Ejercicio De Termodinamica Resuelto

TERMOTECNIA IQ Ejercicio Producción de Frío Apellidos: Nombre:

25-Enero-2013

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En el sistema de producción de frío de 120 kW que se muestra enla figura, se utiliza R404A como refrigerante. El líquido saturado que abandona el condensador se divide en dos corrientes que se llevan a un enfriador. Unade las corrientes cede calor enfriándose 10 ºC para posteriormente expandirse hasta la presión del evaporador. La otra corriente se expande primero hasta lapresión del evaporador y posteriormente se introduce en el enfriador, de dónde sale como vapor saturado. Este vapor saturado se mezcla con el vapor recalentadoque sale del evaporador (20 ºC de recalentamiento) y se lleva al compresor. La temperatura de condensación es de 45 ºC y la de evaporación de -20 ºC. Calcularla potencia de compresión requerida y el COP del ciclo.

Solución: PF = 120 kW Te = -20 ºC con 20 ºC de recalentamiento a la salida → 0 ºC Tc = 45 ºC Conestos datos se dibuja el ciclo (menos la etapa de compresión) y se determinan las entalpías

h1 = 378 kJ/kg h4 = h7 = 275 kJ/kg h5 =h6 = 252 kJ/kg h8 = 355kJ/kg me = m6 = PF/(h1 – h6) = 120/(378-252) = 0,952 kg/s Balance al enfriador: m6·h4 + m7·h7 = m6·h5 + m7·h8 → 0,952·275 + m7·275 = 0,952·252 + m7·355 → m7= 0,274 kg/s Balance al mezclador: m6·h1 + m7·h8 = (m6 + m7)·h2 0,952·378 + 0,274·355 = (0,952 + 0,274)·h2 → h2 = 373 kJ/kg Situando este punto se puedecompletar el diagrama y determinar h3 = 418 kJ/kg qw = (m6 + m7)(h2 – h3) = (0,952 + 0,274)(373 - 418) = -55,2 kJ/s → 55,2 kW COP = qe /qw = 120/55,2 = 2,2