Ciclos De Refrigeración

Termotecnia y Mecánica de Fluidos (DMN) Mecánica de Fluidos y Termodinámica (ITN)

TD. T6.- Ciclos de Refrigeración

Departamento: Area:

Ingeniería Eléctrica y Energética Máquinas y Motores Térmicos

CARLOS J RENEDO renedoc@unican.es Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 26 http://www.diee.unican.es/cjre.htm Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82

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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION1.- 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 ↓T a T Necesita el aporte de energía (compresor, calor, …)

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Interviene un fluido, refrigerante, sufre transf. termodinámicas controladas Cada refrigerante tiene un diagramatermodinámico Además de compresión y absorción existen otros sistemas (marginales)
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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por compresión (I)
Basado en los cambios de estado (líquido-vapor y vapor-líquido) de un fluido refrigerante T de cambio de estado = f(p) (si p↓ la T↓, si p↑ la T ↑) Calores latente >> Calor sensibles ⇒ ↓ la cantidad refrig y tamaño Su busca tener un líquido a bajap y T 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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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por compresión (II)
Los elementos requeridos son:
• evaporador • compresor • condensador • expansión Ciclo de compresión

Líneascaracterísticas del diagrama de un refrigerante
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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por compresión (III)
Los límites de funcionamiento de un equipo son:
• En el evaporador: la T de la cámara > T del refrig • En el condensador: la T ambiente < T 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: •El calor cedido al exterior es: • El trabajo útil del compresor es: (h3 - h2) (kJ/kg) (h4 - h1) (kJ/kg) (h4 - h3) (kJ/kg)

estos valores se obtienen del diagrama, ó acudiendo a las tablas

COP (coefficient of performance) COP =

Calor Extraido (h3 − h2 ) Trabajo Compresor (h4 − h3 )
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En función de las temperaturas del ciclo, puede ser superior a 3

T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.-Refrigeración por compresión (IV)
Sistemas para refrigerar varios espacios distintos a diferente temperaturas:

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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por compresión (V)
Sistemas para refrigerar varios espacios distintos a diferente temperaturas:

Sistema compuesto

Sistema en cascada

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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por compresión (VI)

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T6.-CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por absorción (I)
El ciclo necesita calor a T (generador), para obtener efecto refrigerante a ↓T (evaporador); como residuo se ha de extraer calor a media T (absorbedor y 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 refrigerante y el H2O el absorbente • El H2O esel refrigerante, y el LiBr el absorbente (T>0ºC, entre 5 y 10ºC) La tensión de vapor del refrigerante se ve alterada por la presencia del absorbente (↓ al la cantidad de absorbente) Con la concentración de la mezcla, se controla la T de evaporación Se deben emplear absorbentes con una tensión de vapor suficientemente baja, y mantener la solución en una temperatura y concentración necesaria, paraque la tensión de vapor sea inferior a la del refrigerante en el evaporador

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T6.- CICLOS DE REFRIGERACION 2.- Refrigeración por absorción (II)
Una máquina de absorción de efecto simple, de LiBr-H2O (I)
Al generador se le aporta la mezcla líquida de LiBr y H2O. Con calor se evapora el agua, el LiBr retorna al absorbedor

El vapor de H2O pasa al condensador y se licua, requiere...