criminologia

Problema de Ciclo de refrigeración

En un refrigerador se utiliza refrigerante 134a como fluido de trabajo y opera en un ciclo ideal de refrigeración por compresión devapor entre 0,14 y 0,8 Mpa, Si el flujo masico del refrigerante es 0,05 kg/s, determine a) la tasa de eliminación de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia alrefrigerador, b) la taza de rechazo de calor al medio ambiente y c) el COP del refrigerador.

Respuesta:
Grafico T-s del ciclo:

El problema nos pide la tasa de eliminaciónde calor (), la taza de rechazo de calor ( y la potencia del compresor (), esto significa la cantidad de calor suministrado por unidad de tiempo así como cantidad de trabajopor unidad de tiempo o sea kJ/s que es un kW, para un dispositivo de una sola corriente la ecuación de balance de energía de flujo estable es:

Donde . Para el proceso 1 – 2tenemos una compresión isentrópica adiabática donde solo hay entrada de trabajo por lo tanto de la ecuación anterior tenemos que: , para el proceso 2 – 3 tenemos rechazo decalor a presión constante en un condensador quedando la ecuación de balance energético así: y para el proceso 4 –1 tenemos una absorción de calor a presión constante en elevaporador quedando la ecuación de balance energético así: .
La tabla del refrigerante 134a nos indica:


Para P1 = 0,14 Mpa = 140 kpa
Tenemos Vapor saturado

h1 = hg =239,16 kJ/kg
s1 = sG = 0,94456 kJ/kg.K.


Y

Para P2 = 0,8 Mpa
Tenemos vapor sobrecalentado
s2 = s1
h2 = 275,39 kJ/kg

Para la P3 = 0,8 Mpa  h3 = hF = 95,47 KJ/kg.Entonces: a)

b)
c) esto implica que el refrigerador elimina 4 unidades de energía térmica del espacio refrigerado por cada unidad de energía eléctrica que consume.