Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Ciclo de refrigeracion por compresion de vapor

No description
by

Claudia Manrique Alvarado

on 13 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Ciclo de refrigeracion por compresion de vapor

(3) Compresión isotérmica:
Se pone la fuente de calor de temperatura T1 en contacto con el cilindro y el gas comienza a comprimirse pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría T2. Durante esta parte del ciclo se hace trabajo sobre el gas, pero como la temperatura permanece constante, la energía interna del gas no cambia y por tanto ese trabajo es absorbido en forma de calor por la fuente T1.
CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
EL CICLO INVERTIDO DE CARNOT
Luego de este intercambio energético, un compresor mecánico se encarga de aumentar la presión del vapor para poder condensarlo dentro de otro intercambiador de calor conocido como condensador
PROCESOS
1-2 Compresión isentrópica en un compresor
2-3 Rechazo de calor a presión constante en un condensador
3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansión
4-1 Absorción de calor a presión constante en un evaporador
Dispositivos que forman el ciclo de refrigeración por compresión de vapor
(4) Compresión adiabática:
La fuente T1 se retira en el momento adecuado para que durante el resto de la compresión el gas eleve su temperatura hasta alcanzar exactamente el valor T2 al mismo tiempo que el volumen del gas alcanza su valor mínimo. Durante esta etapa no hay intercambio de calor, por eso se llama compresión adiabática, y se realiza un trabajo sobre el gas todo el cual se convierte en energía interna del gas.
(2) Expansión adiabática:
La expansión isotérmica termina en un punto preciso tal que el resto de la expansión, que se realiza adiabáticamente (es decir sin intercambio de calor), permite que el gas se enfríe hasta alcanzar exactamente la temperatura T1 en el momento en que el pistón alcanza el punto máximo de su carrera y el gas alcanza su volumen máximo. Durante esta etapa todo el trabajo realizado por el gas proviene de su energía interna.
(1) Expansión isotérmica
: se parte de una situación en que el gas ocupa el volumen mínimo y se encuentra a temperatura T2 y presión es alta. Entonces se acerca la fuente de calor de temperatura T2 al cilindro y se mantiene en contacto con ella mientras el gas se va expandiendo a consecuencia de la elevada presión del gas. El gas al expandirse tiende a enfriarse, pero absorbe calor de T2 y así mantiene su temperatura constante durante esta primera parte de la expansión. El volumen del gas aumenta produciendo un trabajo sobre el pistón. La temperatura del gas permanece constante durante esta parte del ciclo, por tanto no cambia su energía interna y todo el calor absorbido de T2 se convierte en trabajo.
El ciclo de refrigeración que se utiliza con más frecuencia es por compresión de vapor, donde el refrigerante se evapora y se condensa alternadamente, para luego comprimirse en la fase de vapor.
Un refrigerador o bomba de calor que opera en el ciclo invertido de Carnot es definido como un refrigerador de Carnot
El ciclo invertido de Carnot es el ciclo de refrigeración más eficiente que opera entre dos niveles específicos de temperatura.
El ciclo invertido de Carnot no puede aproximarse en los dispositivos reales y no es un modelo realista para los ciclos de refrigeración..
Maquina Combustión Externa
Como funciona un compresor?


Motor de Vehículo
Maquina Combustión Interna
Lo que gráficamente sería...
Y así sucesivamente...
El trabajo total del ciclo de carnot se resume de la siguiente manera:
El rendimiento de las máquinas de Carnot (n) se calcula de la siguiente forma:
Cualquier proceso que sea un ciclo, puede dividirse en infinitos ciclos de Carnot...
“El mundo material pasa de los estados ordenados a un desorden siempre creciente, y el estado final del universo será el de máximo desorden”
(Rudolf Arnheim : “Arte y entropía”.)

"La entropía de los cristales perfectos de todos los elementos y compuestos es cero en el cero absoluto de temperatura"
La entropía se relaciona con el modelo molecular de los elementos, lo que quiere decir que como en el estado gaseoso las moléculas tienen mas libertad de movimiento, la entropía es mayor; a diferencia del estado solido que sus moléculas solo vibran.

S(gases) > S(líquidos) > S(sólidos)



Tercera ley de la termodinámica.
Este ciclo es el más utilizado en refrigeradores, sistemas de acondicionamiento de aire y bombas de calor
Bibliografía
Apuntes de termodinámica, Profesor Juan Chamorro.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/carnot/carnot.htm
Callen, Herbert B. (1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics.
I. Martinez TERMODINÁMICA BÁSICA Y APLICADA.
Http://www.profesorenlinea.cl/ciencias/entropia.htm
Mauricio Bugueño
Victoria Villa
Adriana Saavedra
Yesarela Cornejo
Integrantes
- Nuestro trabajo se hizo íntegramente por todos los que conformamos este grupo. Juntos desarrollamos cada uno de los temas a tratar, dividiendo la información para resumirla cada uno, rescatando lo mejor de ello.
- Tiempor efectivo de trabajo: 6 horas aprox.
- Autoevaluación: 7.0
Muchas Gracias por su Atención...
CICLO IDEAL DE
REFRIGERACIÓN
POR COMPRESIÓN DE
VAPOR
Muchos de los aspectos asociados con
el ciclo invertido de Carnot
pueden ser eliminados al evaporar el
refrigerante por completo antes de que
se comprima, y al sustituir la turbina
con un dispositivo
de estrangulamiento,

SE DENOMINA
Evaporador
Condensador
Compresor
Válvula de estrangulamiento
Como funciona
el sistema de refrigeración
por compresión
Al evaporarse el liquido refrigerante camba su estado a vapor
Durante el cambio de estado el refrigerante en estado de vapor absorbe energía térmica del medio en contacto con el evaporador, bien sea este medio gaseoso o líquido.
En este intercambiador se liberan del sistema frigorífico tanto el calor latente como el sensible, ambos componentes de la carga térmica.
El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización)
Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado.
Este aumento de presión además produce un aumento en su temperatura, para lograr el cambio de estado del fluido refrigerante y producir el subenfriamiento del mismo, es necesario enfriarlo al interior del condensador; esto suele hacerse por medio de aire y/o agua conforme el tipo de condensador, definido muchas veces en función del refrigerante.
El refrigerante ya en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través de la válvula de expansión y repetir el ciclo de refrigeración por compresión.
COMPRESOR
VALVULA DE EXPANSIÓN

CONDENSAD0R
EVAPORADOR
Aspira el fluido refrigerante, procedente del evaporador, para después impulsarlo hacia el condensador.
El fluido sufre pues un incremento de presión y temperatura en el compresor
Ciclo Real de Refrigeración por compresión de vapor

Un ciclo real de refrigeración por compresión de vapor difiere de uno ideal en varios aspectos, principalmente debido a las irreversibilidades que ocurren en varios componentes.

Ciclo Real de Refrigeración por compresión de vapor

El sistema de presiones múltiples se distingue de la presión única en que el sistema de refrigeración trabaja con dos o mas “bajas presiones”
Por ejemplo, en una lechería donde el evaporador funciona a - 35 ºC para endurecer el helado, mientras que otro evaporador trabaja a 1 ºC para enfriar la leche, este sistema de refrigeración es de presiones múltiples.

2.5 Sistemas de presiones múltiples

Corresponde a la zona entre la salida del condensador y la entrada a la válvula de expansión. En el diagrama p-h esta es:
h3-h4
Zona de sobrecalentamiento
Corresponde a la zona entre la salida del evaporador y la entrada al compresor. En el diagrama p-h esta es h1-h6.

Zona de subenfriamiento

En la figura se muestra un ciclo en doble cascada en el que dos ciclos de refrigeración por compresión de vapor colocados en serie comparten un intercambiador de calor en contracorriente.

2.5.4 Sistema en cascada

Ejemplo una empresa necesita refrigerar a baja temperatura en un proceso industrial, y que debe también proporcionar aire acondicionado a sus oficinas.

2.5.3 Dos evaporadores y un compresor

En este sistema de dos etapas de compresión se efectúa el economizado en trabajo por que reduce el trabajo de compresión.

2.5.2 Enfriamiento intermedio con refrigerante líquido

Con esta técnica se obtiene un ahorro de la potencia necesaria en la refrigeración si el vapor saturado que se produce al expandir el líquido refrigerante se separa y se comprime antes de la expansión completa.

2.5.1 Separación de vapor saturado

En la práctica, los sistemas de refrigeración utilizan un intercambiador de calor, este intercambiador de calor subenfría al líquido que sale del condensador utilizando vapor procedente del evaporador.

Intercambiador de calor


Es el trabajo de compresión por el caudal de refrigerante.


Donde: N= Potencia requerida por el compresor HP
W = trabajo de compresión kCal/kg
m = caudal en masa kg/min
fe = factor de conversión

Potencia mecánica del compresor

Diagrama de Mollier

2.2. CICLO TERMODINAMICO ESTANADAR DE COMPRESIÓN DE VAPOR

El coeficiente de funcionamiento o de operación es:

Caudal en masa.- el caudal del refrigerante puede calcularse dividiendo la capacidad de refrigeración del sistema en kcal/min por Tn entre el efecto refrigerante.

Coeficiente de funcionamiento


Donde W=0


Efecto refrigerante.- El efecto refrigerante es el calor puesto en juego en el proceso 4-1.
ER = h1 - h4

Proceso de evaporación (4-1)



Donde: Q=0 y W=0


Proceso a entalpía constante.
Este proceso se realiza en la válvula de expansión termostática en un sistema comercial e industrial.

Proceso de expansión (3-4)

Calor rechazado



Donde W=0



El calor h3-h2 es negativo, lo que expresa que el calor es cedido por el refrigerante. El valor del calor cedido se necesita para el cálculo de las dimensiones del condensador y del caudal necesario del líquido refrigerante en el condensador.

Proceso de condensación (2-3)

Para poder evaluar el grado de bondad del funcionamiento de un sistema de refrigeración, debe definirse un término que exprese su efectividad. La idea del índice de funcionamiento del ciclo de refrigeración es la misma que la idea que se tiene prácticamente del rendimiento, es así que el índice de funcionamiento en el ciclo de refrigeración se llama coeficiente de funcionamiento, está definido por:

2.3 Coeficiente de funcionamiento

2.2. CICLO TERMODINAMICO ESTANADAR DE COMPRESIÓN DE VAPOR

El ciclo estándar de compresión de vapor se muestra en la figura 3.2. Los procesos que comprende el ciclo estándar de compresión son:

2.4. CICLO ESTANDAR DE COMPRESIÓN DE VAPOR

Proceso de compresión (1-2)

Donde Q=0 por ser la compresión adiabática








El signo (-)sig. Trabajo entregado al sistema

Análisis de los procesos
Full transcript