Cambios en los ciclos de refrigeracion

EVOLUCIÓN DEL PROCESO DE REFRIGERACIÓN

 REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
La refrigeración por compresión de vapor se remonta a 1834 cuando el ingeniero Jacob Perkins, recibió una patente para una máquina de hielo de ciclo cerrado que usaba éter u otros fluidos refrigerantes volátiles, se fábricó un modelo utilizable que no se comercializó. En 1850, Alexander Twining construyó máquinasde hielo por compresión de vapor usando eter etílico, al principio estos sistemas eran grandes y utilizados principalmente para producir hielo, preparar cerveza y conservar alimentos en frío. Carecían de control automático y eran accionados por una máquina de vapor.
En la década de 1890, algunas máquinas más pequeñas, activadas por motores eléctricos y equipadas por control automático, empezaron asustituir las unidades más viejas, y los sistemas de refrigeración empezaron a aparecer en las carnicerías y las residencias.
Figura 1. Esquema y diagrama T-s del sistema de refrigeración por compresión de vapor.


En el ciclo ideal, el refrigerante sale del evaporador y entra al compresor en el estado 1, como vapor saturado y se comprime isentrópicamente hasta la presión de condensadory la temperatura hasta un valor bastante superior a la temperatura del medio circundante. Sin embargo, en la práctica, no es posible controlar el estado del refrigerante con tanta precisión. En lugar de eso, es fácil diseñar el sistema de modo que el refrigerante se sobrecaliente ligeramente en la entrada del compresor.
Después el refrigerante entra en el condensador como vapor sobrecalentado enel estado 2 y sale como líquido saturado en el estado 3, como resultado del rechazo de calor hacia los alrededores, siendo aun mayor la temperatura del refrigerante en ese estado.
El refrigerante saturado en el estado 3 se estrangula hasta la presión del evaporador al pasarlo por una válvula de expansión o por un tubo capilar. La temperatura del refrigerante desciende por debajo de latemperatura del espacio refrigerado durante este proceso. El refrigerante entra al evaporador en el estado 4 como una mezcla saturada de baja calidad, y se evapora por completo absorbiendo calo9r del espacio refrigerado. El refrigerante sale del evaporador como vapor saturado y vuelve a entrar al compresor, completando el ciclo.
Se compone de cuatro procesos:
1-2 Compresión isentrópica en un compresor2-3 Rechazo de calor a presión constante en un condensador
3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansión
4-1 Absorción de calor a presión constante en un evaporador
En un refrigerador doméstico los tubos en el compartimiento del congelador, donde el calor es absorbido por el refrigerante, sirven como el evaporador. Los serpentines detrás del refrigerador, donde el calor se disipa enel aire de la cocina, sirven como el condensador.
El área bajo la curva del proceso en un diagrama T-s representa la transferencia de calor en procesos internamente reversibles. El área bajo la curva del proceso 4-1 representa el calor absorbido por el refrigerante en el evaporador, y el área bajo la curva del proceso 2-3 representa el calor rechazado en el condensador.
El COP de un sistema decompresión de vapor se define solo para refrigeradores y bombas de calor, ya que en el evaporador y el condensador no hay trabajo y el compresor se considera adiabático:
COPR = QL / W neto, entrada
COPBC = QH/ W neto, entrada
REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
Los ciclos de absorción se basan físicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias, para absorber en faselíquida, vapores de otras sustancias refrigerantes, por lo que se denominan absorbentes o medios de transporte tales como el agua y algunas sales como el bromuro de litio. En los sistemas amoníaco-agua, agua- bromuro de litio, agua-cloruro de litio, la primera sustancia es el agente refrigerante o frigorífico y la segunda es el medio de transporte. Los dos últimos sistemas están limitados a...