refrigeracion

República Bolivariana de Venezuela
Universidad del Zulia
Facultad de Ingeniería
Termodinámica II








CICLO DE REFRIGERACIÓN
POR COMPRESIÓN DE VAPOR






Integrantes









Maracaibo, Julio de 2012

INTRODUCCIÓN

Una de las principalesáreas de aplicación de la termodinámica es la refrigeración, que es la transferencia de calor de una región de temperatura inferior hacia una temperatura superior. Los dispositivos que producen la refrigeración se llaman refrigeradores, y los ciclos en lo que operan se denominan ciclos de refrigeración por compresión de vapor, donde el refrigerante se evapora y condensa alternadamente, para luegocomprimirse en la fase de vapor.

En la refrigeración mecánica se obtiene un enfriamiento constante mediante la circulación de un refrigerante en un circuito cerrado, donde se evapora y se vuelve a condensar en un ciclo continuo. Si no existen pérdidas, el refrigerante sirve para toda la vida útil del sistema. Todo lo que se necesita para mantener el enfriamiento es un suministro continuo deenergía y un método para disipar el calor. Los dos tipos principales de sistemas mecánicos de refrigeración son el sistema de compresión, empleado en los refrigeradores domésticos grandes y en la mayoría de los aparatos de aire acondicionado, y el sistema de absorción, que en la actualidad se usa sobre todo en los acondicionadores de aire por calor, aunque en el pasado también se empleaba enrefrigeradores domésticos por calor.









MARCO TEÓRICO

1. Aspectos fundamentales de los ciclos de refrigeración

De la práctica cotidiana el calor fluye desde una zona de alta temperatura a una de baja temperatura sin necesidad de algún dispositivo. El proceso inverso no sucede por si solo (principio de la segunda ley de la termodinámica), para lograr transferir calor desde una zona debaja temperatura a una de alta sin violar la segunda ley requiere de dispositivos especiales conocidos como refrigeradores, figura 1.

Figura 1
Los refrigeradores son dispositivos cíclicos y los fluidos de trabajo empleados en los ciclos de refrigeración se llaman refrigerantes. En la figura 2-A, se muestra de manera esquemática un refrigerador. En este caso QSum es la magnitud del calor extraídodel espacio refrigerado a la temperatura Tsum, Qced es la magnitud del calor liberado hacia el espacio caliente a la temperatura Tcedy Wneto, es la entrada neta de trabajo al refrigerador. Como se analizó, Qsum y Qced representan magnitudes, y por ello son cantidades positivas. (1)

2. Ciclo de Carnot inverso


El ciclo de Carnot es totalmente reversible, permitiendo que los cuatro procesosque comprenden el ciclo puedan invertirse. El resultado es un ciclo que opera en dirección contraria a las manecillas del reloj, que se llama cicloinvertido de Carnot. Un refrigerador o bomba de calor que opera en este ciclo recibe el nombre de refrigeradoro bomba de calor de Carnot.Aunque en la práctica no es utilizado por razones que más adelante se expondrán, sirve de referencia para evaluar eldesempeño de un dispositivo real que trabaje bajo las mismas condiciones de temperatura (2).


Considere un ciclo de Carnot invertido ejecutado dentro de la campana de saturación de un refrigerante, como el que se muestra en la figura (2.1-a)

1-2 Se transfiere (absorción) calor reversiblemente desde la región fría TL, de forma isoterma donde el refrigerante experimenta cambios de fase.2-3 Se comprime el refrigerante isoentrópicamente, hasta que alcanza la temperatura máxima TH.

3-4Se transfiere calor reversiblemente a la región caliente a TH, de forma isoterma, donde el refrigerante experimenta cambios de fase (vapor a líquido).

4-1 Se expande el refrigerante isoentrópicamente hasta, alcanzar la temperatura mínima TL

Los inconvenientes de un ciclo de refrigeración...