Compresion De Vapor

EL CICLO DE COMPRESION DE VAPOR
3.1. INTRODUCCION
El ciclo de compresión de vapor es el ciclo de refrigeración más importante desde el punto de vista comercial, permite la evaporación y condensación de un fluido alternativamente por compresión con el clásico ciclo de Carnot, que llevado a la práctica tendremos un ciclo real.
3.2. EL CICLO DE REFRIGERACION DE CARNOT
El rendimiento del ciclode Carnot es mayor que el de cualquier otro que trabaje entre las dos mismas temperaturas extremas, representado en las siguientes figuras.
La máquina térmica de Carnot recibe energía de un foco caliente a alta temperatura, convierte una porción de energía en trabajo, y cede la restante a un foco frio a baja temperatura.
El ciclo de refrigeración de Carnot consigue el efecto inverso de lamáquina térmica, porque transporta energía desde un foco frio a un foco caliente. Para realizar el ciclo de refrigeración se muestran en la figuras 3.2.(a) y 3.2(b).
Los procesos que comprende el ciclo son:
1 - 2 compresión adiabática
2 – 3 cesión de calor isoterma
3 – 4 expansión adiabática
4 – 1 adición de calor isoterma
Todos lo procesos del ciclo de Carnot son termodinámicamente reversible.En consecuencia, los procesos 1 -2 y 3 – 4 son isoentrópicos.
La absorción de calor del foco frio en el proceso 4-1- es la operación de refrigeración y el único efecto útil del ciclo. Todos los restantes procesos del ciclo tienen como misión que la energía tomada de un foco frio a baja temperatura pueda ser cedida a un foco caliente que tiene un rendimiento mayor que cualquier ciclo real.Surge una pregunta razonable. ¿Porqué estudiar el ciclo de Carnot si es un ideal inalcanzable. Hay dos razones para ello: Una es que sirve como tipo de comparación. La otra es que proporciona una guía conveniente sobre temperaturas que deberían mantenerse para conseguir al máximo rendimiento.

(a)

(b)
Fig. 1. (a) Máquina térmica de Carnot. (b) Diagrama temperatura-entropía de la máquina deCarnot.
(a)

(b)
Fig. 2. (a) Ciclo de refrigeración de Carnot. (b) Diagrama temperatura-entropía del ciclo de refrigeración de Carnot
3.3. COEFICIENTE DE FUNCIONAMIENTO
Para poder evaluar el grado de bondad del funcionamiento de un sistema de refrigeración, debe definirse un término que exprese su efectividad. Sin embargo, al índice de funcionamiento no se le llama “rendimiento” porque estetérmino en termodinámica, se reserva comúnmente para la relación de salida a la entrada.salidaentrada
La relación de la salida a la entrada daría lugar a confusión si se aplicase a un sistema de refrigeración, porque la salida en el proceso 2 – 3 no es generalmente aprovechable. Sin embargo, la idea del índice de funcionamiento del ciclo de refrigeración es la misma que la idea que se tieneprácticamente del rendimiento, puesto que representa la relación.
Cantidad de comodidad obtenida/ cantidad de gasto.
El índice de funcionamiento en el ciclo de refrigeración se llama “coeficiente de funcionamiento”. Está definido por:
Coeficiente de funcionamiento=refrigeración útiltrabajo neto
Los dos términos que intervienen en el coeficiente de funcionamiento deben estar en las mismas unidades, esdecir, el coeficiente de funcionamiento es una magnitud adimensional.
3.4. REFRIGERANTE
La sustancia empleada para realizar el ciclo de refrigeración se llama “refrigerante”. Cualquiera entre los numerosos compuestos que existen, puede usarse como refrigerante. Más adelante, en este capítulo, se estudiaran refrigerantes específicos, mientras que las propiedades que hacen tengan éxito comotales se examinarán en el cap. 9.
3.5. CONDICIONES PARA UN COEFICIENTE DE FUNCIONAMIENTO ÓPTIMO
Es de desear tener el mejor coeficiente de funcionamiento posible, puesto que esto indica que una refrigeración dada necesita el menor trabajo posible. ¿Qué puede hacerse en el ciclo de Cartnot, por consiguiente, para lograr un buen coeficiente de funcionamiento?
Para responder a esta pregunta...