Sistemas de refrigeración

REFRIGERACIÓN
Azuaje Carlos, Díaz Rubén, Liang Jun, Sampablo Carlos
Informe de Transferencia de Calor
Dirigido por;
Ing. Gabriela Ávalos
Laboratorio de Transferencia de Calor (TF-2252)

RESUMEN

En esta práctica se analizó el funcionamiento de un sistema de refrigeración, con el objetivo de calcular el coeficiente de operación del sistema, calor del evaporador y trabajo del compresor,para luego comparar los resultados con un ciclo ideal. Todo esto se llevó a cabo encendiendo el sistema hasta que alcanzara el estado estacionario para medir la temperatura de entrada y salida del condensador y evaporador con sus respectivas presiones, además se midió la velocidad y temperatura de entrada y salida del aire en ambos dispositivos, condicionándolo de tres formas, de las cuales lasdos primeras condiciones fueron con una válvula automática. En la primera se realizaron las mediciones tomando la velocidad del ventilador del evaporador y condensador como “media”, para la condición siguiente se realizaron las mismas mediciones con la velocidad del ventilador “alta” y finalmente en la última condición se reemplazó la válvula por un tubo capilar como dispositivo de expansión con lavelocidad del ventilador “alta”. Con la velocidad del aire se calculó el caudal, flujo másico del aire, luego el flujo másico del refrigerante del sistema (R-134A), finalmente con estos datos se logró calcular los valores que inicialmente eran desconocidos.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Luego de realizar cada uno de los balances de energía mostrados en el Apéndice, y usando las propiedadestermodinámicas de las tablas 7 y 8, se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 1. Energía de cada Dispositivo

| WC | QL | QH | COP |
Modo | ± 0,1 [KW] | ± 0,2[KW] | ± 0,2[KW] | ±0,02 |
1 | 22,6 | 15,8 | 18,6 | 4,12 |
2 | 72,0 | 82,2 | 79,4 | 4,12 |
3 | 60,1 | 71,2 | 62,8 | 4,12 |


Una vez obtenidos dichos resultados, se puede observar como se realizó en la prácticaque el calor retirado en el ciclo de tubo capilar es mayor que el otro, sin embargo la potencia consumida por el compresor en el ciclo con válvula es mayor comparada con el tubo capilar. Lo que implica un bajo coeficiente de rendimiento, y por ende un gasto energético mucho más vulnerable.

Otro aspecto importante a destacar, es el flujo másico de cada ciclo, el cuál reporta unavariación significativa de uno respecto a otro, lo que lleva a la diferencia de los QL, en cada uno de los ciclos, es decir, mientras más masa pasa en el ciclo retira mayor calor del sistema.

CONCLUSIONES

Una vez realizados los cálculos correspondientes y obtenidos los valores de los parámetros más relevantes del ciclo, se puede concluir lo siguiente:

1. El ciclo de refrigeraciónno posee adquiere una diferencian apreciable en la eficiencia ya que prácticamente el COP es el mismo en las 3 condiciones.
2. Derivado de la conclusión anterior, el ciclo en modo válvula alta, consume más trabajo debido a la alta exigencia que requiere por su condición de absorción, es por consiguiente, que su instalación debe hacerse para operaciones con rangos de temperaturas muy bajos.3. El uso de tubos capilares en sistemas de refrigeración, conlleva a mayor ahorro económico por la potencia consumida, es por ello que las neveras domésticas usan este sistema debido a que la temperatura con las cuales ellas operan no requieren tanta absorción de energía, a un bajo costo.



DATOS EXPERIMENTALES

Las mediciones de Presión y Temperatura en cada punto, para los tresmodos de operación, se realizaron una vez que el sistema se encontraba estable, es decir, no existía variación de temperatura en el mismo punto durante un período de tiempo corto.

Una vez que el sistema se estabilizó, se procedió a tomar las medidas de los puntos, así como una medición de velocidad del aire y temperatura de aire, para calcular el flujo másico.

Para el cálculo...