencia de densidades.

b) EL VISOR.

Este componente secundario, se utiliza para observar si el refrigerante este pasando lquido, y principalmente para observar el estado del refrigerante, como por ejemplo: la impureza y otros factores.

c) FILTRO SECADOR

Este componente tiene la funcin principal de quitar la humedad del sistema.

d) TERMOSTATO.

Un termostato es el componente de un sistema de control simple que abre o cierra un circuito elctrico en funcin de la temperatura. Su versin ms simple consiste en una lmina bimetlica como la que utilizan los equipos de aire acondicionado para apagar o encender el compresor.

Figura 1. Mdulo 3-R134. Ciclo Bsico de Refrigeracin

Figura 2. Componentes Principales de Refrigeracin

III. PLAN DE TRABAJO

Pasos a seguir para realizar las operaciones

1. Identificamos los componentes principales y secundarios del sistema de refrigeracin y anotamos en la hoja de resultados los datos de placa o especificaciones de cada uno.

2. Verificamos que la vlvula de acceso al dispositivo de expansin este abierta y la del tubo capilar cerrada.

3. Ponemos en funcionamiento el sistema (modulo) siguiendo la siguiente secuencia:a) Poner en on el interruptor del condensadorb) Prender el ventilador del condensador.c) Prender el ventilador del evaporador.d) Prender los compresos del sistema.

4. Esperamos aproximadamente 5 minutos y observar los manmetros de alta y baja. Anotar los datos cuando estas presiones se estabilicen.

5. Medimos las siguientes temperaturas:a) Del condensador.b) Del medio ambiente.c) De la salida del compresor.d) Del evaporador.

6. Apagamos el sistema siguiendo la secuencia inversa al paso 3.

7. Cerramos la vlvula de acceso a la vlvula de expansin y abrir la vlvula de acceso al tubo capilar.

8. Repetimos los pasos 3 al 6.

9. Dibujamos el ciclo bsico de refrigeracin con los datos obtenidos para cada dispositivo de expansin (vlvula de expansin y tubo capilar).

10. Comprobamos los valores con aquellos obtenido del diagrama de Moliere.

IV. RESULTADOS DEL LABORATORIO

EVAP. ONEVAP. ONEVAP. OFF

COND. ONCOND. OFFCOND. ON

P alta72 PSI86 PSI86 PSI

P baja8 PSI12 PSI8 PSI

T Entrada Comp. 118 C20 C20 C

T Salida. Comp. 252 C67 C62 C

T Entrada Cond.50 C65 C58 C

T medio Cond.19 C22 C20 C

T Salida Cond.21 C29 C19 C

T Entrada Evap. 4-5 C0 C4 C

T medio Evap.15 C16 C15 C

T Salida Evap.18 C18 C17 C

ERU (KJ/Kg)182.82181.09181.09

COP11.469.299.93

Vlvula de expansin abierta:

EVAP. ONEVAP. ONEVAP. OFF

COND. ONCOND. OFFCOND. ON

P alta90 PSI170 PSI110 PSI

P baja21 PSI35 PSI18 PSI

T Entrada Comp.20 C20 C16 C

T Salida. Comp.65 C77 C68 C

T Entrada Cond.64 C75 C66 C

T medio Cond.28 C56 C27 C

T Salida Cond.26 C52 C25 C

T Entrada Evap.0 C9 C1C

T medio Evap.15 C16 C-5 C

T Salida Evap.19 C19 C7 C

ERU (KJ/Kg)181.09181.09184.51

COP9.528.708.45

Tubo capilar abierto:

V. GRFICO DEL CICLO BSICO EN EL DIAGRAMA DE MOLIERE

Figura 3. Ciclo bsico del refrigerante R134a

VI. TEST DE COMPROBACIN

1. Identifique cada uno de los siguientes componentes en identifique su funcin en el sistema:

ATANQUE RECIBIDOR

El recibidor de lquido sirve para almacenar el fluido refrigerante de una instalacin frigorfica.Adems, en una planta de refrigeracin con varios evaporadores el recibidor de lquido tambin acta como tanque de transitorios.

Los tanques son dimensionados bajo cdigo ASME para recipientes sometidos a presin y probados a 25 Kg/cm2.

BVISOR

Permite verificar el estado y fase en la que se encuentra el refrigerante.

CFILTRO SECADOR

Tiene la funcin de secar y filtrar. La funcin de secado constituye la proteccin qumica e incluye la absorcin de agua y de cidos. Tiene como finalidad impedir la corrosin de la superficie de metal y la descomposicin del aceite y el refrigerante, y evitar que se queme el motor. La funcin de filtro constituye la retencin de partculas e impurezas de todo tipo. Esto minimiza el deterioro por uso del compresor, lo protege y prolonga su vida.

2. Por qu el tanque recibidor tiene la ubicacin del mdulo, es decir, luego del condensador?

Para poder almacenar el refrigerante en su fase Lquido-Vapor.

3. Por qu a cada temperatura le corresponde una presin dentro de la campana del diagrama de Moliere?

Porque dentro de la campana de Moliere se considera que el refrigerante cambia de fase a presin y temperatura constante. Es decir, la absorcin de calor se da bajo la forma Latente y su temperatura no vara.

4. Cul es la finalidad de los Ventiladores tanto en el evaporador como en el condensador?

Mejorar la transferencia de calor, tanto en el condensador como en el evaporador, es decir, tanto para absorber el calor del producto ms rpidamente y tambin para expulsarlo hacia el medio ambiente.

5. En qu caso la presin de alta es mxima? Explique por qu.

La presin de alta es mxima cuando nuestro sistema de refrigeracin funciona con el condensador apagado.Esto se da porque el evaporador sigue absorbiendo la misma cantidad de calor por parte de los productos pero el condensador expulsa menor cantidad de calor al medio ambiente y por eso tanto la presin como la temperatura del condensador empiezan a subir indefinidamente.

6. En qu caso la presin de baja es mnima? Explique por qu.

La presin de baja es mnima cuando nuestro sistema de refrigeracin funciona con el evaporador apagado.Al contrario del caso anterior, esto se da porque el evaporador deja de absorber la misma cantidad de calor, ahora extrae menos calor de los productos y por lo tanto el refrigerante circula ms fro por el evaporador y a menor temperatura menor presin.

7. En qu caso el ERU (Efecto Refrigerante til) es mximo y mnimo? Fundamente.

El Efecto Refrigerante til es mximo cuando utilizamos la Vlvula de Expansin Abierta y tanto el Condensador como el Evaporador se encuentran encendidos.

En las tablas podemos apreciar que el ERU mximo es 182.8 KJ/Kg y es mnimo cuando el Evaporador o el Condensador no funcionan, ERU min = 181.1 KJ/Kg.

8. En qu caso el Coeficiente de Performance es mximo y mnimo? Fundamente.

El Coeficiente de Performance es mximo cuando utilizamos la Vlvula de Expansin Abierta y tanto el Condensador como el Evaporador se encuentran encendidos.En las tablas podemos apreciar que el COP mximo es 11.46 y es mnimo cuando el Evaporador o el Condensador no funcionan y nos encontramos utilizando el Tubo Capilar, COP min = 8.45.

VII. CICLO BASICO DE REFRIGERACIN

Listar los elementos mostrados en la figura anterior.

1Vlvula Solenoide

2Evaporador

3Termostato

4Tanque Acumulador

5Presostato

6Condensador

7Compresor

8Tanque Recibidor

9Intercambiador de Calor

10Vlvula de Cierre

11Filtro Secador

12Visor

VIII. OBSERVACIONES

Verificar que los componentes principales se encuentren en buen estado. Tomar datos de las temperaturas con la punta plana del sensor, y no con el contorno. Con el ciclo funcionando y el condensador apagado, la presin de alta sube exponencialmente.

IX. CONCLUSIONES

Se logr reconocer los componentes de un ciclo bsico de refrigeracin, as como la funcin e importancia de cada uno de estos componentes.

El ndice de coeficiente de performance COP determina la capacidad y desempeo del sistema de refrigeracin, mientras mayor es este ndice, mayor ser la capacidad y eficiencia del sistema, teniendo en cuenta el uso que para el cual este diseado el ciclo (A/C, conservacin o congelacin).

Se concluy que el ERU (Efecto de Refrigerante til) es mnimo cuando el condensador no est funcionando, y mximo cuando el evaporador no est funcionando.

X. BIBLIOGRAFA

www.danfoss.com/spain www.emersonclimate.com/.../news/sp/news031.htm Principios de refrigeracin.AutorDossat Roy