ciclo refrigeracion

CICLOS DE REFRIGERACIÓN

Como preliminar al tema de ciclos de refrigeración por compresión devapor, es necesario tener presentes distintos aspectos conocidos conanterioridad relacionados con el ciclo de Carnot inversodebido a su utilización como ciclo de referencia para evaluar el desempeñode otros ciclos y en particular al ciclo de refrigeración por compresión devapor, haciendo lascomparaciones correspondientes para así lograrcaracterizar el funcionamiento de los sistemas de refrigeración bajo elesquema de los ciclo termodinámicos.

Una de las principales áreas de aplicación de la termodinámica es laRefrigeración, la cual es la transferencia de calor de una región de temperatura inferior hacia una temperatura superior. Los dispositivos que producen la refrigeración se llamanrefrigeradores, y los ciclos en lo que operan se denominan ciclos de refrigeración 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 existemezcla de amoniaco y agua en algunos procesos en el ciclo.

El calor fluye desde una zona de alta temperatura auna de baja temperatura sin necesidad de algún dispositivo. El procesoinverso no ocurre por si solo (principio de la segunda ley de latermodinámica), para alcanzar transferir calor desde una zona de bajatemperatura a una de alta sin vulnerar la segunda ley requiere de dispositivosespecialesRefrigeradores: son dispositivos cíclicos y los fluidos de trabajo empleadosen los ciclos de refrigeración se llaman refrigerantes.
Bomba de calor:transfiere calor de un medio de baja temperatura a uno de alta.
Los refrigeradores y las bombas de calor sonesencialmente lo mismo. El desempeño de los refrigeradores y de las bombas de calor se expresa enlos términos de coeficiente de operación(COP), el cual se define como:

CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR.

En el proceso de compresión de vapor se realizan modificaciones al ciclo de
Carnot basados en las siguientes consideraciones:

En el proceso de compresión, el fluido de trabajo solo debe estaren la fase de vapor.
Para expansionar el refrigerante es recomendable utilizar undispositivo más económico y con ceromantenimientos (válvulade estrangulamiento o tubo capilar).
La temperatura de condensación no debe limitarse a la zona desaturación.

Varios aspectos imprácticos asociados con el ciclo invertido de Carnot, seeliminan al evaporar el refrigerante completamente antes de que se comprima y al sustituir la turbina con un dispositivo de estrangulamiento, tal como una válvula de expansión o tubo capilar.Para cada proceso, la ecuación general de energía en sistemapermanentepor unidad de masa, despreciando la variación de la energía cinética y potencial está dada por La capacidad de refrigeración que es el flujo de calor transferido en el evaporador. En el compresor y en el proceso de estrangulamiento no se transfiere calor,mientras que sólo existe trabajo en el proceso de compresión.Principio de funcionamiento de los principales dispositivos del sistemade refrigeración.

Evaporador: Se transfiere calor (absorbe) de la región fría al refrigerante que experimenta un cambio de fase a temperaturaconstante. Para que la transferencia de calor sea efectiva, la temperatura desaturación del refrigerante debe ser menor que la temperatura de laregión fría.

Condensador: El refrigerantese condensa al ceder calor a una corriente externa al ciclo. El agua y el aire atmosférico son las sustanciales habituales utilizadas para extraer calor del condensador. Para conseguir que se transfiera calor, la temperatura de saturación delrefrigerante debe ser mayor que las temperaturas de las corrientes atmosféricas.

Compresor: Para alcanzar las condiciones requeridas en el condensador...