Refrigeración industrial

Ejercicio  1[pic 1]

Refrigeración industrial

PCC

Apellidos: ……………………………………………………………………………….….[pic 2]

Nombre: …………………………………………………………………………………….

Fecha: ………………………………………………………………………………………..[pic 3]

Número de preguntas:

Duración:

Se permite el uso: Calculadora, Tablas

1. Realizar un ciclo de refrigeración con 2 evaporadores  teniendo en cuenta los siguientes aspectos

Datos: Refrigerante R-22

Carga térmica total: 4 TR

Temperatura cámara de alta: 5 °C

Temperatura cámara de baja:-20 °C

Temperatura exterior: 30 °C

Se pide:

1. Potencia del compresor
2. Calor evacuado por el condensador
3. COP del sistema

[pic 4]

Solución:

Temperatura Evaporador Alta: -5°C

Temperatura Evaporador Baja: -30°C

Temperatura Condensador: 40°C

Capacidad frigorifica 4TR

La condición critica es que el Evaporador de Baja sea al menos el doble del Evaporador de Alta.

Para el Problema asumimos:

CF Alta :  1TR  o  3.51Kw

CF Baja : 3TR  o 10.53Kw

[pic 5]

Calculo del Q1:

Q1=m1*(h8-h7)

10.53=m1(1187-1050)

M1=0.077Kg/s

Calculo del Q2:

Q2=m2*(h8-h7)

3.51=m2(1203-1050)

M2=0.023Kg/s

Calculo de la Potencia del compresor:

Pot=mt(h2-h1)

Pot=(0.077+0.023)(1262-1198)

Pot=6.4Kw

Calor Evacuado por el condensador:

Q3=mt(h2-h3)

Q3=0.1(1262-1050)

Q3=21.2Kw

Tambien:

Q1+Q2+Pot=Q3

10.53+3.51+6.4=Q3

Q3= 20.44Kw

COP del sistema:

COP=(Q1+Q2)/Pot

COP=(10.53+3.51)/6.4 = 2.19

COP=TR/HP

1kw=1.34HP

COP=4/(6.4*4/3)

COP=0.466

2. Realizar un ciclo de refrigeración en cascada utilizando 2 refrigerantes para los requerimientos dados:

- Temperatura requerida en cámara: -50 °C

- Temperatura exterior: 40°C

- Refrigerantes: R134 y R-410

- Carga térmica: 2 TR

- Diferencia de temperatura en el intercambiador: 10 °C

Se pide:

1. Las presiones de operación del R-134a
2. Las presiones de operación del R- 410
3. Potencia de los compresores
4. Calor evacuado por el condensador
5. COP del sistema

[pic 6]

Solución:

Temperatura de Evaporacion: -60°C

Temperatura de Condensacion: 50°C

Refrigerante 134a  y R410

Capacidad Frigorifica 2TR

Diferencia de Temperatura 10°C

[pic 7]

La Capacidad es de 2 TR o 7.02Kw

Calculo del Flujo masico:

Q1=m(h1-h4)

7.02=m(170-(-5))

m=0.040kg/s

Calculo de Q2

Q2=m(h2-h3)

Q2=0.040(255-(-5))

Q2=10.4Kw

Presiones de Operación R410:

Pa= 10.85 Bar

Pb= 0.64 Bar

Potencia de compresor R410:

Q1+Pot=Q2

7.02+Pot=10.4

Pot=3.38Kw

[pic 8]

Se cumple que:

Del R 410 Q2= De R134 Q1

Calculo del flujo masico:

Q1=m(h1-h4)

10.4=m(385-270)

m=0.09kg/s

Calculo de Q2

Q2=m(h2-h3)

Q2=0.09(437-270)

Q2=15.03kw

Presiones de Operación R134:

...