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2 CICLO TERMODINAMICO DE REFRIGERACIÓN

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2 CICLO TERMODINAMICO DE REFRIGERACIÓN

  1. 1. CURSO DE REFRIGERACIÓN TEMA 2 CICLO TERMODINÁMICO DE REFRIGERACIÓN (Diagrama de Molliere) 1
  2. 2. INDICE TEMA 2 1. Leyes de la termodinámica 2. Sistema de Compresión Simple 3. Diagrama Entálpico 4. Ciclo de Refrigeración Simple 5. Efectos sobre el Ciclo de Refrigeración Simple 6. Otros Ciclos de Refrigeración 2
  3. 3. 1 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA • La primera ley de la Termodinámica define la función de estado entalpía (H), que tiene que ver con la cantidad y la transformación de la energía de una forma a otra sin importar la calidad. Por ejemplo, nos dice cuánta energía se emplea para realizar un determinado trabajo: potencia de una bomba, capacidad de una máquina de refrigeración, etc. Sin embargo, en la práctica no siempre se puede hacer ese intercambio: no siempre se puede transformar toda la energía de una clase (calor) en la otra (trabajo). 3
  4. 4. 1 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA • la segunda ley de la Termodinámica define la función de estado entropía (S), que se relaciona con el grado de desorden del sistema; dice qué cambios son posibles y cuáles no lo son, y con cuánta eficiencia se puede convertir la energía de una forma a otra. Es decir, permite determinar la calidad de la energía así como el nivel de degradación de la energía durante el proceso. Por ejemplo, la segunda leyes útil en la determinación de las máximas eficiencias de refrigradores y bombas de calor. 4
  5. 5. 1 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA • Existen determinados efectos físicos, llamados Irreversibles, que causan la pérdida de energía disponible. Estos efectos no se pueden evitar, pero se deben reducir al mínimo: • Diferencia de temperatura en la transmisión de calor • Rozamiento • Viscosidad • Mezcla de sustancias. 5
  6. 6. 1 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA • Cuando un proceso se lleva a cabo sin incluir alguno de los efectos anteriores, se llama proceso reversible. Aunque un proceso reversible es un caso ideal imposible de lograr, siempre se tratará de reducir al mínimo los efectos irreversibles (reales) en interés de la conservación de energía. Algunos procesos que pueden idealizar: • Movimiento sin fricción (en mecánica). • Estiramiento elástico de un sólido. • Procesos de cambio de rase (vaporización, condensación, fusión, etc.). 6
  7. 7. 2.1 RELACIÓN PT Y RECIPIENTE • Para explorar el funcionamiento de un sistema de refrigeración, se utiliza un refrigerante R-134 como referencia. La presión y temperatura de saturación de un refrigerante se corresponde cuando hay presente tanto líquido como vapor bajo dos condiciones. • Cuando este teniendo lugar el cambio de estado (vaporación o condensación) • Cuando el refrigerante este en equilibrio (ni se añade ni se elimina calor) 7
  8. 8. 2.2 RELACIÓN PT Y RECIPIENTE • La presión de una botella se estabiliza hasta conseguir la temperatura donde se encuentre. • En una habitación a una temperatura de 24ºC, la botella y su contenido se estabiliza a 646 Kpa • Al introducir la botella en una cámara frigorífica que esté a 4ºC, la botella alcanzará una nueva presión absoluta de 338 kPa. 8
  9. 9. 2.3 RELACIÓN PT Y RECIPIENTE • Si la botella estuviera en una furgoneta a 50 ºC, su presión aumentaría hasta los 1.318 kPa. En este caso, parte del líquido de la botella se vaporiza creando, por tanto más vapor, aumentando así la presión. • Si se abre la válvula de la botella lentamente, dejando escapar vapor a la atmósfera la presión de la botella desciende hasta la presión atmosférica, por ejemplo de 102 kPa, con lo que la botella se congela al alcanzar los -26 9
  10. 10. 2.4 VAPORIZACION DEL REFRIGERANTE 10
  11. 11. 11
  12. 12. 2.5 CONTROL TEMPERATURA VAPORIZACIÓN 12
  13. 13. 13
  14. 14. 2.7 MANTENIMIENTO LIQUIDO EVAPORADOR 14
  15. 15. 15
  16. 16. 2.8 RECUPERACIÓN DE REFRIGERANTE 16
  17. 17. 17
  18. 18. 3 DIAGRAMA ENTÁLPICO 18 Calor Entalpia Temperatura 120 C 2 bar Vapor 100 C Líquido + Vapor Líquido 1 bar 80 C 0.47 bar
  19. 19. 19
  20. 20. 3 DIAGRAMA ENTÁLPICO 20
  21. 21. 21
  22. 22. 4 CICLO DE REFRIGERACIÓN SIMPLE 22 1 4 3 2 Q . Q . P
  23. 23. 23
  24. 24. 4 CICLO DE REFRIGERACIÓN SIMPLE 24 Compresor Condensador Evaporador Válvula expansión Aumenta la presión Cede calor al ambiente Enfria el aire / agua Reduce presión
  25. 25. 25
  26. 26. 4 CICLO DE REFRIGERACIÓN (teorico) 26
  27. 27. 27
  28. 28. 4 CICLO DE REFRIGERACIÓN (expansión) • En el ciclo saturado simple se supone que no hay cambio propiedades de líquido refrigerante a medida que éste fluye a través de la tubería de líquido, desde el condensador hasta el dispositivo de expansión; por tanto, el refrigerante líquido a la entrada del dispositivo de expansión tiene la misma condición que la que se tiene en el punto 3. • En el proceso 3-4 se produce una expansión adiabática (Q = O), es decir, la entalpía del fluido no cambia durante todo el proceso (h4 ~ h3). 28
  29. 29. 29
  30. 30. 4 CICLO DE REFRIGERACIÓN (vaporización) • Balance energético en el evaporador • Caudal másico de refrigerante • Producción frigorífica volumétrica • Caudal volumétrico desplazado (real) por el compresor • Caudal volumétrico teórico del compresor 30
  31. 31. 31
  32. 32. 32
  33. 33. 33
  34. 34. 34
  35. 35. 35
  36. 36. 36
  37. 37. 37
  38. 38. 38
  39. 39. 39
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  41. 41. 41
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  • ngelngel2

    Jun. 23, 2016

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