Sergio Balfag N Tema 5


Trabajo Monográfico | Sergio Balfagón Monserrate


ÍNDICE
1. Máquina frigorífica
1.1. Principio de funcionamiento
1.2. Constitución
1.3. Ciclo teórico
1.4. Esquema general
1.5. Aplicaciones
2. Bomba de calor
2.1. Constitución y principio de funcionamiento
2.2. Rendimiento
2.3. Temperatura y transferencia de calor
3. Tipo de bombas de calor
3.1. Bomba de calor agua-agua
3.2. Bomba de caloraire-aire
3.3. Otros tipos
4. Sistemas frigoríficos domésticos
4.1. Los frigoríficos actuales

Antes de empezar con la unidad habrá que repasar algunos conceptos para tenerlos claros durante todo el tema.
El calor es una forma de manifestación de la energía. Cualquier forma de energía se puede transformar íntegramente en calor.
Aunque la unidad de energía en SI es el julio (J), cuando ésta semanifiesta en forma de calor suele medirse en calorías (cal).
Por lo tanto una caloría es la cantidad de calor que hay que suministrar a 1 g de agua para elevar su temperatura de 14,5ºC a 15,5ºC a la presión atmosférica normal. Habitualmente se emplea un múltiplo de caloría como es la kilocaloría que equivale a 1000 calorías.
La escala Kelvin o escala de temperaturas absolutas asigna el valor 0 K ala temperatura denominada cero absoluto. En esta escala, el punto de fusión del agua (0ºC) corresponde a 273 K y el punto de ebullición (100ºC) a 373 k. Para expresar las temperaturas centígrados en kelvin y en viceversa hay que sumar o restar 273.
La licuefacción o condensación es el paso de un cuerpo del estado gaseoso al líquido. Para ello, es necesario sustraerle calor, es decir, enfriarlo.Carnot fue un físico que en sus estudios estableció el llamado ciclo de Carnot, según el cual la transformación de calor en trabajo mecánico solo es posible si se emplean al menos al menos dos fuerzas de calor a temperaturas diferentes.
Kelvin fue un físico que estableció que las temperaturas absolutas a la que se trabaja en un ciclo Carnot son proporcionales a los calores absorbidos y cedidos.
ElPrimer Principio de la Termodinámica postula que cualquiera que sea el procedimiento empleado para convertir calor en trabajo o viceversa, existe una relación constante entre el trabajo desarrollado y en calor consumido, siempre que el estado final del sistema sea igual al inicial. Esta relación se denomina equivalente mecánico del calor (A) y su valor depende de la unidad en las que se expreseel trabajo desarrollado.









1. Máquina frigorífica
En esta unidad vamos a estudiar las máquinas que funcionan de manera inversa a los motores térmicos, es decir, las máquinas frigoríficas.
Una máquina frigorífica es todo dispositivo capaz de hacer descender la temperatura de un determinado objeto o lugar para hacerla inferior a la de su entorno. Este tipo de máquinas se encarga detransformar algún tipo de energía normalmente mecánica, en energía térmica para obtener y mantener esa temperatura menor.

1.1. Principio de funcionamiento
Para explicar el funcionamiento de las máquinas frigoríficas, hemos de tener el cuenta el Segundo Principio de la Termodinámica, según el cual es imposible que una máquina térmica extraiga calor de un foco frío y lo ceda todo a un foco caliente, sinrecibir un trabajo mecánico adicional desde el exterior.
El ciclo cerrado de este tipo de máquinas es inverso al de los motores térmicos. De acuerdo con el Segundo Principio es necesario suministrarle una cierta cantidad de energía W. El frío de produce, normalmente por evaporación de un fluido frigorífico, también llamado refrigerante. Estos fluidos son sustancias que cambian de estado porcondensación o por evaporación a presiones y temperaturas determinadas y que han de cumplir condiciones básicas como, no ser tóxicos, no ser inflamables, tener viscosidad para evitar fugas y no ser corrosivos.
Sin embargo muchos de estos fluidos no cumplen las especificaciones necesarias para su utilización industrial como el propano y el butano, el dióxido de azufre, el freón R113 y los fluidos...