Ciclo de refrigeración por la compresión de un vapor. M del Carmen Maldonado Susano

Transcripción

1 Ciclo de refrigeración por la compresión de un vapor 1

2 Depósito térmico Es un sistema incapaz de recibir o efectuar trabajo, mantiene su temperatura constante y cuenta solamente con la transmisión de calor para interactuar con otros sistemas. 2

3 Máquina Térmica Son sistemas que operan cíclicamente y por sus fronteras solamente circulan calor y trabajo. Se considerará que la máquina térmica intercambia calor únicamente con depósitos térmicos. 3

4 Máquina Térmica Si el depósito térmico cede calor a la máquina térmica se dice que el depósito es una fuente de calor. Si la máquina térmica cede calor al depósito se dice que es un sumidero. 4

5 Máquina térmica La máquina térmica contiene una sustancia de trabajo o agente de transformación que sufre cambios cíclicos. 5

6 Calor Q A Depósito caliente La máquina absorbe energía térmica de un depósito caliente, libera la energía térmica al depósito frío y efectúa un trabajo W. Motor Trabajo Calor Q B Depósito frío 29/09/2014 M del Carmen Página Maldonado No. Susano 6

7 Bomba de calor Los refrigeradores y las bombas de calor son máquinas térmicas que operan a la inversa. 7

8 Calor Q A Depósito caliente La máquina absorbe energía térmica del depósito frío y entrega energía térmica al depósito caliente. Motor Trabajo Calor Q B Depósito frío 8

9 Proceso reversible Si el paso del estado final al inicial es posible sin efectuar ningún cambio en el medio ambiente. 9

10 Proceso irreversible Si el paso del estado final al inicial es imposible sin efectuar ningún cambio en el medio ambiente. 10

11 2ª Ley de la Termodinámica No es posible construir una máquina capaz de convertir por completo, de manera continua, la energía térmica en otra forma de energía 11

12 Enunciado de Clausius Es imposible que el calor pase por si sólo desde una región de menor temperatura hacia una zona de mayor temperatura 12

13 Partes del Ciclo de Refrigeración 13

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15 Tipo de Refrigerante : R134 A Una máquina térmica lleva a cierta sustancia de trabajo a través de un proceso de un ciclo durante el cual : 15

16 Tipo de Refrigerante : R134 A La energía térmica se absorbe de una fuente a alta temperatura. La máquina realiza trabajo. La máquina expulsa energía térmica a una fuente de menor temperatura. 16

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18 La refrigeración ofrece un amplio espectro de aplicaciones en la ingeniería mecánica, así como en otras muchas disciplinas. La máquina de refrigeración utilizada más a menudo es la máquina de refrigeración por compresión. 18

19 En este tipo de construcción, tanto el motor como el compresor están encapsulados dentro de una cabina de metal soldada de manera hermética a los gases. La refrigeración del electromotor se realiza a través del vapor del refrigerante aspirado. En este caso se habla de un compresor refrigerado por vapor aspirado. 19

20 La tarea del evaporador consiste en extraer calor del ambiente. La extracción de calor se logra mediante el cambio de estado (evaporación) del refrigerante en los tubos del evaporador. Para el cambio del estado líquido al gaseoso, se requiere energía, que se extrae del ambiente en forma de calor. A través de la extracción de calor, se reduce la temperatura del ambiente. 20

21 La tarea del condensador consiste en disipar los flujos térmicos absorbidos durante el ciclo de refrigeración al ambiente. Para ello, el refrigerante en forma de vapor se condensa isobáricamente bajo emisión del calor de condensación. Los flujos térmicos a disipar se dividen en: Energía térmica del trabajo del compresor. Energía térmica absorbida del evaporador. Al igual que el evaporador, el condensador también es calentado por agua. Sin embargo, en este caso, la energía térmica absorbida es cedida al agua, calentando así el depósito a lo largo del funcionamiento. 21

22 La tarea de la válvula de expansión termostática (Fig. 3.5) consiste en expandir el refrigerante y mantener el sobrecalentamiento en la salida del evaporador en un valor constante. 22

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