bombas para solidos

TEMA 2

CICLOS DE REFRIGERACIÓN
POR COMPRESIÓN DE VAPOR
Aspectos fundamentales de los ciclos de refrigeración.
Ciclo de Carnot inverso.
Ciclo de refrigeración por compresión de vapor.
Ciclo real de refrigeración por compresión de vapor.
Sistema de refrigeración en cascada.
Sistema de refrigeración por compresión en múltiples etapas.
Selección del refrigerante adecuado.
Sistema derefrigeración por absorción de amoniaco.

CICLOS DE REFRIGERACIÓN

Una de las principales áreas de aplicación 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 la
refrigeración se llaman refrigeradores, y

los ciclos en lo que operan se

denominan ciclos derefrigeración por compresión de vapor, donde el
refrigerante se evapora y condensa alternadamente, para luego comprimirse
en la fase de vapor. Otros ciclos de refrigeración conocidos son los ciclos de
refrigeración de gas en la que el refrigerante permanece todo el tiempo en
fase gaseosa y el de absorción de amoniaco donde existe mezcla de
amoniaco y agua en algunos procesos en el ciclo.

OBJETIVODIDÁCTICO:
Analizar el comportamiento de los ciclos termodinámicos de sistemas de
refrigeración por compresión de vapor y absorción de amoniaco.

Objetivos Específicos:
• Describir los diferentes dispositivos termodinámicos que componen a los
ciclos de refrigeración.
• Estudiar los ciclos de refrigeración por compresión de vapor simple y sus
modificaciones.
•

Definir las principalesdiferencias entre los ciclos reales e ideales y las
causas que las provocan.

•

Estudiar el ciclo de refrigeración por absorción de amoniaco.

TEMA Nº 2
CICLOS DE REFRIGERACIÓN

ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LOS CICLOS DE REFRIGERACIÓN
De la práctica cotidiana el calor fluye desde una zona de alta temperatura a
una de baja temperatura sin necesidad de algún dispositivo. El proceso
inverso nosucede por si solo (principio de la segunda ley de la
termodinámica), para lograr transferir calor desde una zona de baja
temperatura a una de alta sin violar la segunda ley requiere de dispositivos
especiales conocidos como refrigeradores.

Los refrigeradores son dispositivos cíclicos y los fluidos de trabajo empleados
en los ciclos de refrigeración se llaman refrigerantes. En la figura 2-A,se
muestra de manera esquemática un refrigerador. En este caso QSum es la
magnitud del calor extraído del espacio refrigerado a la temperatura Tsum,
Qced es la magnitud del calor liberado hacia el espacio caliente a la
temperatura Tced y Wneto, es la entrada neta de trabajo al refrigerador. Como
se analizó, Qsum y Qced representan magnitudes, y por ello son cantidades
positivas.

Otrodispositivo que transfiere calor de un medio de baja temperatura a uno
de alta es la bomba de calor. Los refrigeradores y las bombas de calor son
esencialmente lo mismo, solo difieren en los objetivos como lo describe la
figura 2-A y 2-B.

El desempeño de los refrigeradores y de las bombas de calor se expresa en
los términos de coeficiente de operación (COP), el cual se define como:

COPR =&
Q sum
Salida deseada
Efecto de enfriamiento
=
=
&
Entrada requerida
Entrada de trabajo
W neto , entra

COPBC =

(2.1)

&
Q ced
Salida deseada
Efecto de calentamiento
=
=
&
Entrada requerida
Entrada de trabajo
W neto , entra

Es importante resaltar que el COP de los refrigeradores y bomba de calor
pueden ser mayores a uno. Debido a que:

COPBC = COPR + 1

(2.3)Para valores fijos de QL y QH. Esta relación implica que COPBC f 1 puesto
que COPR es una cantidad positiva, es decir, una bomba de calor funcionará
en el peor de los casos, como un calentador de resistencia.

La capacidad de enfriamiento de un sistema de refrigeración (la rapidez del
calor extraído del espacio refrigerado)

con frecuencia se expresa en

toneladas de refrigeración...