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SISTEMAS DE REFRIGERACIN Y BOMBA DE CALOR POR COMPRESIN DE VAPOROBJETIVO:

Describir y hacer un esquema del sistema de refrigeracin por compresin de vapor.

Seleccionar equipo de refrigeracin.

Describir y hacer un esquema del sistema de bomba de calor.1REFRIGERADORAS Y BOMBAS DE CALOR

En un refrigerador o bomba de calor, la maquina absorbe energa Qc desde un depsito fro y expulsar energa Qh a un depsito caliente. Esto puede ser cumplido solo si trabajo es realizado sobre la maquina.

CICLO TERMODINAMICO ESTANDAR DE CARNOT INVERTIDOEl ciclo de Carnot en una mquina trmica que ya nos es familiar desde los estudios de termodinmica.

CICLO ESTANDAR DE CARNOT INVERTIDOSTBalance de energa

Balance de entropa

Definicin de COPQCQF

1234CICLO TERMODINAMICO ESTANDAR

Coeficiente de funcionamientoPara poder evaluar el grado de bondad del funcionamiento de un sistema de refrigeracin, debe definirse un trmino que exprese su efectividad. La idea del ndice de funcionamiento del ciclo de refrigeracin es la misma que la idea que se tiene prcticamente del rendimiento, es as que el ndice de funcionamiento en el ciclo de refrigeracin se llama coeficiente de funcionamiento, est definido por:

CICLO ESTANDAR DE COMPRESIN DE VAPOREl ciclo estndar de compresin de vapor comprende el ciclo estndar de compresin son:

Diagrama de Mollier

Anlisis de los procesosProceso de compresin (1-2)

Donde Q=0 por ser la compresin adiabtica

El signo (-)sig. Trabajo entregado al sistema

Proceso de condensacin (2-3)Calor rechazado

Donde W = 0

El calor H3- H2 es negativo, lo que expresa que el calor es cedido por el refrigerante. El valor del calor cedido se necesita para el clculo de las dimensiones del condensador y del caudal necesario del lquido refrigerante en el condensador.

Proceso de expansin (3-4)Donde: Q = 0 y W = 0

Proceso a entalpa constante.Este proceso se realiza en la vlvula de expansin termosttica en un sistema comercial e industrial.

Proceso de evaporacin (4-1)Donde W=0

Efecto refrigerante.- El efecto refrigerante es el calor puesto en juego en el proceso 4-1.ER = H1 -H4

Coeficiente de funcionamientoEl coeficiente de funcionamiento o de operacin es:

Caudal en masa.- el caudal del refrigerante puede calcularse dividiendo la capacidad de refrigeracin del sistema en Tn de refrigeracin entre el efecto refrigerante.

Potencia mecnica del compresorEs el trabajo de compresin por el caudal de refrigerante.

Donde: N= Potencia requerida por el compresor HPW = trabajo de compresin kJ/kgm = caudal en masa kg/minfe = factor de conversin

Intercambiador de calorEn la prctica, los sistemas de refrigeracin utilizan un intercambiador de calor, este intercambiador de calor subenfra al lquido que sale del condensador utilizando vapor procedente del evaporador.

Zona de subenfriamientoCorresponde a la zona entre la salida del condensador y la entrada a la vlvula de expansin. En el diagrama P-H esta es:H=H3-H4Zona de sobrecalentamientoCorresponde a la zona entre la salida del evaporador y la entrada al compresor. En el diagrama P-H esta es H=H1-H6.Refrigeracin DomsticaSon equipos frigrificos o congeladores donde el punto final del almacenamiento de la mayora de los alimentos es de conservar.Refrigeracin ComercialCorresponde a aplicaciones mas grandes, es decir manejar productos en cantidad, para comercializar.

Sistemas de presiones mltiplesEl sistema de presiones mltiples se distingue de la presin nica en que el sistema de refrigeracin trabaja con dos o mas bajas presiones

Por ejemplo, en una lechera donde el evaporador funciona a - 35 C para endurecer el helado, mientras que otro evaporador trabaja a 1 C para enfriar la leche, este sistema de refrigeracin es de presiones mltiples.Separacin de vapor saturadoCon esta tcnica se obtiene un ahorro de la potencia necesaria en la refrigeracin si el vapor saturado que se produce al expandir el lquido refrigerante se separa y se comprime antes de la expansin completa.

Enfriamiento intermedio con refrigerante lquidoEn este sistema de dos etapas de compresin se efecta el economizado en trabajo por que reduce el trabajo de compresin.

La presin intermedia esLa potencia total de compresin es:

Dos evaporadores y un compresorEjemplo una empresa necesita refrigerar a baja temperatura en un proceso industrial, y que debe tambin proporcionar aire acondicionado a sus oficinas.

Sistema en cascadaEn la figura se muestra un ciclo en doble cascada en el que dos ciclos de refrigeracin por compresin de vapor colocados en serie comparten un intercambiador de calor en contracorriente.

Un ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor difiere de uno ideal en varios aspectos, principalmente debido a las irreversibilidades que ocurren en varios componentes.

Ciclo Real de Refrigeracin por compresin de vapor

Ciclo Real de Refrigeracin por compresin de vaporCiclo Real de Refrigeracin por compresin de vapor

Diferencias esenciales entre el ciclo real y el estndarCadas de presin en el condensador y en el evaporador. El ciclo estndar supone que no existe ninguna cada de presin en el condensador ni en el evaporador, sin embargo, la presin del refrigerante cae en el ciclo real.En el sub-enfriamiento del lquido a la salida del condensador, y en el sobrecalentamiento del vapor a la salida del evaporador.3.El subenfriamiento del lquido en el condensador garantiza de que el cien porciento de lquido entra a la vlvula de expansin. El recalentamiento del vapor ocurre en el evaporador, y est recomendado como precaucin contra gotitas de lquido que podan llegar al compresor.4. El ciclo real respecto del estndar no es isentrpica, y hay una perdida de rendimiento debida a la friccin.Diferencias esenciales entre el ciclo real y el estndarCiclo Real de Refrigeracin por compresin de vapor segn CoolPack

Ciclo Real de Refrigeracin por compresin de vapor segn CoolPackPuntos de Estado

Seleccin del Refrigerante adecuadoCuando se disea un sistema de refrigeracin, existen varios refrigerantes que pueden elegirse, como amoniaco, hidrocarburos (propano, etano, etileno, etc) dixido de carbono, aire (en acondicionamiento de aire de aviones).Una adecuada eleccin del refrigerante depende de la situacin especfica.Sistemas de bombas de calorLas bombas de calor se instalan para calefaccin. La fuente de energa ms comn para las bombas de calor es el aire atmosfrico (sistemas aire- aire), aunque tambin se usan el agua. El principal problema con los sistemas que utilizan aire como fuente es la formacin de escarcha, que se muestra en los climas hmedos cuando la temperatura desciende debajo de 2 y 5 C.El objetivo de una bomba de calor es mantener la temperatura dentro de una vivienda u otro edificio por encima de la temperatura ambiente, o proporcionar calor a ciertos procesos industriales que tienen lugar a temperatura elevada.Sistemas de bombas de calor

Sistemas de bombas de calorLos sistemas utilizados actualmente son del tipo de compresin de vapor. En una bomba de calor, Qe procede del ambiente y Qs se dirige a la vivienda como efecto deseado.

El valor de nunca puede ser menor que la unidad

Sistemas de bombas de calor

Sistemas de bombas de calorEn los tipos mas comunes de bombas de calor por compresin de vapor para calefaccin, el evaporador est comunicado trmicamente con la atmsfera. Este tipo de bomba de calor aire- aire tambin puede proporcionar refrigeracin en verano usando una vlvula de cuatro vas, como se ve en la figura anterior.Sistemas de bombas de calorTema de intersSISTEMA DE REFRIGERACIN CON GASEn los sistemas de refrigeracin con gas, el fluido de trabajo permanece siempre como gas. Se utilizan para conseguir temperaturas muy bajas que permiten la licuacin de aire y otros gases y para otras aplicaciones especficas tales como la refrigeracin en cabinas de aviones.

Tema de intersLAS DIEZ REGLAS BASICAS DE SEGURIDAD1.Siga las instrucciones de seguridad, no se arriesgue, sino sabe pregunte.2. Corrija o avise si comprueba que existan condiciones inseguras de trabajo.3. Ayude a conservar todo limpio y en orden.4. Use las herramientas apropiadas para cada trabajo, selas correctamente y con seguridad.5. Notifique toda lastimadura, solicite inmediatamente una primera cura.6.Utilice, ajuste o efectu reparaciones en las mquinas o equipos, solo cuando est autorizado.7.Utilice el equipo protector establecido en su seccin (o actividad).8. No haga bromas ni chistes en el trabajo, evite distraer a sus compaeros.9.Solicite ayuda cuando tenga que levantar cargas pesadas.10. Obedezca todas las normas de seguridadLAS DIEZ REGLAS BASICAS DE SEGURIDADUn gran maestro es aquel cuyo espritu entra en las almas de sus alumnos.John Milton44