Refrigeration

1. -216535-55245-365760-3568704914900-114300<br />INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TAPACHULA<br />PLANTEL 051<br />REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO <br />DIAGRAMA PRESION ENTALPIA Y REFRIGERACION POR ABSORCION <br />SOTO MIRON LUIS ALBERTO<br />LEY PIERLUISSI JUAN ANTONIO <br />FUENTES MARTINEZ ERICK ARTURO <br />MEJIA URBINA CARLOS ENRIQUE <br />SANDOVAL CANCINO JOSE MANUEL<br /> <br />ING. ELECTROMECÁNICA<br /> <br />TAPACHULA DE C. Y O. CHIAPAS A 20 DE JUNIO DE 2010<br />DIAGRAMA PRESION Vs ENTALPIA<br />La entalpía ( H ) es una medida de la cantidad de calor que tiene almacenada una sustancia de acuerdo a una temperatura y a una presión absoluta dada. Las unidades de entalpía es el BTU, pero generalmente se trabaja con el valor de la entalpía específica ( h ) cuyas unidades son BTU/Lbm.<br />h = H / m 1 BTU/Lbm = 1.8 Kcal/Kgm = 7,5348 KJ/Kgm<br />23436200882 <br />El diagrama Presión entalpía es similar al de temperatura entropía, tiene las mismas zonas de fases, las mismas líneas de saturación pero ahora se trabaja con las variable de presión y entalpía. Las líneas de presión son ahora completamente horizontales y no hay forma de ubicar temperaturas por eso se recomienda el uso de ambos diagramas para una mejor ubicación de los procesos.<br />Los puntos dados en el ejemplo anterior A, B, C, D, y E se denominan igual. Las propiedades de entropía y entalpía de los puntos B, D Se hallan en las tablas de saturación, las propiedades del punto E se encuentran en las tablas del vapor recalentado; las propiedades de entalpía y entropía del punto a se encuentran en las tablas del liquido subenfriado o en cartas.<br />228601005840DIAGRAMAS APLICADOS AL CICLO DE REFRIGERACION BASICA<br />Se recuerda el ciclo de refrigeración básica:<br />En el ciclo básico se puede identifican dos zonas; la de presión alta que contienen a los puntos 2 y 3 y la zona de presión baja que contienen a los puntos 4 y 1.<br />Desde el punto de vista de las fases del refrigerante se identifican también dos zonas; la zona donde esta en fase líquida, que contiene a los puntos 3 y 4; la zona donde esta en fase vapor que contiene a los puntos 1 y 2.<br />De acuerdo a lo expresado anteriormente podemos decir de cada punto que:<br />Punto 1: Es el punto de entrada del refrigerante al compresor o de salida del evaporador; se caracteriza por tener presión baja y estar en fase gaseosa.<br />Punto 2: Es el punto de entrada al condensador o de salida del compresor; se caracteriza por tener presión alta y estar en fase de vapor.<br />Punto 3: Es el punto de entrada al elemento de expansión ( capilar o válvulas ) y de salida del condensador; se caracteriza por tener presión alta y estar en fase de líquido.<br />Punto 4: Es el punto de entrada al evaporador o el de salida del elemento de expansión; se caracteriza por tener presión baja y estar en fase de líquido.<br />DIAGRAMA PRESION VS ENTALPIA APLICADO AL CICLO BASICO DE REFRIGERACION<br />Para efectos de mejorar cálculos su ubican los valores de entalpía de los puntos de saturación a presión de alta y baja para que nos sirvan como referencias, tal como se observa en la siguiente figura:<br />234364519<br />Después de trazadas las líneas de presión de alta y baja, con la tabla de saturación de la sustancia, se<br />Hallan los puntos marcados que corresponden a:<br />X: Punto de líquido saturado a presión baja.<br />Y: Punto de vapor saturado a presión baja.<br />Z: punto de vapor saturado a presión de alta.<br />U: Punto de líquido saturado a presión de alta.<br />Identificados todos los puntos se proceden a hallar las entalpías de cada uno, sabiendo que:<br />hf: Entalpía específica del líquido saturado a una presión dada.<br />hg: Entalpía del vapor saturado a una presión dada.<br />Del grafico se puede deducir que:<br />hx: Valor entalpía en BTU/Lbm del líquido saturado a presión absoluta de baja.<br />hy: Valor entalpía en BTU/Lbm del vapor saturado a presión absoluta de baja.<br />hz: Valor entalpía en BTU/Lbm del vapor saturado a presión absoluta de alta.<br />hu: Valor entalpía en BTU/Lbm del líquido saturado a presión absoluta de alta.<br />Gracias a esos valores, se pueden ubicar con precisión los puntos que corresponden al ciclo básico de refrigeración.<br />SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN<br />Funcionamiento de una máquina de aire acondicionado a absorción<br />Desde hace más de veinte años, las máquinas comercializadas de más rendimiento (japonesas o construidas bajo licencia en los Estados Unidos) son o bien las de tipo amoníaco / agua, o quot;
de efecto simplequot;
, o bien máquinas agua / bromuro de litio, o quot;
de doble efectoquot;
.<br />El efecto doble permite hacer pasar el coeficiente de realización (COP: Coeficiente de Rendimiento; coeficiente entre la energía frigorífica producida y el gasto calorífico necesario en el destilador), de una media de 0,6 a más de 1 en las condiciones nominales de funcionamiento (COP frigorífico medido sobre el PCS del gas natural). Este mejoramiento de los rendimientos está vinculado a la puesta en ejecución del paso de regeneración y de un intercambiador térmico suplementario. El doble efecto permite por otra parte, alternar el modo de calentamiento con el modo frío o simultanearlos.<br />Por último , señalemos la aparición de máquinas de quot;
efecto triplequot;
, experimentadas en los Estados Unidos en varios prototipos industriales, de los que el COP alcanza 1,2 - 1,3 en condiciones nominales de funcionamiento<br />152401905<br /> <br />1. Máquina de ciclo de efecto simple amoníaco/agua<br />El efecto simple representa la base técnica de las máquinas a absorción y ayuda a comprender el funcionamiento del ciclo efecto doble (descrito más abajo). El esquema de principio del efecto simple es representado en la figura de más abajo. En el generador 1. La solución amoníaco / agua es llevado a ebullición, gracias a una aportación calorífica asegurada por un quemador que funciona a gas natural. El fluido refrigerante (amoníaco) se vaporiza y se separa del agua bajo una presión próxima a 20 bares . Es enviado hacia el condensador 2. En este, el amoníaco se condensa por enfriamiento gracias al aire exterior.<br />El amoníaco líquido luego se dirige hacia el evaporador 3, donde se detiene. La presión del amoníaco en el seno de este evaporador está próxima a los 4 bares. A causa de la variación de presión, el amoníaco se vaporiza absorbiendo las calorías del circuito de utilización (temperatura en el evaporador está próxima a los + 3 ° C).<br />Estos vapores de amoníaco pasan luego por el aparato de absorción 4, y son absorbidos por el agua proveniente de la separación amoniaco agua que se produjo en el generador<br />2.Máquina de ciclo de doble efecto agua/bromuro de litio<br />La máquina de doble efecto agua / bromuro de litio permite un funcionamiento en modo frío o en modo calor (como la máquina efecto simple pero con prestaciones muy superiores). La técnica es la misma la pareja fluido refrigerante / absorbente es lo que difiere. En el caso de estas máquinas, el fluido refrigerante es agua que cambiará de estado en el ciclo termodinámico. El absorbente es el bromuro de litio que es una sal muy ávida de agua y que absorberá el vapor de agua después de su paso en el evaporador.<br />Funcionamiento en modo frío <br />Los elementos constitutivos de una máquina de doble efecto son los mismos que las de una máquina de efecto simple con el añadido de un generador de baja temperatura. 1.<br />Si el evaporador 3, el sistema absorbente 4 y el condensador 2 desempeñan los mismos papeles y reciben los mismos fluidos que en el caso del efecto simple, la concentración de la solución (Es decir la producción de refrigerante y la regeneración del absorbente) se efectúa en dos etapas distintas (hablamos desde el punto de vista de termodinámica de dos efectos distintos).<br />La primera etapa es idéntica de hecho a la del efecto simple; la solución diluida (o solución rica) se quot;
preconcentraquot;
en el generador a alta temperatura 1, a llama directa (quemador de gas natural 6). La segunda etapa consiste en una concentración final en el generador a temperatura baja de esta solución quot;
intermediaquot;
por el vapor del refrigerante obtenido en elel generador alta temperatura 1. La solución concentrada resultante posteriormente es enviada al sistema de absorción 4; y el vapor total del refrigerante (salidas sucesivamente de los generadores de baja temperatura y de alta temperatura) es dirigido hacia el condensador 2<br />Funcionamiento en modo simultáneo <br />Una recuperación de calor de baja temperatura (37 - 39 °C) sobre el condensador en modo frío es factible sobre toda máquina a absorción que funciona en frío durante el período invernal, con el fin, por ejemplo, de precalentar agua sanitaria, de asegurar el calentamiento de una fachada norte a mitad de temporada o de alimentar una red de suelo radiante.<br />Algunos constructores añaden a sus máquinas intercambiadores complementarios para permitir una producción de agua caliente a alta temperatura (85 °C máximo) simultánea con la producción de agua helada.<br />Estos intercambiadores permiten, por una parte, trabajar con parejas de temperaturas salida / retorno comparables a los modos clásicos de calentamiento (Incremento de T de 20°C con una temperatura de salida de 80 °C). Permiten, por otra parte, evitar la utilización del condensador y del evaporador cuando solo se utiliza en modo calor, transformando así el grupo a absorción en una caldera simple.<br />La producción simultánea de calor para el calentamiento (80 / 60°C) y de frío para el enfriamiento (7/12 °C), adaptada a cada momento a las necesidades, es pues realizable fácilmente.<br />