Post on 05-Jul-2018
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
1/93
Ciclos de Refrigeración
Ing. Juan Carlos Valdez Loaiza
Ingeniería Industrial
2015
-
2
AREQUIPA
-
PERÚ
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
2/93
Q
Objetivos
En este tema se describen los
principales métodos de producción defrío industrial (compresión), y sus ciclos
termodinámicos de funcionamiento.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
3/93
-Refrigeración: Se utiliza para mantener espacios que se quieren acondicionar
a temperatura constante.
FTAT
FTBT
Wn
QL
QH
MR
- El ciclo de Refrigeración tiene la función de transferir calor de una fuente de
baja temperatura hacia una fuente de temperatura superior.
-El calor fluye en la dirección de las temperaturas decrecientes, por tanto el
proceso inverso no puede suceder por si solo, para esto se requiere dedispositivos cíclicos llamados refrigeradores o bombas de calor.
- El fluido de trabajo se llama Refrigerante.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
4/93
Cada refrigerante tiene un diagrama con sus propiedades termodinámicas.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
5/93
Compresor Turbina
Evaporador
Condensador
1
2
Procesos:
1 – 2 Compresión adiabática
reversible.
2 – 3 Rechazo reversible de
calor.
3 – 4 Expansión adiabáticareversible.
4 – 1 Absorción reversible de
Calor.
3
Medio
Caliente
THQH
4
Medio
Frió
TL
QL
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
6/93
Compresor Turbina
Evaporador
Condensador
1
23
Medio
Caliente
THQH
4
Medio
Frió
TL
QL
T
S
Procesos:
1 – 2 Compresión adiabáticareversible.
2 – 3 Rechazo reversible de
calor.
3 – 4 Expansión adiabática
reversible.
4 – 1 Absorción reversible de
Calor.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
7/93
Compresor Turbina
Evaporador
Condensador
1
23
Medio
Caliente
THQH
4
Medio
Frió
TL
QL
Procesos:
1 – 2 Compresión adiabáticareversible.
2 – 3 Rechazo reversible de
calor.
3 – 4 Expansión adiabática
reversible.
4 – 1 Absorción reversible de
Calor.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
8/93
Problemas:
-No existe ninguna máquina compresora capaz de comprimir fluido en estadode mezcla.
-- Se limita el estado termodinámico del fluido a la entrada del compresor a
vapor saturado. Produce que el proceso de rechazo de calor ocurra a
temperatura variable, por tanto es un proceso irreversible.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
9/93
Problemas:
-No existe ninguna máquina compresora capaz de comprimir fluido enestado de mezcla.
-- Se limita el estado termodinámico del fluido a la entrada del compresor a
vapor saturado. Produce que el proceso de rechazo de calor ocurra a
temperatura variable, por tanto es un proceso irreversible.
T
S
3
41
2
QH
QL
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
10/93
T
S
3
41
2
QH
QL
-No se justifica el uso de una máquina expansora para la disminución de la
presión del fluido, ya que produciría una cantidad de trabajo muy pequeña.
- Se reemplaza la turbina por una válvula de expansión.
- Se utiliza un Compresor reciprocante.
Compresor Turbina
Evaporador
Condensador
1
2
3
Medio
Caliente
TH QH
4
Medi
o
Frió
TL
QL
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
11/93
T
S
3
41
2
QH
QL
-No se justifica el uso de una máquina expansora para la disminución de la
presión del fluido, ya que produciría una cantidad de trabajo muy pequeña.
- Se reemplaza la turbina por una válvula de expansión.- Se utiliza un Compresor reciprocante.
Compresor
Evaporador
Condensador
1
2
3
Medio
Caliente
TH
QH
Medi
o
Frió
TL
QL
4
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
12/93
Compresor
Evaporador
Condensador
1
2
3
Medio
CalienteTH
QH
Medi
o
FrióTL
QL
4
T
S
3
1
2
QH
QL4
Procesos:
1 – 2 Compresión adiabatica reversible.
2 – 3 Rechazo de Calor a Presión Constante.
3 – 4 Expansión del fluido a entalpía constante.
4 – 1 Absorción de Calor a Presión Constante
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
13/93
Compresor
Evaporador
Condensador
1
2
3
Medio
CalienteTHQH
Medi
o
Frió
TL
QL
4
T
S
3
1
2
QH
QL4
- La admisión del compresor será vapor saturado seco.
- La entrada a la válvula de expansión será líquido saturado
T4 y T1 < Tamb
T3 y T2 > Tamb
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
14/93
El coeficiente de utilización es una relación que permite
conocer la eficiencia de un Refrigerador o una Bomba de Calor.
Refrigerador.
L L
Hn H L
L
Q Q 1
QW Q Q1
Q 0 <
Bomba de Calor. H H
Ln H L
H
Q Q 1'
QW Q Q 1 Q
1 ’ <
Para valores fijos de TL y TH = 1
Es decir una bomba de calor siempre tendrá ≥ 1 por tanto en el
peor de los casos funcionara como un calentador de resistencia.
BeneficioCosto
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
15/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
16/93
- El refrigerante esta sometido cambios de estado, de temperatura ypresión según circula a través del sistema de refrigeración
- La información sobre estos cambios para los cálculos se puede obtenerde tablas o de manera más sencilla sobre representaciones gráficas, lamás utilizada es el diagrama presión entalpía o de Mollier,
- El diagrama tiene presión (bar, atm o kPa) en el eje vertical o deordenadas y entalpía (kJKg o Kcal/kg) en el eje horizontal o de abcisas,y cada punto en el diagrama representa un estado del refrigerante
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
17/93
Línea de Liquidosaturado
Línea de Vapor
saturado
Punto critico
Son las que delimitan la denominada campana. En la línea de líquido saturadosolo hay líquido al 100% (en estado de equilibrio), a la temperatura desaturación que le corresponde, de acuerdo con la presión a la que estásometido. De forma que la más ligera adición de calor provocará la apariciónde la primera burbuja.
En la línea de vapor saturado solo hay vapor al 100%, en estado de equilibrio,
de forma que la más pequeña sustracción de calor provocará la aparición deuna gota de líquido
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
18/93
Temperatura
crítica
Punto critico
Punto critico: Es el punto más alto de la campana, en este punto por muchoque se incremente la presión ya no es posible condensar.
Temperatura crítica: Es la temperatura límite a la cual un gas no puede serlicuado por compresión. Por encima de esta temperatura es imposible
condensar un gas aumentando la presión.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
19/93
Zona Liquido
Liquido saturado
Punto critico
El SUBENFRIAMIENTO del líquido se representa enla zona izquierda del diagrama correspondiente allíquido más o menos subenfriado.
Un punto de esta zona representa un estado delíquido a una temperatura inferior a la desaturación.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
20/93
Zona Gas
Zona Vapor
Temperaturacrítica
Vapor saturado
Punto critico
El RECALENTAMIENTO como la compresión de los vapores se efectuará en lazona derecha del diagrama.
Un punto en esa zona representa un estado de vapor calentado tras sufrir laebullición, es decir, vapor a una temperatura superior a la de saturación
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
21/93
RECALENTAMIENTO:
Es la diferencia de temperaturas existente entre la temperatura real delrefrigerante en estado vapor y la temperatura de saturación correspondiente a lapresión a la cual se halla el mismo. La primera se mide con un termómetro (temperatura termométrica ), mientras que la segunda se mide con un manómetro, y selee o bien en el mismo manómetro o, tranformándose a presión absoluta, en la tablade refrigerante, recibiendo por ello el nombre de temperatura manométrica. Ambasmediciones deben hacerse en el mismo punto del circuito, pues de lo contrario nomedirían un recalentamiento real.
SUBENFRIAMIENTO:
Es la diferencia de temperaturas existente entre la temperatura de saturacióncorrespondiente a la presión a la cual se halla el refrigerante y la temperatura real dellíquido. Como en el caso anterior se deben comparar las temperaturas manométrica ytermométrica.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
22/93
ZonaLiquido-Vapor
Liquido saturado Vapor saturado
Cuando se representa el funcionamiento de una instalación en el diagrama, veremosque la condensación y la evaporación del fluido se efectúa en el interior de lacampana, ya que en estos procesos tenemos diferentes proporciones de líquido yvapor.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
23/93
Zona Liquido
ZonaLiquido-Vapor
Zona Gas
Zona Vapor
Temperaturacrítica
Liquido saturado Vapor saturado
Punto critico
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
24/93
Líneas de presiones: Las líneas horizontales corresponden a las presiones absolutas(Pre. absoluta=Pre. relativa o manométrica + Pre. atmosférica).
En el lenguaje técnico a estas líneas horizontales se les llama abcisas, y al efectuarse loscambios de estado a presión constante tanto en el condensador como en el evaporador
reciben el nombre de isóbaras.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
25/93
• Líneas de presión constante-isobaras unen puntos de igualpresión, son horizontales en el diagrama de presión-entalpía (en presiones absolutas y no relativas).
• Las unidades habituales son kPa, bar o atmósfera
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
26/93
Con este dato podremos conocer cuanto calor lleva el refrigerante en la entradadel evaporador, y saber cuanto lleva en la salida, ya que solo nos vastará conrestarlos dos valores y sabremos cuanto calor ha sido capaz de absorber cadaKg de refrigerante que ha pasado por el evaporador, así como la cantidad decalor que tendrá que evacuar el condensador cuando le sumemos el
correspondiente al trabajo de compresor.
Líneas de entalpía: Son líneas verticales en las que el refrigerantetiene el mismo calor, sea cual sea su estado, reciben el nombre de
isotentálpicas. En el SI las unidades empleadas son KJ/Kg(1Kcal/Kg = 4.18Kj/Kg ).
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
27/93
Líneas de entalpía constante-isoentálpicas, unen puntos deigual entalpía, son verticales en
el diagrama de presión-entalpíaLas unidades habituales en quese mide KJ /kg o Kcal/ kg
Lo importante es la diferencia
de entalpía entre dos puntos
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
28/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
29/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
30/93
El calor que se emplea en variar la temperatura del cuerpo se conoce como
CALOR SENSIBLE.
El calor que se utiliza para que se produzcan los cambios de estado (sólido,líquido o gaseoso) se conoce como
CALOR LATENTE.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
31/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
32/93
Líneas de volumen específico constante: Este dato nos permitiráconocer el volumen que ocupa un Kg de refrigerante que ya está totalmenteevaporado, bajo unas condiciones de trabajo específicas.
La unidad más empleada para el volumen específico es el m3/Kg.
Las líneas de volumen constante reciben el nombre de isócoras
El termino de se utiliza cuando el vapor se comprime y no se añade ni
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
33/93
Líneas de entropía constante, isoentrópicas: Son líneas casi verticales algo inclinadas a la derecha que se emplean para eltrazado de los procesos de compresión.
El termino de entropía se utiliza cuando el vapor se comprime, y no se añade nilibera calor al exterior.Cuando la entropía es constante, el proceso se denomina adiabático .Es práctica común dibujar la línea de compresión a lo largo de una línea deentropía constante o paralela a ella.La unidad de medida que se utiliza es el Kj / Kg K .
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
34/93
Zona LíquidoSubenfriado
Zona mezcla
líquido - vaporZona Vapor
Sobrecalentado
Resumen líneas y zonas del diagrama de Mollier
Línea de entalpía
constante
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
35/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
36/93
Trazado Ciclo Ideal o Teórico de Refrigeración por Compresión de
Vapor
Hipótesis sobre el ciclo:
La vaporización y la condensación del refrigerante se realizan
a presión constante (rectas horizontales en el diagrama p-h) El refrigerante en la aspiración del compresor es vapor
saturado, se representa por un punto sobre la línea de vaporsaturado
El refrigerante a la salida del condensador es líquido saturado,se representa por un punto sobre la línea de líquido saturado
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
37/93
Punto 1.- Refrigerante en estado líquido saturado apresión y temperatura de condensación, está en la
intersección de la curva de líquido saturado con laisobara de la presión de condensación
Refrigerante a la salida del condensador, antes deldispositivo de expansión
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
38/93
Expansión, recta 1-2 el caudal de fluido refrigerante atraviesael dispositivo de expansión, el cual provoca un fuertedescenso, caída en la presión desde la presión de
condensación que había en el punto 1 hasta la presión deevaporación en el punto 2, parte del líquido se evapora
El refrigerante en este proceso ni absorbe ni cede calor delexterior, por tanto lo realiza a entalpía constante, que en eldiagrama se representa con una línea vertical
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
39/93
Punto 2.- Refrigerante en estado de mezcla líquido-vapor a la
temperatura y presión de evaporación en un proceso deentalpía constante. Esta en el corte de la isobara de la presiónde evaporación con la línea isoentálpica trazada desde elpunto 1.
El refrigerante está detrás del dispositivo de expansión en laentrada del eva orador.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
40/93
Evaporación, recta 2-3 transformación a presión constante enque la mezcla líquido – vapor hierve, se evapora por la bajada
de presión que ha sufrido, tomando calor del recinto en elque se encuentra, a través del aire que está a una temperaturasuperior a de la evaporación. El líquido se va transformandoen vapor en el interior de los tubos del evaporador hastacompletar el proceso en el punto 3.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
41/93
Punto 3.- Refrigerante en estado vapor saturado a la
temperatura y presión de evaporación que ha incrementadosu entalpía. Esta en el corte de la línea isobara de la presiónde evaporación o baja presión con la curva de vaporsaturado
El refrigerante ha salido del evaporador y esta en la tuberíade aspiración a la entrada del compresor
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
42/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
43/93
Condensación, recta 4-1 transformación isóbara en la que elgas es enfriado y condensado en el condensador a la presiónde condensación o de alta, mediante la acción de un fluidoexterior (aire o agua) que primero extrae calor sensible al gas
refrigerante, para enfriarlo hasta el punto 5 (vapor saturado) y luego extrae calor latente ya a la temperatura constante decondensación, para condensarlo eliminando todo el calor queel refrigerante había absorbido en el proceso de evaporación y compresión, para convertirlo en líquido saturado (punto 1),
cerrando el ciclo.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
44/93
Ciclo Teórico de Refrigeración por Compresión de
Vapor.
Ejemplo Trazado sobre el Diagrama de Mollier. Dibujemos sobre el diagrama p-h el ciclo de una
instalación frigorífica que trabaja con R-134a conuna temperatura de condensación de 40 º C y untemperatura de evaporación de – 1 8 º C
Emplearemos el diagrama de Mollier para el R-
134a comparándolo con la tabla de saturaciónpara el R-134a
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
45/93
Ciclo de Refrigeración por Compresión de Vapor. Parámetros
Dibujado el ciclo
a partir de lastemperaturas deevaporación ycondensación,conoceremos los
valores deentalpía de cadalos puntos detrabajo que
definen el ciclopara calcular lossiguientesparámetros:
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
46/93
Ciclo de Refrigeración por Compresión de
Vapor. Parámetros Calor absorbido en el evaporador o efecto
frigorífico Caudal másico de refrigerante o fluido frigorífico Trabajo de compresión Potencia (eléctrica) del compresor Caudal volumétrico o desplazamiento volumétrico Calor a disipar en el condensador
Potencia calorífica a disipar en el condensador Coeficiente de rendimiento (C.O.P.) o coeficiente de
eficiencia energética (C.E.E.) Producción frigorífica volumétrica
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
47/93
Formulas Parámetros Ciclo Teórico de Refrigeración
Calor absorbido en el evaporador: Qevaporador = h3 – h2 Caudal másico de refrigerante:
m = PF / QevaporadorPF: Potencia frigorífica. Se obtiene del ábaco psicrométrico.
Trabajo de compresión: Qcompresor = h4 – h3
Potencia (eléctrica) del compresor: Pec = Qcompresor · m
Caudal volumétrico: V= m · ve ve: Volumen específico
Calor a disipar en el condensador: Qcondensador = h4 – h1 Potencia calorífica a disipar en el condensador
Qc = Qc · m = (h4–
h1) · m Coeficiente de rendimiento (COP):
COP = Qevaporador / Qcompresor Producción frigorífica volumétrica: Qv = Qevaporador / ve
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
48/93
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
49/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
T
S
3
1
2
QH
QL4
1.- Subenfriamiento del Condensado.
3
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
50/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
T
S
3
1
2
QH
QL4
1.- Subenfriamiento del Condensado.
L
n
Q ( )( )
W (Cte)
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
51/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
2.- Compresión por Etapas.
Recordando los procesos Politrópicos. Pvn = Cte
P
v
Pe
Ps
du Tds Pdv 1 Ley
dh du Pdv vdP
dh vdP w
w vdP
El trabajo será el área proyectada sobre el eje de
presiones.
n = k Proceso isentrópico
n = 1 Proceso isotérmico
0
0
0 0
Cpk Cv
Cp Cv k 1
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
52/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
Los compresores deben trabajar isotérmicamente para que tenga
máxima eficiencia. (Consuman menos Potencia)
La compresión isotérmica no se puede lograr, la aproximamos
realizando la compresión por etapas y colocando intercambiadores
de calor entre cada etapa.
T
s
P
v
Ps
Pe
Ts
Te
Pint
T = Cte
n = k
n = k
P = Cte
P = Cte
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
53/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
2.- Compresión por Etapas.
La presión intermedia para obtener máxima eficiencia será
T
S
3
1
2
QH
QL4
1
2int ent salP (P P )
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
54/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
2.- Compresión por Etapas.
La presión intermedia para obtener máxima eficiencia será
T
S
3
1
2
QH
QL4
1
2int ent salP (P P )
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
55/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
2.- Compresión por Etapas.
La presión intermedia para obtener máxima eficiencia será
T
S
3
1
2
QH
QL
4
1
2int ent salP (P P )
5
6
L H H L
Q Cte Q W Q Q
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
56/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
3.- Expansión en etapas múltiples.
Se realiza la expansión en varias etapas condensando el refrigeranteen cada expansión intermedia de manera de aumentar QL .De esta
manera se incrementa el coeficiente de utilización.
T
S
3
1
2
QH
QL4
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
57/93
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
58/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
3.- Expansión en etapas múltiples.
Se realiza la expansión en varias etapas condensando el refrigeranteen cada expansión intermedia de manera de aumentar QL .De esta
manera se incrementa el coeficiente de utilización.
T
S
3
1
2
QH
QL
45
6
L H H LQ Q Cte W Q Q
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
59/93
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
60/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
En un ciclo de refrigeración cuando se estrangula el refrigerante se busca que
su temperatura disminuya, esto no siempre se puede lograr. El comportamiento
de la temperatura en un proceso de estrangulamiento lo describe el Coeficiente
de Joule – Thomson (
)
h
T
P
Variación de la temperatura con la presión, en un proceso a entalpía
constante.
T
P
Línea de inversión
< 0
= 0
> 0
Si
μ < 0 T aumenta
μ = 0 T = Cte
μ > 0 T desciende
Un proceso de enfriamiento debido a
estrangulamiento no puede ocurrir a
menos que el fluido salga a una
presión por debajo de su presión deinversión.
Refrigerantes comunes:
R-12 Domestico, automóviles.
R-22 Comercial, AA de ventana
R- 11 AA enfriamiento de agua
Amoniaco, CO2 , Propano, Etano, Etileno, etc.
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
61/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
62/93
En el ciclo mostrado se aplica todas las mejoras antes expuesta. Subenfriamiento del
condensado, Compresión por etapas, Expansión en etapas múltiples.
T
s
Evaporador
Condensador
QL
QH
C1
C2
IC
Tanque
Separador
1
8
3
2
5
4
8
7
6
QH
Prof. Carlos G. Villamar L ULA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
63/93
En el ciclo mostrado se aplica todas las mejoras antes expuesta. Subenfriamiento
del condensado, Compresión por etapas, Expansión en etapas múltiples.
T
s
Evaporador
Condensador
QL
QH
C1
C2
IC
Tanque
Separador
1
8
3
2
5
4
8
7
6
QH
1
2
3=4
5
6
78
9QL
QH
QH
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERIA
W
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
64/93
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS TERMICAS.
4
3
8
7
V.C. Tanque Separador.
fm1
1-fm1
1 u.m 1 u.m
1-fm1
1-fm1
1-fm1
Aplicando 1° Ley
e se s
7 1 3 4 1 8
m h Q m h W
h (1 fm )h h (1 fm )h
c c2c2
H cond i.c.
W W W
Q Q Q
Prof. Carlos G. Villamar L ULA
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
65/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
66/93
V.C. en el Tanque Separador.
119
8
4
51 u.m 1 u.m
fm2
fm1 - fm2
fm1
1 – fm1
fm1
fm1
Evp. 2
e se s
8 1 4 5 2 9 1 2 11
m h Q m h W
h fm h h fm h (fm fm )h
Aplicando 1° Ley
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
67/93
QH
QL
Evap 1
Condensador
C1
C2
1
8
2
5
4
76
3
Ref 1
Ref 2
T
s
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
68/93
QH
QL
Evap 1
Condensador
C1
C2
1
8
2
5
4
76
3
Ref 1
Ref 2
T
s
QL1
2
3
4
QH
5
6
7
8
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
69/93
- Tiene atractivo económico cuando se cuenta con una fuente térmica barata (100°C a 200°C)
- Se absorbe un refrigerante por medio de un transporte, el mas utilizado es el sistema
amoniaco – agua, donde el amoniaco es el refrigerante y el agua el medio de transporte.
- El ciclo es muy similar al de compresión de vapor pero se sustituye el compresor por
un complicado mecanismo.
- Amoniaco sale del evaporador y entra al
absorbedor donde se mezcla con el agua, ocurre
una reacción exotérmica, sale calor - Se puede disolver mayor cantidad de amoniaco
en el agua a menor temperatura del agua, se
debe enfriar el absorbedor.
- La solución líquida de amoniaco y agua rica
en amoniaco se bombea al generador.
- Se introduce calor al generador de la fuente
térmica externa, se evapora algo de la
mezcla rica en amoniaco.- En el rectificador se separa el agua y el
amoniaco, solo pasa amoniaco puro de alta
presión al condensador, para realizar el ciclo
- La solución caliente de agua pasa al
regenerador para ceder algo de el calor a la
mezcla que sale de la bomba
- La ventaja es que se comprime líquido en
lugar de vapor, la potencia consumida es muypequeña
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
70/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
71/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
72/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
73/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
74/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
75/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
76/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
77/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
78/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
79/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
80/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
81/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
82/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
83/93
Uma frigoria/hora é equivalente a 1,163 W (watts), portanto 1000 watts
(1 kW) equivale aproximadamente a 860 frigorias/hora.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Watthttps://pt.wikipedia.org/wiki/Watt
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
84/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
85/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
86/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
87/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
88/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
89/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
90/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
91/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
92/93
8/16/2019 UCSM TERMODINAMICA
93/93