ciclos de refrigeracion

T7.- CICLOS DE REFRIGERACION

T7 CICLOS DE REFRIGERACION
1.- Introducción
2.- Refrigeración por compresión
3.- Refrigeración por absorción
4.- Bombas de calor
5.- Otros ciclos de refrigeración

1.- Introducción
;

Son máquinas térmicas inversas
Son ciclos en los que Q va de ↓Tª a  Tª
Necesita el aporte de energía
(compresor, calor, …)
Interviene un fluido, refrigerante, sufretransf. termodinámicas controladas
Cada refrigerante tiene un diagrama termodinámico
Además de compresión y absorción existen otros sistemas (marginales)
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2.- Refrigeración por compresión (I)
Basado en los cambios de estado (líquido-vapor y vapor-líquido) de un fluido
refrigerante
Tª de cambio de estado = f(p) (a bajas p la Tª es baja, a altas p la Tª es alta)Calores latente >> Calor sensibles ⇒ ↓ la cantidad refrig y tamaño de equipos
Su busca tener un líquido a baja p y Tª para evaporarlo
El calor requerido lo toma de los alrededores, los enfría
En un sistema abierto el refrigerante se perdería en la atmósfera; lo normal es
trabajar con ciclos de refrigeración

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TERMODINAMICA

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T7 CICLOS DEREFRIGERACION

2.- Refrigeración por compresión (II)
Ciclo de compresión

Los elementos requeridos para
completar el ciclo son:
• evaporador
• compresor
• condensador
• expansión

Líneas características del
diagrama de un refrigerante

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2.- Refrigeración por compresión (III)
Los límites de funcionamiento de un equipo son:
• En el evaporador: la Tª de lacámara > Tª del refrig.
• En el condensador: la Tª ambiente < Tª del refrig.
Para calcular el rendimiento del ciclo de compresión hay que conocer las
energías y los calores;
• El calor extraído de la cámara es: (h3 - h2) (kJ/kg);
• El calor cedido al exterior es:

(h4 - h1) (kJ/kg);

• El trabajo útil del compresor es:

(h4 - h3) (kJ/kg);

estos valores se obtienen del diagrama, óacudiendo a las tablas
COP (coefficient of performance)

COP =

Calor Extraido (h3 − h2 )
Trabajo Compresor (h4 − h3 )

En función de las temperaturas del ciclo, puede ser superior a 3
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TERMODINAMICA

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T7 CICLOS DE REFRIGERACION

2.- Refrigeración por compresión (IV)
Sistemas para refrigerar varios
espacios distintos a diferente
temperaturas:

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2.- Refrigeración por compresión (V)
Sistemas para refrigerar varios espacios distintos a diferente temperaturas:

Sistema
compuesto

Sistema en
cascada

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TERMODINAMICA

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2.- Refrigeración por absorción (I)
Para obtener frío mediante absorción se ha de suministrar calor a  Tª (en elgenerador), y se ha de extraer a ↓Tª (en el absorbedor y en el condensador)
Se usa una mezcla de dos componentes: refrigerante y absorbente
Las mezclas más utilizadas son: NH3-H2O y LiBr-H2O
• El NH3 es el refig y el H2O el absorbente
• El H2O es el refrigerante, y el LiBr el absorbente (T>0ºC, entre 5 y 10ºC)
Se basa en que, la tensión de vapor del refrigerante se ve alterada por lapresencia del absorbente (↓ al  la cantidad de absorbente)
Controlando la concentración de la mezcla, se consigue que el refrigerante
evapore a bajas temperaturas
Se deben emplear absorbentes con una tensión de vapor suficientemente baja, y
mantener la solución en una temperatura y concentración necesaria, para que la
tensión de vapor sea inferior a la del refrigerante en el evaporador
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T7CICLOS DE REFRIGERACION

2.- Refrigeración por absorción (II)
Una máquina de absorción de efecto
simple, de LiBr-H2O
Al generador se le aporta la mezcla líquida
de LiBr y H2O.
Con calor se evapora el agua, el LiBr
retorna por diferencia de presión al
absorbedor
El vapor de H2O. pasa al condensador
donde se licua, esto requiere extracción de
calor con aire o agua
El H2O. líquida,...