Cálculo de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor

Cálculo de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor

Maqueta Inacap

NOMBRE: Jorge Araya – Luis Yañez – Pablo Andrades – Luis Segura – Nelson Valenzuela

CARRERA: I.M.M.I.

ASIGNATURA: Termodinámica II

PROFESOR: Rodolfo Aguirre

FECHA:17-07-2019

Índice

1        Introducción        3

2        Identificación del ciclo        4

2.1        Esquema del ciclo, (maqueta)        4

2.2        Diagrama T-S        4

2.3        Diagrama P-H (diagrama de Mollier)        5

2.4        Puntos de control        6

2.5        Descripción de los componentes del ciclo        7

3        Descripción de los componentes de control y seguridad        10

4        Cálculo del ciclo        11

5        Cálculo de un proceso de enfriamiento        13

1. Introducción

     Una de las principales áreas de la termodinámica es la refrigeración, que es la transferencia de calor de una región de temperatura inferior hacia una temperatura superior. Los dispositivos que producen refrigeración se llaman refrigeradores y los ciclos que operan se denominan ciclos de refrigeración, el ciclo que más se utiliza es el ciclo por compresión de vapor.

     En este informe técnico se resolverá el problema propuesto en clases basado en una maqueta didáctica de una cámara de refrigeración la cual se encuentra ubicada en el laboratorio Ltmf sede Inacap Talca.  En el cual se desarrollará basado en datos técnicos que tiene el equipo en cuestión.

     En este informe daremos a conocer como se presenta el ciclo en la maqueta, se presentará el esquema del ciclo de refrigeración, diagrama Temperatura-Entropía (T-S), diagrama de Mollier (P-H), los puntos de control, la descripción de los componentes que presenta el ciclo, además se realizará una descripción de los componentes de control y seguridad que presenta la maqueta, se realizará el cálculo del ciclo,

Los datos que se utilizaran para desarrollar el ciclo de refrigeración son los siguientes:

• Entrada del compresor: presión de 3 bar y temperatura de 0°c
• Salida del compresor: presión de 11 bar y temperatura de 53°c
• Salida del condensador: temperatura de 32°c

Condiciones de diseño:

• Temperatura ambiente de 28°c
• Humedad relativa del aire de 83%

1. Identificación del ciclo

Ciclo real de refrigeración por compresión de vapor.

1. Esquema del ciclo, (maqueta)

[pic 3]

1. Diagrama T-S

[pic 4]

1. Diagrama P-H (diagrama de Mollier)

[pic 5]

1. Puntos de control

[pic 6]

El ciclo se descarta transferencia de calor y caída de presión en las líneas de conexión entre los componentes, es por eso que colocan los puntos de control a la salida de cada componente.

1. Descripción de los componentes del ciclo

Compresor

[pic 7]

Tiene la función comprimir el gas (fluido refrigerante) que permite en un ciclo de compresión/descompresión producir una transferencia de calor de una parte a otra de un circuito frigorífico. El compresor genera una fuerza comprimiendo el gas que llega desde el evaporador en estado gaseoso, esta presión aumenta la temperatura del gas que vuelve a su estado líquido y se calienta.

Datos del compresor

[pic 8]

Condensador

[pic 9]

Es el encargado de reducir la temperatura del refrigerante en estado vapor hasta volverlo líquido, consiste en un intercambio de niveles térmicos, en el condensador el refrigerante cede más calor que el absorbido en el evaporador esto gracias a la presión del compresor. Al ceder calor por presión y temperatura el refrigerante desciende al punto de saturación donde se condensa pasando a fase liquida.

Válvula de 4 vías

[pic 10]

La válvula de 4 vías permite la inversión del ciclo de refrigeración, cambiando el modo de refrigeración en verano a modo de calor en invierno. El ciclo de inversión se inicia mediante una válvula solenoide piloto que controla el movimiento de un deslizador, que cambia el sentido de circulación del refrigerante.

Válvula de expansión

[pic 11]

Tiene la capacidad de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa, se restringe en dos funciones: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y a de sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este.

Evaporador

[pic 12] 

Un evaporador es un intercambiador de calor utilizado en los sistemas refrigerantes, donde se intercambia energía térmica proveniente desde un medio el cual se busca enfriar para enviarlo a un fluido refrigerante que va a estar circulando en el interior del dispositivo. El nombre se lo ha asignado por el cambio de estado que sufre el refrigerante al recibir este tipo de energía, tras una expansión brusca con la que se va a reducir su temperatura.

1. Descripción de los componentes de control y seguridad

Manómetro

[pic 13]

Dispositivo para medir el sistema de refrigeración o todo tipo de sistemas de congelamiento con respecto a mediciones de presión. La maqueta consta de dos manómetros, uno de alta presión y otro de baja presión.

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