UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TERMODINÁMICA II

REFRIGERADORESBOMBAS DE CALOR

REFRIGERADORES

Corresponden a arreglos mecánicos que utilizan

propiedades termodinámicas de la materia para trasladar

energía térmica en forma de calor entre dos o más focos,

conforme se requiera.

Están diseñados para disminuir la temperatura del

producto almacenado en cámaras frigoríficas o de refrigeración, que pueden

contener alimentos o compuestos químicos,

conforme especificaciones.

Se encargan en la extracción de calor, provocando que en la

ausencia de calor se produzca frío. El Refrigerador logra trasladar el calor de un lugar a otro, de esta

manera, el lugar que tenía calor, al sustraerle el clima se enfría.

Tienen muchas aplicaciones en los hogares como en las industrias y

empresas buscando esencialmente la climatización, para alcanzar

alguna cierta temperatura que no se lograría sin estos sistemas.

Los Refrigeradores se diferencian entre sí conforme su método de inyección de refrigerante y configuración

constructiva, ambos condicionados por sus parámetros de diseño. De esta manera, y haciendo un adecuado balance de masas y energías, es posible encontrar la solución adecuada a cualquier solicitación frigorífica.

TIPOS DE REFRIGERADORES

Refrigeración por

compresión

•Desplaza la energía térmica entre dos focos; creando zonas de alta y baja presión confinadas en intercambiadores de calor, mientras estos procesos de intercambio de energía se suceden cuando el fluido refrigerante se encuentra en procesos de cambio de estado; de líquido a vapor, y viceversa.

Refrigeración por absorción

• Es un medio de producir frío que aprovecha las propiedades de ciertas sustancias que absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso. El ciclo se basa en la capacidad que tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de absorber otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor. Otra posibilidad es emplear el agua como sustancia absorbente (disolvente) y como absorbida (soluto) amoníaco.

Las aplicaciones de los refrigeradores se pueden agrupar en cinco modalidades:

* Refrigeración doméstica* Refrigeración comercial* Refrigeración industrial

* Aire acondicionado para producir confort* Acondicionamiento de aire Industrial para

procesos.

BOMBAS DE CALOR

* Es una máquina térmica que permite transferirenergía mediante calor de un ambiente a otro, segúnse requiera.* Para lograr esta acción es necesario un aporte detrabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica,según la cual el calor se dirige de manera espontáneade un foco caliente a otro frío, y no al revés, hastaque sus temperaturas se igualen.* Este fenómeno de transferencia de energíacalorífica se realiza principalmente por medio de unsistema de refrigeración por compresión de gasesrefrigerantes, cuya particularidad radica en unaválvula inversora de ciclo que forma parte delsistema, la cual puede invertir el sentido del flujo derefrigeración, transformando el condensador enevaporador y viceversa.

USOS

Se utiliza en sistemas de climatización o HVAC, asícomo en sistemas domésticos de aire acondicionado,dado que el ciclo reversible que tiene este sistemaotorga la posibilidad tanto de extraer como deingresar energía al medio -"enfriar" o "calentar"- conun mismo equipo, controlando arranques, paradas yel ciclo reversible en forma automática. Gracias a suversatilidad, es posible encontrar bombas de calortanto para calentar una piscina como para controlar elambiente de un invernadero.

FUNCIONAMIENTO

Una bomba de calor de refrigeración por compresión empleaun fluido refrigerante con un bajo punto de ebullición. Ésterequiere energía (denominada calor latente) paraevaporarse, y extrae esa energía de su alrededor en formade calor.

El fluido refrigerante a baja temperatura y en estadogaseoso pasa por un compresor, que eleva su presión yaumenta con ello su entalpía. Una vez comprimido el fluidorefrigerante, pasa por un intercambiador de calor llamado'condensador', y ahí cede calor al foco caliente.

La válvula inversora de ciclo o válvula inversora de cuatrovías se encuentra a la salida (descarga) del compresor y,según la temperatura del medio a climatizar (sensada en lapresión de refrigerante antes de ingresar al compresor),invierte el flujo del refrigerante.

RENDIMIENTO

La cantidad de calor que se puede bombear depende de ladiferencia de temperatura entre los focos frío y caliente. Cuantomayor sea esta diferencia, menor será el rendimiento de lamáquina.

El rendimiento, es denominado COP (coefficient of performance).Se está moviendo calor usando energía, en lugar de producircalor como en el caso de las resistencias eléctricas. Una partemuy importante de este calor se toma de la entalpía del aireatmosférico. En toda bomba de calor se verifica que el calortransmitido al foco caliente es la suma del calor extraído del focofrío más la potencia consumida por el compresor, que setransmite al fluido.

El efecto útil de una bomba de calor depende de suuso, hay dos expresiones distintas del COP. Si lamáquina se está usando para refrigerar un ambiente,el efecto útil es el calor extraído del foco frío:

Una bomba de calor típica tiene un COP de entre dosy seis, dependiendo de la diferencia entre lastemperaturas de ambos focos.