Bomba de calor

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Laboratorio Bomba de Calor

Introducción
En esta práctica de laboratorio, de bomba de calor la idea principal es aplicar los conceptos teóricos del funcionamiento de esta máquina en la práctica para así lograr realizar las medidas correspondientes. Llamamos Bomba de calor a una máquina térmica capaz de transferir calor de una fuente fría a otra más caliente. Podríamos definirlo como un equipode aire acondicionado, que en invierno toma calor del aire exterior, a baja temperatura y lo transporta al interior del local que se ha de calentar; todo este proceso se lleva a cabo mediante el accionamiento de un compresor. Las ventajas de esta máquina principalmente es su consumo, y ahorro de energía pero también es importante mencionar que la Bomba de Calor suministra 3 veces más calor que unaparato de calefacción eléctrica. El calor fluye de forma natural desde las altas temperaturas a las bajas temperaturas. Sin embargo, la Bomba de Calor es capaz de hacerlo en algunos casos, en dirección contraria, utilizando una cantidad de trabajo relativamente pequeña. Cabe recordar la segunda ley de la termodinámica la cual nos afirma que para lograr esta acción termodinámica, es necesarioaportar trabajo, por lo cual el calor se dirige de un ambiente caliente a otro frío, y no al revés hasta que sus temperaturas se igualen. Las Bombas de Calor también pueden ser utilizadas para refrigerar. En este caso la transferencia de calor se realiza en el sentido contrario, es decir desde la aplicación que requiere frío al entorno que se encuentra a temperatura superior.

El principio defuncionamiento de las Bombas de Calor provienen del establecimiento por Carnot en 1824, de los conceptos de ciclo y reversibilidad, y por la concepción teórica posterior de Lord Kelvin. Un gas que evoluciona en ciclos, es comprimido y luego expansionado y del que se obtiene frio y calor. (1).
En la clase de Termodinámica aprendimos la teoría del funcionamiento de una bomba de calor y realizamos loscálculos para variedad de estas en estados idealizados, el principal objetivo de esta práctica es el de analizar el comportamiento real de una bomba de calor en el laboratorio sin ningún tipo d idealización.

Nomenclatura
• • • COP QC W Coeficiente de desempeño. Calor transferido en el condensador. Trabajo

Procedimiento y equipos
1. Equipos:

• Bomba de calor y compresor principal. • 6termómetros, Rango: 10ºC a 110ºC. • Pasta térmica. • Ventilador de aire caliente/frío, 1700W. • Trípode, soporte universal y pinza. • Beaker alto de 200mL • 2 bastones de vidrio boro 3.3, l= 30mm, y d= 7mm. • Potenciómetro Phywe 13715.93. 2. Procedimiento: • Lo primero que hicimos antes de empezar a tomar las respectivas medidas, fue llenar los dos lados del reservorio totalmente, tanto el vaporizadorcomo el condensador con agua a la misma temperatura inicialmente. (Anotamos el volumen utilizado para llenar cada lado del sistema). • Luego medimos todas las condiciones iniciales en las que se encuentra el sistema antes de encender la bomba de calor, tanto las presiones, como las temperaturas del condensador y del vaporizador. • Después se colocó un medidor de corriente en la toma de corriente alque estaba conectado el sistema de bomba de calor, con el fin de medir la corriente a lo largo de la práctica de este laboratorio. • Por último se encendió la bomba de calor y se empezaron a medir las presiones y temperaturas en el lado del condensador y en el vaporizador, cada minuto por 30 minutos.

Figura 1. Montaje experimental de la bomba de calor. (2) Para realizar los cálculos utilizamoslas ecuaciones planteadas en la guía de la práctica. Para hallar el COP empleamos la ecuación 1. = (Ec.1)

Presentación de resultados:
Las graficas 1, 2 y 3 muestran las temperaturas del agua, el calor del condensador y el calor del evaporador respectivamente.

El coeficiente de desempeño según los datos experimentales es de 2,23. En la grafica 3 s e muestra una grafica de presión contra...
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