Diagrama presión-entalpia

REFRIGERACIÓN TERMODINÁMICA DEL CICLO FRIGORÍFICO

CONOCIMIENTOS BÁSICOS

TERMODINÁMICA DEL CICLO FRIGORÍFICO
Montaje y funcionamiento de una instalación frigorífica de compresión El refrigerante circula en una instalación frigorífica de compresión en un ciclo cerrado con las siguientes cuatro estaciones: Evaporación A Compresión B Condensación C Expansión D La generación de frío se produceen el evaporador (A). La evaporación se produce con presiones y temperaturas bajas. El refrigerante absorbe calor del entorno, enfriándolo de este modo. El vapor refrigerante todavía frío es aspirado por un compresor (B) y mediante la utilización de energía mecánica se aumenta su presión. A través de la compresión, el vapor refrigerante se calienta. El vapor refrigerante caliente se enfría en uncondensador (C) y se condensa bajo la emisión de calor en el entorno. Después, el refrigerante líquido bajo presión se expande de nuevo en un elemento de expansión (D) con la baja presión de evaporación y se conduce al evaporador. El refrigerante se vuelve a evaporar y se finaliza así el ciclo. p presión baja El diagrama log p-h para refrigerantes absorción de calor en la evaporación Ciclo en unainstalación frigorífica de compresión básica
conte líquido subenfriado n

El ciclo frigorífico emisión de calor en la condensación pre esión alta Con fluidos de trabajo que, como el agua o el refrigerante, pueden aparecer en diversas fases, el diagrama T-s presenta otro aspecto. s En la parte izquierda aparece un área (gris) con el fluido de trabajo líquido y subenfriado. En el centro (azul)existe una mezcla de vapor y líquido, el vapor húmedo. A su derecha (rosa) aparece el fluido de trabajo en forma de vapor y sobrecalentado. También el ciclo frigorífico con sus típicas transiciones de fase se puede representar en este diagrama T-s. El proceso es muy similar al conocido proceso motriz de vapor. La mayor diferencia es que el ciclo circula en el sentido contrario a las agujas del reloj.De este modo, los procesos de evaporación y condensación así como de estrangulación (expansión) y compresión (bombeo) cambian sus posiciones. La superficie cerrada (verde) corresponde al trabajo del compresor que se añade al ciclo.
líquido subenfriado

condensación

compresión

gaseoso

expansión evaporación vapor húmedo temperatura de ebullición

potencia motriz del compresor

enforma de vapor sobrecalentado

líquido

Ciclo frigorífico en el diagrama T-s

En el diagrama log p-h, la presión p se ha trazado sobre la entalpía h. En la parte central (azul) se encuentra el área del vapor húmedo. En este caso, la temperatura corresponde a la temperatura de ebullición de la presión. El área de vapor húmedo está rodeada de curvas límite con el contenido de vapor x=0,0 yx=1,0.
en forma de vapor sobrecalentado

El ciclo ideal Un ciclo se puede representar claramente en el diagrama T-s. La temperatura T del fluido de trabajo se traza sobre la entropía s. La superficie cerrada de los cambios de estado del fluido de trabajo corresponde al trabajo realizado en el ciclo. El ciclo con el rendimiento más alta posible es el ciclo de Carnot. En este caso, la superficiecerrada es un rectángulo. Este ciclo se utiliza como proceso de referencia para describir la calidad de un ciclo. El sentido de rotación del ciclo en el diagrama T-s decide si se s trata de un proceso de bomba de calor (ciclo frigorífico) o de un proceso de máquina motriz (ciclo de vapor). Los ciclos frigoríficos circulan en el sentido contrario a las agujas del reloj y el trabajo representado por lasuperficie verde se añade al ciclo.

A su izquierda (gris) aparece el refrigerante líquido. La temperatura está por debajo de la temperatura de ebullición de la presión. El refrigerante está subenfriado. A la derecha (rosa), se muestra el refrigerante gaseoso y la temperatura está por encima de la temperatura de ebullición. El refrigerante está sobrecalentado. Para cada refrigerante existe un...