MÁQUINAS TÉRMICAS, REFRIGERADORES y BOMBAS DE CALOR
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- Lorenzo Carrizo Peña
- hace 7 años
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1 MÁUINAS ÉRMICAS, REFRIGERADORES y BOMBAS DE CALOR Equipo docente Antonio J. Brero / Alfonso Cler / Mrino Hernández Dpto. Físic Aplicd. E..S. Agrónomos (Alcete) Plo Muñiz / José A. de oro Dpto. Físic Aplicd. Escuel I..A. (Ciudd Rel) 1
2 Máquins térmics: conversión de clor en trjo, con ls limitciones mrcds por l Segund Ley Fuente Elementos de un ciclo de compresión de vpor Clder CICLO rjo neto in Bom out + in urin out Sumidero Condensdor * Al menos dos focos diferentes temperturs * Un ciclo termodinámico p L turin produce trjo out >0 * Un fluido de trjo L om requiere trjo in <0 V out in Ciclo recorrido en sentido horrio 2
3 Máquins térmics: Rendimiento Blnce de energí del ciclo: plicmos el 1 er principio. + 0 Fuente Clder > 0 < 0 > 0 CICLO rjo neto in Bom out + in urin out Sumidero Condensdor <0, pues es el clor que sle del ciclo + El rendimiento es el cociente entre el trjo neto producido y el clor que dee suministrrse l ciclo pr producirlo η 1 3
4 Máquins térmics ersiles: teorem de Crnot Vemos l situción cundo todos los procesos de intercmio de energí ocurren de form ersile S universo S S S rjo η CICLO 1 neto + S + S ciclo Fuente Por ser un ciclo, l vrición de entropí es nul < 0 (l fuente cede clor) > 0 (el sumidero recie clor) Máximo rendimiento termodinámicmente posile pr un máquin Clder térmic η in Bom urin ods ls máquins térmics ersiles que Sumidero operen entre ls misms temperturs de fuente y sumidero tienen el mismo Condensdor rendimiento (teorem de Crnot). 0 (todos los procesos son ersiles) 1 out + in Suniverso S + S + 0 (Procesos ersiles) 4 out
5 Ciclos frigoríficos. Refrigerdores. Blnce de energí del ciclo: plicmos el 1 er principio. + 0 Foco cliente Lo que se pretende con este ciclo es extrer energí del foco frío pr mntener j su tempertur. < 0 > 0 < 0 CICLO rjo neto Eficienci del ciclo frigorífico: Cociente entre el clor extrído del foco frío y el trjo necesrio pr llevr co este proceso. ε COP * Al menos dos focos diferentes temperturs * Un ciclo termodinámico * Un fluido de trjo Foco frío pero hor se trt de trnsferir energí desde el foco frío hci el foco cliente. Pr hcerlo, es preciso portr trjo. p Coeficiente de operción frigorífic V Ciclo recorrido en sentido ntihorrio 5
6 Ciclos frigoríficos. Refrigerdores. Esquem de funcionmiento de un ciclo de compresión de vpor Foco cliente < 0 > 0 < 0 CICLO rjo neto Válvul Condensdor Compresor Foco frío Evpordor Eficienci de un ciclo frigorífico idel Cundo todos los procesos son ersiles ε COP / 1 / / 1 / ε COP + El COP pr un refrigerdor es myor que l unidd siempre que > - 6
7 Ciclos frigoríficos. Refrigerdores. L tempertur l cul se evpor un líquido (o se condens un vpor) depende de l presión y de l tempertur; sí pues, si se hce trjr l máquin con un fluido decudo, éste se evporrá tempertur y presión js en el evpordor (tomndo clor de su entorno) y se condensrá tempertur y presión lts en el condensdor (desprendiendo clor su entorno). El ciclo simple de refrigerción por compresión del vpor const de cutro elementos: 1. Evpordor: sore clor j tempertur hciendo hervir un líquido j presión. El evpordor sore clor del lugr que se quiere mntener j tempertur (foco frío). 2. Compresor: ument l presión del vpor, consume energí mecánic. Esquem de funcionmiento de un ciclo de compresión de vpor Válvul Condensdor Evpordor Compresor 3. Condensdor: desprende clor sus lrededores cundo se condens el vpor lt presión. 4. Reductor de presión (válvul): l lt presión del líquido formdo en el condensdor dee reducirse ntes de que el mismo se devuelto l evpordor. 7
8 Ciclos frigoríficos. Bom de clor. Un ciclo frigorífico puede utilizrse con el propósito no de enfrir un recinto, sino pr clentr otro; es decir, pr trnsferir clor desde un foco frío l tempertur hst un recinto que queremos mntener un tempertur myor. En este cso, tenemos un om de clor, de eficienci (o coeficiente de operción) ddo por: Funcionmiento de un om de Esquem clor (ciclo de compresión funcionmiento de vpor) de un ciclo de compresión de vpor Condensdor ε COP Eficienci de un ciclo frigorífico idel usdo como om de clor. ε COP Se define de est mner porque hor estmos interesdos en el clor suministrdo l recinto tempertur. 1 1 / 1 1 / Válvul Compresor Evpordor ε COP El COP pr un om de clor es myor que l unidd siempre que > - 8
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