Ciclo de refrigeración y cálculo de eficiencias (Bomba de calor)

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
Ingeniería en Sistemas Ambientales

Laboratorio De Termodinámica De Procesos Industriales.

Profesores :
Reynold Ramón Farrera Rebollo
Darío Iker Téllez Medina

Práctica:
Ciclo de refrigeración y cálculo de eficiencias (Bomba de calor)





México D.F. a 04 de Junio de 2012.

Objetivos

Objetivo generalReafirmar y completar los conocimientos teóricos adquiridos en la pate de refrigeración aplicando esta información para la evaluación de propiedades y caracterización de ciclo.
Objetivos específicos
1.-Identificar los elementos principales de un ciclo básico de refrigeración.
2.- Tener los elementos necesarios para operar el sistema de refrigeración.
3.- Reafirmar la utilización de diagramastermodinámicos (P-H) y tablas de vapor saturado y sobrecalentado.
4.- Describir el ciclo de refrigeración en los diagramas termodinámicos..
5.- Poder determinar las propiedades termodinámicas de cada una de los puntos del ciclo de refrigeración utilizando tablas y diagramas.
Resultados
Tabla 1.1.- Para metros obtenidos de la lectura directa del refrigerador.
Parámetros
Valor
ParámetrosValor
Hora de inicio
10:27 am
Hora de termino
1:23 pm
Consumo eléctrico inicial
1011 KW/h
Consumo de electricidad final
1023 KW/h
Temperaturas (°C) de
Entrada de condensador
97.5
Entrada H2O condensación
20.6
Salida de condensador
46.9
Salida H2O condensación
46.2
Salida válvula de expansión
-10.5
Entrada aire (T8)

15.1
Salida de evaporador
16.8
Salida de aire (T9)
14.3Presiones (bar) de
Entrada compresor
0.4
Salida compresor
11
Otros
Flujo H2O condensador
15 L/h
Energía total consumida
22 KW



Figura 1.1.- Esquema de la unidad de refrigeración donde se muestra los diferentes elementos que lo constituyen así como los diferentes medidores.

Diagrama 1.1.- Diagrama P-H con el ciclo real de refrigeración del R-134a

Diagrama 1.2.—Diagrama P-H conel Ciclo básico de refrigeración de R-134 a
A partir de los datos de diagramas y/o tablas e vapor determine todas las propiedades en cada uno de los puntos, especificando el estado termodinámico de cada una de las sustancias
Punto
P
MPa
T
°C
Estado termodinámico
H
KJ/Kg
S
KJ/Kg°K
V
M5/Kg
X
Calidad
Fuente de datos
1
0.2
-10.5
Mezcla
260
1.5
40
0.3
Diagrama
2
0.4
16.8Vapor saturado
410
0.952464
0.053347
Vapor saturado
Tablas, ecuación y diagrama
3
1.1
97.5
Vapor sobrecalentado
480
1.09268
0.027
Todo es vapor
Tablas, ecuación y diagrama
4
1.1
43.9
Liquido saturado
260
0.70
1150
Liquido saturado
Diagrama

Diga si existen diferencias entre los valores del ciclo básico y los reales, explique el porqué-
Si existen diferencias entre el cicloreal y el básico, se observa por ejemplo que en el ciclo real proceso realizado por el condensador no es isobárico ya que la presión cambia en la salida de este así como también el proceso llevado a cabo por el compresor es polientrópico a diferencia del ciclo real donde este proceso debe ser isoentrópico y en cuanto al proceso relacionado con las válvulas también difiere ya que este procesoen el ciclo real no es isoentalpico como la manifiesta en el ciclo básico,

Determine los siguientes parámetros, Incluya memoria de cálculo con análisis dimensional
Parámetro
Efecto Neto de Refrigeración (E.N.R)

KJ/Kg) – ( 260 KJ/Kg)
150 KJ/Kg

Trabajo de compresión (Wc)



Coeficiente de Operación (C.OP)

Donde:
Tc= Temperatura de saturación a la presión del condensador.Temperatura absoluta
Te= Temperatura de saturación a la presión del evaporador. Temperatura absoluta






Eficiencia




Eficiencia temporal de la bomba de calor (PE)

Donde:
Qct=Energía total eliminada como calor (condensador)
WTS= Energía total suministrada del ciclo como trabajo (compresor y ventilador)
M= Masa del agua de condensación
Cp= Capacidad calorífica del agua de...