CICLO DE REFRIGERACIN DOMESTICA

I. OBJETIVO:

1.1 OBJETIVOS GENERALES:Analizar el funcionamiento de un sistema de refrigeracin domestica por compresin de vapor.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Identificar el proceso de un ciclo termodinmico de refrigeracin domstica y sus componentes. Hallar el coeficiente de performance de un ciclo de refrigeracin domstica. Determinar el flujo msico y el trabajo mecnico del compresor. Determinar el efecto refrigerante y el calor de rechazo por efecto de condensacin. Indicar medidas de ahorro de energa en ciclo de refrigeracin domstica.

II. FUNDAMENTO TERICO

El mtodo convencional de refrigeracin y el ms utilizado, es por compresin de vapor; mediante energa mecnica se comprime un gas refrigerante. Al condensar, este gas emite el calor latente que antes, al evaporarse, haba absorbido por el mismo refrigerante. A un nivel de temperatura interior. Un ciclo simple frigorfico comprende cuatro procesos fundamentales: la regulacin la evaporacin, al compresin y la condensacin.

Proceso 1-2: Compresin isentrpica del refrigerante desde el estado 1 hasta la presin del condensador en el estado 2Proceso 2-3: Transferencia de calor desde el refrigerante que fluye a presin constante en el condensador. El refrigerante sale como lquido en el estado 3.Proceso 3-4: Estrangulacin desde el estado 3 hasta le mezcla lquido vapor en el punto 4.Proceso 1-4: Transferencia de calor hacia el refrigerante que fluye a presin constante a travs del evaporador hasta completar el ciclo.La regulacinEl ciclo de regulacin ocurre entre el condensador y el evaporador, en efecto, el refrigerante lquido entra en el condensador a alta presin y a alta temperatura, y se dirige al evaporador a travs del regulador.

La presin del lquido se reduce a la presin de evaporacin cuando el lquido cruza el regulador, entonces la temperatura de saturacin del refrigerante entra en el evaporador y ser en este lugar donde se enfra.Una parte del lquido se evapora cuando cruza el regulador con el objetivo de bajar la temperatura del refrigerante a la temperatura de evaporacin.

La evaporacinEn el evaporador, el lquido se vaporiza a presin y temperatura constantes gracias al calor latente suministrado por el refrigerante que cruza el espacio del evaporador. Todo el refrigerante se vaporizada completamente en el evaporador, y se recalienta al final del evaporador.Aunque la temperatura del vapor aumenta un poco al final del evaporador debido al sobrecalentamiento, la presin se mantiene constante. Aunque el vapor absorbe el calor del Aire alrededor de la lnea de aspiracin, aumentando su temperatura y disminuyendo ligeramente su presin debido a las prdidas de cargas a consecuencia de la friccin en la lnea de aspiracin, estos detalles no se tiene en cuenta cuando uno explica el funcionamiento de un ciclo de refrigeracin normal.

La compresinPor la accin del compresor, el vapor resultante de la evaporacin es aspirado por el evaporador por la lnea de aspiracin hasta la entrada del compresor. En el compresor, la presin y la temperatura del vapor aumenta considerablemente gracias a la compresin, entonces al vapor a alta temperatura y a alta presin es devuelto por la lnea de expulsin.

La condensacinEl vapor atraviesa la lnea de expulsin hacia el condensador donde libera el calor hacia el aire exterior. Una vez que el vapor ha prescindido de su calor adicional, su temperatura se reduce a su nueva temperatura de saturacin que corresponde a su nueva presin. En la liberacin de su calor, el vapor se condensa completamente y entonces es enfriado.El lquido enfriado llega al regulador y est listo para un nuevo ciclo.

III. EQUIPOS Y MATERIALES:

01 Refrigerador domestico LCCPE. 03 termistores para temperaturas en el evaporador. 01 motor compresor reciprocante. 02 manmetros para alta y baja presin. 01 panel de control, para medicin de tensin y corriente. 01 multmetro.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y DATOS POR CONSIGNAR.

1. Verificar que el equipo est operando en perfectas condiciones, encenderlo y dejarlo que ingrese a una etapa de rgimen normal de trabajo, 7 minutos.

2. Tomar lecturas de: Presiona alta. Presin baja. Temperatura en el evaporador, cmara interna. Tensin del motor. Corriente. Temperatura ambiental.

3. Realizar la misma toma de datos cada 7 minuto, ejecutando un total de 8 medidas, presentando el siguiente cuadro:

Cuadro de datos N 1.

12345678

Hora07142128354249

Presin de alta125125.3130130130130130130

Presin de baja-1-0.20.10.10.10.10.10.1

Temperatura12864100-2

Tensin (V) 259244243243244246245245

Corriente (A)0.740.720.710.710.70.70.710.7

4. Apagar el equipo y dejar la zona de trabajo correctamente limpia.

5. Se puede realizar las operaciones agregando carga a la cmara de congelamiento, tal como alimentos hidrobiolgicos.

V. CUESTIONARIO:

1. Construir el ciclo termodinmico de los ensayos realizados a travs de un diagrama P vs H, T vs S. (Tomar un valor caractersticos de los 8 ensayos realizados). Detallando los valores de entalpa, entropa y presin en los 4 puntos del proceso.

Tomando datos del ensayo 3:

Estado 1(Vapor Saturado):h1 = hg = 190.07 Kj/KgS1 = Sg = 0.69375 Kj/KgK

Estado 2(Compresin isoentrpico):S2 = S1 = 0.69375 Kj/KgKTsat = 26CPsat = 6.6954 barInterpolando, obtenemos:h2 = 200.26 Kj/Kg

Estado 3(liquido saturado):Tsat = 26Ch3 = hf = 60.68 Kj/KgPsat = 6.6954 barS3 = Sf = 0.2271 Kj/KgK

Estado 4(proceso isoentlpico)Tsat = 6Ch4 = h3 = 60.68 Kj/KgPsat = 3.74695 barS4 = 0.23 Kj/KgK

Valores en los 4 puntos

PuntoEntalpa (Kj/Kg)Entropa (Kj/KgK)Presin (bar)

1190.070.693753.74695

2200.260.693756.6954

360.680.22716.6954

460.680.233.74695

2. Hallar los valores de:

E.R = efecto refrigeranteE.R. = h1 h4 = 190.07 60.68 = 129.39 Kj/KgE.R. = 55.63 btu / lb

W = Trabajo del compresorW = h2 h1 = 200.26 190.07 = 10.19 Kj/KgW = 4.38 btu / lb

M = Masa del refrigeranteM = 200 / E.R = 200 / 55.63M = 3.6 btu / min

C.R = calor de rechazoC.R. = h2 h3 = 200.26 60.68 = 139.58 Kj/KgC.R. = 60 btu / lb

P = Potencia terica del compresorP = W * M = 4.38 * 3.6P = 15.768 btu / min

CDR = Coeficiente de operacinC.D.R. = E.R. / W = 55.63 / 4.38C.D.R. = 12.7

Realizando todos los pasos anteriores para todas las lecturas, obtenemos lo siguiente:

TABLA DE RESULTADOS

12345678

E.R (btu/lb)56.755.9855.6355.2754.7254.5454.5454.16

W (btu/lb)2.983.844.384.855.585.835.836.35

M (lb/min)3.533.573.63.623.653.673.673.69

C.R (btu/lb)59.6859.836060.1260.360.3760.3760.51

P (btu/min)10.5213.7115.76817.5620.3721.421.423.43

CDR19.0314.5812.711.49.89.369.368.53

3. Graficar: CDR vs W

CDR vs ER

W vs ER

ER vs CR

4. Compara la potencia terica del compresor P, con la potencia en funcin a los parmetros elctricos V (tensin) y A (corriente). Comentar Se podra determinar la eficiencia del compresor?V = 246.13 VI = 0.711 APrimero calculamos la potencia real con los parmetros elctricos promedio.PREAL = I * V = 246.13 * 0.711 = 175 WPTEORICA = 18 btu / min = 316.5 W = PREAL / PTEORICA = 175 / 316.5 = 55.29 %

5. Investigar acerca de las caractersticas en el evaporador de los refrigeradores con el sistema NO FROST en la cmara de congelamiento.

'Sper' refrigeracin y 'sper' congelacinCuando se produce un descenso brusco de la temperatura o es necesario enfriar o congelar un alimento de forma rpida, las funciones sper refrigeracin y sper congelacin permiten un incremento extra de aire fro en ambos compartimentos.Transcurrido un tiempo la desconexin automtica de esta funcin hace que el sistema vuelva a la temperatura seleccionada anteriormente.

Alarma de temperatura y de averaEn el caso de un aumento excesivo de la temperatura o un fallo del suministro elctrico, el panel de control le informar mediante una alarma visual y sonora.Alarma ptica y acstica de puerta abiertaUna alarma sonora y visual avisa en el caso de que la puerta haya quedado mal cerrada. Esta alarma no slo evita que los alimentos se estropeen, sino tambin realizar consumos energticos innecesarios.

Conservacin de los alimentosLa nueva gama de frigorficos ptima No-Frost Balay dispone de compartimentos especficos para determinados alimentos, como carne y pescado, en los que se regulan unas condiciones especficas de temperatura y humedad, asegurando las condiciones ptimas de conservacin. Adems incorporan:Tratamiento Antibacterias, un recubrimiento especial de iones de plata en las paredes interiores del frigorfico, que acta de forma constante y efectiva impidiendo el crecimiento y la propagacin de bacterias, hongos y otros microorganismos en el interior del frigorfico. Filtro antiolor de carbn activo que absorbe y neutraliza los olores que puedan generarse, evitando adems la transmisin de sabores entre los alimentos.

Nueva electrnicaLa nueva gama de frigorficos combinados ptima No-Frost Balay incorpora una nueva electrnica que permite al usuario controlar y regular la temperatura y otras funciones.Elegante en diseo y sencillo en uso, la nueva electrnica elevar el atractivo de unos aparatos de por s adaptados a las necesidades del usuario, tanto a nivel tecnolgico como de diseo.

Control de temperaturaBalay presenta sus nuevos frigorficos ptima No-Frost que incorporan cuatro sensores cuya funcin principal es detectar la ms mnima variacin en la temperatura, de modo que la electrnica del frigorfico pueda actuar para estabilizarla.El sensor de temperatura del ambiente detecta la temperatura ambiente de la habitacin, para ajustar los parmetros de funcionamiento del frigorfico, garantizando la perfecta conservacin de los alimentos en su interior. De este modo, se optimiza la energa empleada para enfriar.Tanto el sensor de temperatura del refrigerador como del congelador, en funcin de la temperatura que detecta en el interior del compartimento y la deseada por el usuario, regula el funcionamiento del aparato, de forma que se garantice la estabilidad de la temperatura interior.Y, por ltimo, el sensor del evaporador controla y evita la aparicin de escarcha durante todo el ciclo de fro, programando los ciclos automticos de descongelacin del aparato.

AcabadosAcero: puertas y tiradores de acero inoxidable.Acero antihuellas: puertas de acero inoxidable con tratamiento antihuellas que mantiene intacta la esttica del frigorfico. Tiradores de acero inoxidable.Titanio antihuellas: material antihuellas de ltima generacin de altas prestaciones. Tiradores de acero inoxidable. El tratamiento antihuellas Balay, a diferencia de otros, no amarillea con el tiempo y conserva la prestancia esttica del material original.Puertas reversibles y juntas desmontablesPuertas con posibilidad de apertura a derecha e izquierda y con juntas desmontables para facilitar la limpieza. Disponible en todos los modelos.

Nuevo diseoLa nueva gama de frigorficos ptima No-Frost estrena imagen.Toda una completa renovacin de lneas y colores interiores en toda la gama de frigorficos combinados ptima No-Frost.Un espectacular diseo de puerta alta con una gran ventana que permite ver la electrnica, nuevos tiradores ms grandes y ms robustos que facilitan la apertura de la puerta proporcionando mayor ergonoma al usuario.Un nuevo diseo de la marca Balay que sigue las tendencias actuales ms innovadoras de diseo para encajar en cualquier ambiente de cocina.

6. Investigar acerca de las propiedades fisicoqumicas del refrigerante ecolgico.

El refrigerante R134a Frmula Qumica CF3CFH2 (tetrafluoretano).La molcula de R134a tiene ms pequeo tamao que el R12 lo cual lo hace ms peligroso al escape. El potencial de degradacin del ozono es = 0, y el potencial de calentamiento global es GWP = 1300. El refrigerante R134a es no-toxico y no se enciende dentro del intervalo completo de las temperaturas operacionales. Sin embargo en el caso de ingreso de aire al sistema y haya compresin pueden formarse mezclas combustibles. No deben mezclarse el R134a con el R12 porque se forma un azetropo de alta presin con proporciones en masa 50 - 50%. La presin de vapor saturada de este refrigerante es un poco mayor que la del R12 (respectivamente 1,16 y 1,08 P a 45 o). El vapor R134a se descompone bajo la influencia de la llama con formacin de productos venenosos e irritantes tales como el fluoruro de hidrgeno. El anlisis de las publicaciones extranjeras y los resultados de la investigacin en Rusia indican que la sustitucin de R12 por R134a, que tiene alto potencial de calentamiento, en compresores de refrigeracin est relacionada con la solucin un grupo de tareas tcnicas bsicas entre las cuales se encuentran: El perfeccionamiento del desempeo de energa y el volumen de los compresores hermticos. El incremento de la inercia qumica del esmalte de los alambres del motor elctrico del compresor hermtico. El incremento de la capacidad dehumidificante del filtro deshidratante debido a la elevada propiedad higroscpica del sistema aceite sinttico - R134.