UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ASIGNATURA
REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO TEMA
CICLO DE REFRIGERACION CATEDRÁTICO
Dr. ING. HUATUCO GONZALES, Mario EXPOSITORES:
CHECYA CHECY A ALAT ALATA A DENNIS
DE LA CRUZ MEZA ADDERL ADDERLY Y
PONCE GUTIERREZ VICTOR
- RODRIGUEZ QUISPE JULIO - SANTANA BAUTISTA EFRAIN
CICLO DE REFRIGERACION
COMPRESOR
.!
INTRODUCCION
El cam! "# la $#%$&'#$ac&() &)cl*+# l!, $#%$&'#$a"!$#, "!m,.&c!,/ la c!)'#lac&() "# ca$)#,/ %$*.a, + l#'*m0$#,/ #)%$&am&#).! "# l!cal#,/ %a0$&cac&() "# 1&#l!/ $!c#,!, &)"*,.$&al#, + la).a, c$&!')&ca,/ !$ m#)c&!)a$ ,(l! al'*)a,2 Pa$a l!'$a$ #,.!/ l! 3*# ,# 1ac# #, *) $!c#,! m#"&a).# #l c*al *) "&,!,&.&4! $#.&$a #)#$'5a "# *) "#(,&.! "# .#m#$a.*$a 0a6a a$a ll#4a$l! a *) "#(,&.! "# .#m#$a.*$a al.a/ ,&) #m0a$'!/ "# ac*#$"! c!) la ,#'*)"a l#+ "# la .#$m!"&)7m&ca/ #,.! #, &m!,&0l# "# l!'$a$ a m#)!, 3*# ,# *.&l&c# .$a0a6!2
CICLO DE CARNOT
82- MARCO TEORICO La *.&l&9ac&() "#l %$5! #, *) $!c#,! c!)!c&"! +a "#,"# m*+ a).&'*! #) #l ,&'l! XII l!, c1&)!, *.&l&9a0a) m#9cla, "# ,al&.$# c!) #l ;) "# #)%$&a$ a'*a #) l!, ,&'l!, XVI + XVII/ &)4#,.&'a"!$#, + a*.!$#, c!m! B!+l#/ Fa$a"a+
#.c/ 1ac#) l!, $&m#$!, &).#).!, $7c.&c!, "# $!"*cc&() "# %$5!2 E) ?@/ P#$&), "#,a$$!lla ,* a.#).# "# m73*&)a %$&'!$5;ca "# c!m$#,&() "# .#$ + #) ?@ T1&l!$&#$ %a0$&ca )# ca$0()&ca !$ #=a),&()/ P&c.#. "#,a$$!lla *)a m73*&)a "# c!m$#,&() "# a)15"$&"! ,*l%*$!,!/ L&)"# !.$a "# am!)5ac!/ L&)"# + &)"1a*,#) la "# a)15"$&"! ca$0()&c!/ V&)c#). la "# cl!$*$! "# m#.&l!/ #.c2 D#,"# #l *).! "# 4&,.a "# ,*, al&cac&!)#,/ la .c)&ca "#l %$5! $#4&,.# *) '$a) &).#$, "#).$! "# la #4!l*c&() &)"*,.$&al a 3*# !0l&'a #l c!).&)*! al9a "# la 4&"a2 La $#%$&'#$ac&() .&#)# *) aml5,&m! cam! #) l! 3*# $#,#c.a a la c!),#$4ac&() "# al&m#).!, / $!"*c.!, %a$mac*.&c!, + ma.#$&a, a$a la &)"*,.$&a /
2-TCNICAS Y SISTEMAS DE PRODUCCIN DE FRO 2?2- SISTEMAS BASADOS EN EL CAMBIO DE ESTADO DE UNA SUSTANCIA2E) #,.!, ,&,.#ma, &).#$4&#)# #l cal!$ la.#).# "#l cam0&! "# #,.a"! + ,# *#"# 1ac#$ la ,&'*&#).# ,*0"&4&,&(): -
Por "#$i%&/ #) 3*# la $!"*cc&() "# %$5!/ ! l! 3*# #, l! m&,m!/ la ,*,.$acc&() "# cal!$ a la ca$'a a $#%$&'#$a$/ ,# *.&l&9a a$a a,a$ a *)a ,*,.a)c&a "#l #,.a"! ,(l&"! al "# l53*&"!2
! Por $#'(i)a*i%&, #) 3*# #l a,! ,# #%#c.a "# ,(l&"! a 'a, m#"&a).# la a"&c&() "# cal!$/ ,&#)"! #l #6#ml! m7, $#$#,#).a.&4! #l a)15"$&"! ca$0()&c!/ a$a la $!"*cc&() "# )# ca$0()&ca2
- Por +aori-a*i%&, #) "!)"# ,# #)'l!0a) .!"!, l!, $!c#,!, #) l!, 3*# *) l53*&"! a,a a %a,# "# 4a!$ al ,*m&)&,.$7$,#l# *)a c&#$.a ca).&"a" "# cal!$/ *"&)"!,# "&,.&)'*&$ "!, ca,!,/
Al'*)a, m73*&)a, %$&'!$5;ca, ,# *#"#) cla,&;ca$/ ,#') #,.# ,&,.#ma $#c!'&"a "# 4a!$#,/ #) la ,&'*&#).# %!$ma: Máquinas de absorción/ #) la, 3*# l!, 4a!$#, 3*# ,# %!$ma)
aa"&#)"! cal!$ al ,&,.#ma/ ,!) a0,!$0&"!, + $#c*#$a"!, m#"&a).# *) a0,!$0#).# l53*&"!2 Máquinas de compresión/ #) la, 3*# l!, 4a!$#, ,!) a,&$a"!, +
c!m$&m&"!, m#"&a).# *) c!m$#,!$ + l&c*a"!, #) *) c!)"#),a"!$ l!, c!m$#,!$#, *#"#) ,#$ "# m0!l! ! $!.a.&4!,/ c!) ! ,&) $#%$&'#$ac&() &).#$m#"&a2 L!, #3*&!, %$&'!$5;c!, a 0a,# "# c!m$#,!$#, "# m0!l!, + %*)c&!)am&#).! a*.!m7.&c!/ ,!) l!, 3*# ,# *.&l&9a) ca,& #=cl*,&4am#).# #) l!, %$&'!$5;c!, &)"*,.$&al#,2 Máquinas de eyección/ #) la, 3*# l!, 4a!$#, ,!) a$$a,.$a"!, !$ #l
#%#c.! V#).*$& 3*# '#)#$a #l a,! "# !.$! K*&"! a '$a) 4#l!c&"a"2 S&,.#ma, 0a,a"!, #) la #=a),&() a"&a07.&ca2
28 SISTEMAS BASADOS EN LA EXPANSIN ADIABTICA DE UN FLUIDO GASEOSO2E) #,.!, ,&,.#ma, ,# c!),&'*# #l #)%$&am&#).! "#l m&,m!/ m#"&a).# "!, .&!, "# m73*&)a,/ a> Pa$a la $!"*cc&() "# a&$# l53*&"!/ <#%#c.! J!*l#-T1!m,!)> 0> La, m73*&)a, $#%$&'#$a"!$a, "# a&$#/ #) la, 3*# #l a&$# c!m$&m&"! al #=a),&!)a$,# #) *) #=a),!$ <.*$0&)a ! c&l&)"$! "# .$a0a6!>/ ,# #)%$5a/ $#al&9a)"! al m&,m! .&#m! *) .$a0a6!/ 3*# *#"# ,#$ a$!4#c1a"! a$a la c!m$#,&() "#l a&$#2
2- CICLO DE REFRIGERACIN El %*)c&!)am&#).! "#l ,&,.#ma ,# "#.#$m&)a #=am&)a)"! ,* c&cl! .#$m!"&)7m&c!2 E,.# c&cl! .#$m!"&)7m&c! #,.7 $#$#,#).a"! !$ la ,#$&# c!ml#.a "# $!c#,!, ! cam0&!, %5,&c!, 3*# #=#$&m#).a #l $#%$&'#$a).# #) #l ,&,.#ma2 E) ca"a c!m!)#).# "#l #3*&! "# la la).a/ cam0&a) al'*)a, "# la, $!&#"a"#, %5,&ca, "#l $#%$&'#$a).# #,.! #,/ cam0&a) la, c!)"&c&!)#,2 E,.!, cam0&!, ,# c!)!c#) c!) #l )!m0$# "# procesos. D#0&"! a 3*# #l $#%$&'#$a).# c&$c*la #) *) c&$c*&.! c#$$a"!/ a la ,#$&# "# cam0&!, ,# l# llama ciclos. E,.! #,/ c*a)"! #l $#%$&'#$a).# $#.!$)a al m&,m! l*'a$ #) #l ,&,.#ma/ $#c!0$a .am0&) la m&,ma c!)"&c&() %5,&ca2 A #,.a ,&.*ac&() ,# l# al&ca #l )!m0$# "# !#$ac&() "# estado uniforme.
2?2- CICLO DE COMPRESIN DE VAPOR DE CARNOT P!$ ca$#c#$ "# &$$#4#$,&0&l&"a"#,/ .#($&cam#).# ,# *#"#) $#al&9a$ "# %!$ma $#4#$,&0l# *) c!)6*).! "# $!c#,!, .#$m!"&)7m&c!, 3*# a a$.&$ "#l .$a0a6! "# Ca$)!. #$m&.#) #=.$a#$ la m&,ma ca).&"a" "# cal!$ "#l %!c! %$5! 3*# #) #l m!.!$ .$m&c! #, c#"&"! + "#4!l4#$ al %!c! cal&#).# #l cal!$ 3*# #) #l m!.!$ 1a05a ,&"! #=.$a5"!2 El c!)6*).! "# m73*&)a, "# K*&"!, 3*# #$m&.#) &)4#$.&$ "# %!$ma $#4#$,&0l# #l c&cl! "#l m!.!$ .$m&c! c!),.&.*+#) la m73*&)a %$&'!$5;ca "# Ca$)!.2 U&a )/#i&a "ri0or12*a #, *) c!)6*).! "# m73*&)a, "# K*&"!, 3*# #$m&.#) #=.$a#$ cal!$ "# *) %!c! %$5! + c#"#$ cal!$ a *) c&cl! cal&#).# c!),*m&#)"! *)a ca).&"a" )#.a "# .$a0a6!2
28 2- PARTES DEL CICLO FRIGORIFICO El $#%$&'#$a).# c&$c*la #) *)a &),.alac&() %$&'!$5;ca "# c!m$#,&() #) *) c&cl! c#$$a"! c!) la, ,&'*&#).#, c*a.$! #,.ac&!)#,:
• • •
•
E4a!$ac&() A C!m$#,&() B C!)"#),ac&() C E=a),&() D
22- PROCESO DEL CICLO DE REFRIGERACIN •
•
COMPRESOR: U)a m73*&)a '#)#$a"!$a c!m$&m# #l K*&"! "# ma)#$a &,!#).$(&ca c!),*m&#)"! .$a0a6! + c!),&'*&#)"! a,a$ #l K*&"! "#,"# la $#,&() 0a6a a la $#,&() al.a "#l c&cl!2 E) #l c&cl! "# Ca$)!. #l c!m$#,!$ .$a0a6a #) $'&m#) 1m#"!2 CONDESADOR: El K*&"! a al.a $#,&() #, #)%$&a"! ,&) $"&"a "# $#,&() c!).$a #l %!c! cal&#).# 3*# ,# #)c*#).$a a la m&,ma .#m#$a.*$a 3*# #l K*&"! "# $#%$&'#$ac&() 2 El cal!$ c#"&"! $!4!ca 3*# #l $#%$&'#$a).# a,# "# %a,# 4a!$ a %a,# l53*&"a ,&) &$$#4#$,&0&l&"a"#, m#c7)&ca, )& .$m&ca,2
•
•
EXPANSOR: U)a m73*&)a m!.!$a #=a)"# &,!.$(&cam#).# #l K*&"! #=.$a+#)"! .$a0a6! + 0a6a)"! #l )&4#l "# $#,&() "#,"# la $#,&() al.a a la $#,&() 0a6a2 EVAPORADOR: El K*&"! $#%$&'#$a).# a 0a6a $#,&() #, cal#).a"! "#,"# #l %!c! %$5! "# ma)#$a $#4#$,&0l# <,&) ,al.! "# .#m#$a.*$a c!) l# %!c! %$5! + ,&) $"&"a "# $#,&()> a0,!$0&#)"! "#l %!c! %$5! #l cal!$ "#l c&cl! a$a cam0&a$ a %a,# 4a!$2
2 2- CICLO DE COMPRESION DE VAPOR IDEAL2 El c!m$#,!$ .&#)# "!, %*)c&!)#, #) #l c&cl! "# $#%$&'#$ac&() !$ c!m$#,&()2 E) $&m#$ l*'a$ ,*cc&!)a #l 4a!$ $#%$&'#$a).# + $#"*c# la $#,&() #) #l #4a!$a"!$ a *) *).! #) #l 3*# *#"# ,#$ ma).#)&"a la .#m#$a.*$a "# #4a!$ac&() "#,#a"a2 E) ,#'*)"! l*'a$/ #l c!m$#,!$ #l#4a la $#,&() "#l 4a!$ $#%$&'#$a).# a *) )&4#l l! ,*;c&#).#m#).# al.!/ "# m!"! 3*# la .#m#$a.*$a "# ,a.*$ac&() ,#a ,*#$&!$ a la "#l m#"&! "# #)%$&am&#).! "&,!)&0l# a$a la c!)"#),ac&() "#l 4a!$ $#%$&'#$a).#
22- CICLO DE COMPRESION DE VAPOR REAL E) l!, c&cl!, $#al#, "# $#%$&'#$ac&() - #,! l! #=#$&m#).a$7) c*a)"! ll#4#) ,*, $7c.&ca, ! #) #l la0!$a.!$&!- )!, "a$#m!, c*#).a 3*# #) $#al&"a" l!, ,&,.#ma, )! ,!) &,!07$&c!, !$ l! 3*# .#)"$#m!, ca5"a, "# $#,&() a .$a4, "# l!, .*0!, "# l!, c!)"#),a"!$#, c!m! #) l!, #4a!$a"!$#,2 A,&m&,m!/ #) #l ca,! "# l!, c!m$#,!$#,/ al'*)!, "# #,.!, )! .&#)#) !$ 3* ,#$ a"&a07.&c!,/ !$ l! 3*# #) al'*)!, ca,!, ,* #).$!5a *#"# "&,m&)*&$2 P#$! #,# cal!$ cal#).a$7 #l am0&#).# + #).!)c#, la #).$!5a "#l am0&#).# .&#)# 3*# ,*0&$ #) ma+!$ $!!$c&() a$a 3*# SIEMPRE la #).$!5a a*m#).# 2
22- CICLO REAL Y IDEAL EN EL DIAGRAMA
2- CALIDAD DE LA MEZCLA S# !0,#$4a$7 3*# la *0&cac&() "#l *).! B #) #l "&a'$ama 1/ c!);$ma 3*# a$.# "#l $#%$&'#$a).# ,# 1a #4a!$a"! #) #l $!c#,! "# #=a),&()2 E,.# 4a!$ ,# c!)!c# c!m! #l 'a, "# 4a!$&9ac&() ,0&.a2 El !$c#).a6# "# ma,a "# 'a, "# 4a!$&9ac&() ,0&.a ,# c!)!c# c!m! la cal&"a" "# la m#9cla2
2- COMPRESOR E) #l $!c#,! &"#al "# c!m$#,&() )! #=&,.# &).#$cam0&! "# cal!$ #).$# #l $#%$&'#$a).# + #l m#"&! c&$c*)"a).# a"#m7,/ )! #=&,.# %$&cc&()2 S# *#"# "#m!,.$a$ 3*# #) *) $!c#,! a"&a07.&c! ,&) %$&cc&()/ )! 1a+ cam0&! #) la #).$!5a "#l 'a,/ c*a)"! ,.# ,# c!m$&m#2 U) $!c#,! a #).$!5a c!),.a).#/ .am0&) ,# l# c!)!c# c!m! *) $!c#,! &,!.$(&c! Da"a la "&;c*l.a" "# #=.$a#$ .!"a la ca$'a "# K*&"! %$&'!$5%#$! #) #,.!, c!m$#,!$#,/ a$.&c*la$m#).# #) l!, c#).$5%*'!,/ l! 3*# ,# 1ac# #, aa"&$ *) !$c#).a6# "# 4a!$ ,a.*$a"! ,#c! a la $#,&() &).#$m#"&a/ a$a $!4!ca$ ,* #)%$&am&#).! #) *) #,.a"! &).#$m#"&! "# la c!m$#,&() la m#9cla "# #,.!, 4a!$#, "a l*'a$ a *) 4a!$ &).#$m#"&! m#)!,
82CLASIFICACION DE LOS COMPRESORES
2?2- CALOR DE COMPRESION Y EL TRABAJO DE COMPRESION 2C*a)"! ,# c!m$&m# #l $#%$&'#$a).#/ a*m#).a ,* $#,&()/ .#m#$a.*$a + ,* #).al5a2 El cal!$ "# c!m$#,&() < C2 C2 > ,# "#;)# c!m! #l a*m#).! "# la #).al5a "#l $#%$&'#$a).#/ c!m! $#,*l.a"! "# la c!m$#,&()2
282- POTENCIA TEORICA REQUERIDA POR EL COMPRESOR G#)#$alm#).# c!)4&#)# m7, "#.#$m&)a$ la ca).&"a" "# !.#)c&a )#c#,a$&a a$a acc&!)a$ #l c!m$#,!$/ 3*# "#.#$m&)a$ #l .$a0a6! $#3*#$&"!2 E,.a !.#)c&a ,# *#"# 1alla$ a a$.&$ "#l .$a0a6! "# c!m$#,&() + "# K*6! m7,&c!/ *.&l&9a)"! la ,&'*&#).# #c*ac&():
2 2- DESPLAZAMIENTO TEORICO REQUERIDO POR EL COMPRESOR U)a 4#9 3*# ,# 1a "#.#$m&)a"! #l K*6! m7,&c! "#l $#%$&'#$a).#/ ,# *#"# calc*la$ #l K*6! 4!l*m.$&c!2 E,.# K*6! 4!l*m.$&c! 4a$5a/ "##)"&#)"! "#l *).! #) #l ,&,.#ma "!)"# ,# "#.#$m&)#/ *#,.! 3*# #l 4!l*m#) #,#c5;c! "#l $#%$&'#$a).# 4a$5a .am0&)2 P!$ l! '#)#$al/ #l K*6! 4!l*m.$&c! ,# calc*la a la #).$a"a "# la ,*cc&() "#l c!m$#,!$2
2- CLASIFICACION DE COMPRESORES 2?2- CLASIFICACION EN FUNCION DE LA FORMA DE LA COMPRESOR 2?2?2- COMPRESORES ALTERNATIVOS P!.#)c&a "# a @ S&ml# + "!0l# #%#c.! E) l5)#a/ $a"&al#,/ #) V/ ? - 8 $m Ca*"al#, ? m1: 4a$&!, c!m$#,!$#, Pa$c&al&9ac&() !$ #.aa,
Compresor alternativo V#$ 4&"#!
2?282 COMPRESORES ROTATIVOS DE PALETA Y EXCNTRICA
Compresor rotativo V 4&"#!
2?2 2 COMPRESORES ROTATIVOS DE ESPIRAL P!.#)c&a "# a Ba6! )&4#l ,!)!$! ? $m Pa$c&al&9ac&() ml.&l#, c!m$#,!$#,
Compresor tipo scroll
2?22 - COMPRESORES ROTATIVOS DE TORNILLO
P!.#)c&a "# ? a ? ? -? $m L*0$&cac&() m*+ &m!$.a).# Pa$c&al&9ac&() c!).&)*a 1a,.a ? ! !$ #.aa,
@2- COMPORTAMIENTO DE COMPRESORES ALTERNATIVOS
Ca$$#$a "#,c#)"#).#: P$!c#,! "-a: R##=a),&() "#l 'a, #) #l &).#$&!$ "#l c&l&)"$!2
P$!c#,! a-0: A,&$ac&() ! a"m&,&() "# $#%$&'#$a).#2
Ca$$#$a A,c#)"#).#: P$!c#,! 0-c: C!m$#,&()
P$!c#,! c-": D#,ca$'a "#
@2?- PARMETROS FUNDAMENTALES
@282- PARAMETROS FUNDAMENTALES EN EL COMPRESOR
CONDENSADOR
?> D#;)&c&()
El c!)"#),a"!$ #, *) &).#$cam0&a"!$ "!)"# ,# 3ra&$)i34 a( )45io $4*#&5ario 6a0#a o air47 4( *a(or "# l!, 4a!$#, "# $#%$&'#$a).# 3*# $!4&#)# "#l c!m$#,!$/ all5 #l $#%$&'#$a).# ,# l&c*a$a/ "*$a).# #,.# a,! ,# $!"*c# *) cam0&! "# #,.a"! <4a!$ a l53*&"!>/ #,.# $!c#,! ,# "#)!m&)a "&,m&)*c&() "# cal!$ la.#).#/ *)a 4#9 3*# 1#m!, ;)al&9a"! #l cam0&! "# #,.a"!/ #,.a$#m!, a) "#).$! "#l c!)"#),a"!$ + c!m! #l $#%$&'#$a).# ,#$7 l&3*&"! ? ,*%$&$#m!, *) 4a$&ac&() "# cal!$ ,#),&0l# "!)"# !0.#)"$#m!, *) ,*0W #)%$&am&#).!2
CONDENSADOR V#$ 4&"#!
8> F*)c&() "#l c!)"#),a"!$
E3*&! c*+a %*)c&() #, la "# $#.&$a$ #l cal!$ 3*# !,## #l $#%$&'#$a).# 3*# ,al# "# la "#,ca$'a "#l c!m$#,!$/ a$a l*#'! .$a),!$.a$ #l $#%$&'#$a).# l&3*&"! 1ac&a la 47l4*la "# #=a),&()2 R#c&0#) #l 4a!$ $#cal#).a"! $!4#)&#).# "#l c!m$#,!$ + "#0#) ,#$ caac#, "# #l&m&)a$ #l $#cal#).am&#).! + #%#c.*a$ la c!)"#),ac&()2 S!) l!, #3*&!, #)ca$'a"!, "# .$a),%#$&$ al am0&#).# #l cal!$ a0,!$0&"! #) #l #4a!$a"!$ + #) la #.aa "# c!m$#,&() El $#%$&'#$a).# 3*# c&$c*la !$ ,* &).#$&!$ a,a "# #,.a"! 'a,#!,! a l&3*&"!2 E) c!)cl*,&() !"#m!, "#c&$ 3*#: #) *)a MÁ8UINA FRIGORIFICA/ #l c!)"#),a"!$ .&#)# !$ !06#.&4! la "&,&ac&() "#l cal!$ a0,!$0&"! #) #l #4a!$a"!$ + "# la #)#$'5a "#l c!m$#,!$2
> F*)c&!)am&#).!
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D#0&"! a #,.a #).$#'a ! $"&"a "# cal!$ + a la #l#4a"a $#,&() a 3*# ,# l! ,!m#.#/ #l 'a, ,# c!)"#),a + c!),.&.*+# *)a %*#).# "# a'#).# $#%$&'#$a).# #) #,.a"! l53*&"! #) c!)"&c&!)#, "# ,#$ #).$#'a"! $##.&"am#).# #) #l &).#$&!$ "# *) #3*&! "# $#%$&'#$ac&()/ $!"*c&#)"! #) c!),#c*#)c&a #l #%#c.! "# #)%$&am&#).! 0*,ca"!2 E) $#al&"a" #l %#)(m#)! ! $!c#,! "# c!)"#),ac&() )! ,# $#al&9a #) %!$ma *)&%!$m# a .!"! l! la$'! "#l c!)"#),a"!$ )& ;)al&9a #=ac.am#).# a la ,al&"a "# #,.#2
D*$a).# #l $!c#,!/ .al c!m! ,# 4#$7 #) la F&'*$a #=&,.# 4a!$ cal&#).# a al.a $#,&() #) *)a a$.# "#l c!)"#),a"!$ + l53*&"! cal&#).# a al.a $#,&() #) #l $&)c&&! "#l ,#$#).5)2
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D&a'$ama P 4, 1
B
C
D
A
Por medio de los diagramas Presión/entalpía es posible trazar ciclos frigoríficos de compresión de diversa naturaleza, determinar capacidad y selección detallada de los componentes y la potencia total del sistema.
T$a),%!$mac&() D-A : #l K*&"! ,# 4a!$&9a 2 E) *).! D .#)#m!, *) 4a!$ 1m#"! c!) *) .5.*l! m#)!$ 3*# #) A2 Pa$a $#al&9a$ #,.# $!c#,! ,# $#3*#$&$7 *) #4a!$a"!$2 E) #,.# $!c#,! ,# a0,!$0# la ca).&"a" "# cal!$ Q82
T$a),%!$mac&() A-B: #, *)a c!m$#,&() a"&a07.&ca2 El K*&"! a*m#).a ,* .#m#$a.*$a !$3*# a*m#).a ,* $#,&()2 T$a),%!$mac&() B-C: c!)"#),ac&()2 El K*&"! a,a "# 4a!$ ,a.*$a"! #) B a l53*&"! ,a.*$a"! #) C/ a &'*al .#m#$a.*$a + $#,&()2 Pa$a $#al&9a$la ,# $#3*#$&$7 *) c!)"#),a"!$ + #l K*&"! #).$#'a$7 la ca).&"a" "# cal!$ Q? a la %*#).# "# .#m#$a.*$a T? T$a),%!$mac&() C-D2 #, *)a #=a),&() a"&a07.&ca $#4#$,&0l#/ "*$a).# la c*al #l K*&"! al "&,m&)*&$ la $#,&() ,# #4a!$a a$c&alm#).# + "&,m&)*+# ,* .#m#$a.*$a/ 3*#"a)"! ;)alm#).# c!m! 4a!$ 1m#"! #) #l #,.a"! ?2
U) c!m$#,!$ acc&!)a"! !$ *) m!.!$ a*m#).a$5a la $#,&() "#l K*&"! "#,"# 8 a ?/ ,#') la .$a),%!$mac&() / alca)97)"!,# la .#m#$a.*$a T? #,.a c!m$#,&() ,#$5a ,#'*&"a "# *)a c!)"#),ac&() &,!.#$ma #) la 3*# #l cal!$ 3? #, #4ac*a"! al %!c! .$m&c! cal&#).# #l a'*a %$5a "#l c!)"#),a"!$ 6*#'a #l a#l "# %!c! cal&#).# "# la m73*&)a %$&'!$5;ca/ c&$c*la)"! #) c!).$ac!$$&#).# c!) #l K*&"! 3*# 4&#)# "#l c!m$#,!$ + a0,!$0&#)"! #l cal!$ 3?2
4&#)# "#l c!m$#,!$ + a0,!$0&#)"! #l cal!$ 3?2 El K*&"! *)a 4#9 l&c*a"! ,# #=a),&!)a &,#).$(&cam#).# #) *) #=a),!$ / "&,m&)*+#)"! ,* $#,&() + .#m#$a.*$a/ c!) l! 3*# ,# 4a!$&9a a$c&alm#).#/ ll#'a)"! #) #,.a, c!)"&c&!)#, al #4a!$a"!$/ #,.a"! D/ &)&c&7)"!,# la 4a!$&9ac&() &,!.#$ma / "*$a).# la c*al #l cal!$ 38 *#"# ,#$ a0,!$0&"! "#l $#c&).! a #)%$&a$/ ! "# *)a "&,!l*c&() "# ClNa <,alm*#$a>/ 3*# c&$c*la$5a #) c!).$ac!$$&#).# c!) #l 4a!$ a *)a .#m#$a.*$a T$ ma+!$ 3*# T82 E,.a ,*,.a)c&a ,# *#"# #)%$&a$ 1a,.a - ?C ,&) c!)'#la$/ ac.*a)"! c!m! %*#).# %$5a la ,alm*#$a a,5 $#%$&'#$a"a c&$c*la$5a !$ c!)"*cc&!)#, a$!&a"a, a$a la $#%$&'#$ac&() "# !.$! ,&,.#ma2
La a$.# #4a!$a"a "#l K*&"! c!)"#),a0l# 4*#l4# al c!m$#,!$/ &)&c&7)"!,# "# )*#4! #l c&cl!2
El c!#;c&#).# "# #%#c.! %$&'!$5;c! 4&#)# "a"!/ c!m! ,a0#m!,/ !$:
El K*&"! 3*# $#c!$$# #l c&cl! "#0# l&c*a$ %7c&lm#).#/ !$ l! 3*# ,* .#m#$a.*$a c$5.&ca .&#)# 3*# ,#$ ,*#$&!$ a la, .#m#$a.*$a, m7=&ma, "# %*)c&!)am&#).! "#l K*&"!2
E l cal!$ c#"&"! al %!c! cal&#).# #, :
VALVULAS DE EXPANSION
DEFINICION: Las válvulas de expansión termostáticas son desarrolladas para regular la inyección de refrigerante líquido a los evaporadores. Esta inyección de refrigerante estará siempre regulada por un elemento termostático que está situado en la parte superior de la válvula de expansión la cual es controlada en función del recalentamiento del refrigerante.
Valvula de expansion V#$ 4&"#!
E=&,.# *)a '$a) 4a$&#"a" "# 47l4*la, "# #=a),&() .#$m!,.7.&ca,/ #62: R-88/ R -A/ R? 2 E) .!"a, #lla, #l !06#.&4! #, #).$#'a$ la m7=&ma #;c&#)c&a "#l #4a!$a"!$ c!) *) ,!0$#cal#).am&#).! a"#c*a"!2 DESCRIPCION: c!),.a "# *) #l#m#).! .#$m!,.7.&c! ,#a$a"! "#l c*#$! !$ m#"&! "# *)a m#m0$a)a/ #l #l#m#).! .#$m!,.7.&c! #,.7 #) c!).ac.! c!) #l 0*l0! <8> a .$a4, "# *) .*0! ca&la$/ *) c*#$! c!) *) a,&#).! + !$&;c&! <> + *) m*#ll# ! $#,!$.#2
TIPOS DE VALVULA DE EXPANSIN:
Ma&#a( #) la 3*# la $#'*lac&() ,# $#al&9a m#"&a).# *) .!$)&ll!2 E) #,.# .&! "# 47l4*la, #l ,!0$#cal#).am&#).! )! "##)"# "# la .#m#$a.*$a "# #4a!$ac&() "#l $#%$&'#$a).# #) ,* #,.a"! 'a,#!,!/ ,&)! 3*# #, ;6!2
T4r)o$33i*a "#)!m&)a"a VET ! TXV/ la c*al ac.a !$ m#"&! "# *) #l#m#).! "# #=a),&() c!).$!la"! !$ *) 0*l0! ,#),!$/ #l c*al $#'*la #l K*6! "#l $#%$&'#$a).# l53*&"! a .$a4, "#l !$&;c&! "# la VET
T4r)o$33i*a *o& *o)4&$a*i%& 54 r4$i%& 4?34r&a "#)!m&)a"a VETB/ #, *)a "#$&4ac&() "# la VET a$a #3*&!, m#"&a)!, ! '$a)"#, ! 3*# .$a0a6#) a al.a, $#,&!)#, + 4a$&ac&!)#, "# ca$'a .$m&ca2 A"#m7, #,.a, "#0#) ,#$ *.&l&9a"a, #) ,&,.#ma, "!)"# #l #4a!$a"!$ .&#)# 4a$&!, c&$c*&.!,/ +! #,.7 ac!la"! a *) "&,.$&0*&"!$ "# $#%$&'#$a).#2 E(4*3r%&i*a o 4(4*3ro)4*&i*a .$a0a6a m#"&a).# *) c!).$!l #l#c.$()&c!/ #) #l c*al ,#),!$#, "# .#m#$a.*$a #)45a) ,#al#, a *) CI + ,.# m#"&a).# #,!, "a.!, ma).&#)# *) ,!0$#cal#).am&#).! "#).$! "# l!, a$7m#.$!, #$m&.&"!, a$a #l %*)c&!)am&#).! "#l #3*&!2 A#3o)3i*a la 3*# ma).&#)# *)a $#,&() c!),.a).# #) #l #4a!$a"!$ &)*)"a"! al&m#).a)"! *)a ma+!$ ! m#)!$ ca).&"a" "# K*6! a la ,*#$;c&# "#l #4a!$a"!$/ #)
FUNCIONAMIENTO:
P?: la $#,&() "#l 0*l0! 3*# ac.a #) la a$.# ,*#$&!$ "# la m#m0$a)a + #) "&$#cc&() "# a#$.*$a "# la 47l4*la2
P8: la $#,&() "#l #4a!$a"!$/ 3*# &)K*+# #) la a$.# &)%#$&!$ "# la m#m0$a)a + #) la "&$#cc&() "# c&#$$# "# la 47l4*la2
P: la %*#$9a "#l $#,!$.#/ 3*# &)K*+# #) la a$.# &)%#$&!$ "# la m#m0$a)a + la )&ca 4a$&a0l# 3*# #, c!).$!la0l# !$ a$.# "#l .c)&c!2
CMO SELECCIONAR LA VLVULA DE EXPANSIN L!, ,&'*&#).#, "a.!, ,!) &m!$.a).#, a$a la ,#l#cc&() "# la 47l4*la "# #=a),&():
Ca5"a "# $#,&() a .$a4, "# la 47l4*la
I'*alac&() "# $#,&() &).#$)a ! #=.#$)a R#%$&'#$a).#
Caac&"a" "#l #4a!$a"!$
P$#,&() "# #4a!$ac&()
P$#,&() "# c!)"#),ac&()
INSTALACIN
La m#6!$ !,&c&() "# m!).a6# "#l 0*l0! #, #) *)a .*0#$5a "# a,&$ac&() 1!$&9!).al/ #) *)a !,&c&() #).$# la *)a + la, c*a.$! "# la, a'*6a, "#l $#l!62
La *0&cac&() "##)"# "#l "&7m#.$! #=.#$&!$ "# la .*0#$5a2
NOTA:
El 0*l0! )! "#0#$7 m!).a$,# )*)ca #) la a$.# 0a6a "# *)a .*0#$5a "# ,*cc&()/ "#0&"! a la !,&0&l&"a" "# 3*# la #=&,.#)c&a "# ac#&.# #) #l %!)"! "# la .*0#$5a $!"*9ca ,#al#, %al,a,2
El 0*l0! "#0# !"#$ m#"&$ la .#m#$a.*$a "#l 4a!$ "# ,*cc&() $#cal#).a"! +/ !$ l! .a).!/ )! "#0# ,&.*a$,# "# ma)#$a 3*# #,. ,!m#.&"! a %*#).#, #=.$aa, "# cal!$%$5!2 S& #l 0*l0! #,.7 ,!m#.&"! a c!$$&#).#, "# a&$# cal&#).#/ ,# $#c!m&#)"a ,* a&,lam&#).!2
El 0*l0! )! "#0# m!).a$,# "#.$7, "# *) &).#$cam0&a"!$ "# cal!$/ +a 3*# #) #,.a !,&c&() "a$7 ,#al#, %al,a, a la 47l4*la "# #=a),&()2
MODELO DE LA VLVULA DE EXPANSIN
La 47l4*la "# #=a),&() .#$m!,.7.&ca #, m!"#la"a c!m! *) !$&;c&! a .$a4, "#l c*al ,# #=a)"# #l $#%$&'#$a).# "#,"# la $#,&() "# c!)"#),ac&() 1a,.a la $#,&() "# #4a!$ac&()2 El K*6! a .$a4, "# #,.# c!m!)#).# *#"# ,#$ !0.#)&"! m#"&a).# la #c*ac&()2
El c!#;c&#).# "# K*6! C 4 "##)"# "#l '$a"! "# a#$.*$a "# la 47l4*la/ .!ma)"! *) 4al!$ m7=&m! c*a)"! la 47l4*la #,.7 .!.alm#).# a0&#$.a2
El a$7m#.$! A! ,# c!)!c# c!m! #l 7$#a "# 4#)a c!).$ac.a2 Am0a, 4a$&a0l#,/ A ! + C4 / ,!) "# "&%5c&l #4al*ac&() !$ ,#a$a"!2
D#0&"! a #,.!/ ,# "#;)# *) )*#4! a$7m#.$!/ 3*# &)4!l*c$a #,.a, "!, 4a$&a0l#,/ llama"! c!),.a).# ca$ac.#$5,.&ca A[m8 \2
EVAPORADOR
DEFINICION Es un lugar de la instalación donde se produce el intercambio entre el refrigerante y el medio a enfriar; es el encargado de absorber el calor de los alimentos, aire u otros fluidos para después pasárselo al refrigerante que entra en estado liquido evaporándose en el proceso debido a la absorción de calor. Para /#4 4$3o o*#rra
Se debe asegurar que la temperatura del refrigerante, en especial de saturación o evaporización en este caso, este por debajo o inferior de la temperatura del recinto, esto con el fin que el refrigerante pueda absorber el calor del recinto. ara poder evaporar !a de !aber "#$ a %&#$ de ' t entre la temperatura de evaporación o saturación a la presión dada debe ser menor de "#$ a %&#$ con relación a la temperatura del recinto o espacio refrigerado.
EVA&ORADOR V#$ 4&"#!
∆t o DT= temperatura reciento /espacio refrierado! Temperatura saturaci"n a presi"n de #a$a o de evaporaci"n%
*(a$i2*a*i%& En funci"n del estado de fluido a la salida
•
Secos'
El refrigerante abandona el equipo en estado de vapor recalentado. •
En funci"n del fluido a enfriar
(nundados'
El compresor se conecta en la pared superior, tomando el vapor a saturación, dad su coe(istencia con fase liquida
De aire'
$onvección natural )estáticos* $onvección forzada
De li)uido
En los evaporadores inundados la transmisi"n de calor es uniforme* en los secos es una me+cla de as , li)uido pulveri+ado% -a cantidad de calor )ue a#sor#e el evaporador depende de la superficie de temperatura .entre el exterior , la temperatura de evaporaci"n , el coeficiente de transmisi"n de calor .0 )ue es el material )ue empleamos%
8
super!cie"m# $
8] Ca).&"a" "# cal!$ </ cal>
r4*a(4&3a)i4&3o $ En refrigeración ocurren dos tipos de recalentamiento muy especiales+
A RECA-ENTA1(ENTO 2T(- O SO3RECA-ENTA1(ENTO DEEVA&ORADOR Es el que se da en el evaporador, se le llama til, debido a que después que se !a evaporado completamente el refrigerante, el reciento le agrega calor a este refrigerante en vapor saturado recalentando e incrementando su temperatura. -n recalentamiento til se considera bueno cuando esta entre los #$ y los /#$
RECA-ENTA1(ENTO 2T(-= temperatura a la salida del evaporador 0 temperatura de evaporación %
En los casos en )ue este recalentamiento sea alto es de#ido a' Demasiada cara t4rmica en el recinto% Evaporador pe)ue5o &oco flu$o de refrierante por el •
• •
3 RECA-ENTA1(ENTO (N2T(-* A13(ENTA- O DE S6CC(7N%
$uando el refrigerante sale del recinto por las tuber1as de succión, este mismo esta a temperaturas bajas, al salir del ambiente le agrega un calor e(tra, lo que influye en un aumento de su temperatura, que además de incrementar su volumen especifico, disminuye la eficiencia volumétrica del compresor. or esta razón estas tuber1as se a1slan térmicamente. -n recalentamiento intil se considera bueno cuando esta entre los #$ y los %2#$
RECA-ENTA1(ENTO (N2T(-= temperatura a la entrada del compresor 0 temperatura salida del evaporación.
En los casos en )ue este recalentamiento sea alto es de#ido a' Tu#er8a de succi"n sin aislamientos Tu#er8as de succi"n u#icados cerca de fuentes de calor% •
•
# Recalentamiento total
REACA-ENTA1(ENTO 6T(-
RECA-ENTA1(ENTO (N6T(-
RECA-ENTA1(ENTO TOTA-
RECA-ENTA1(ENTO TOTA-= 3emperatura a la entrada del compresor 0 temperatura de evaporación.
6n recalentamiento total se considera #ueno cuando esta entre los 9:C , los ;<:C
La +4&3aa 54 #& '#4& r4*a(4&3a)i4&3o Elimina la posi#ilidad de la lleada de refrierante li)uido al compresor .
E&3r4 (a$ 54$+4&3aa$ 54 #& a(3o r4*a(4&3a)i4&3o (ncrementar la temperatura de descara del compresor Reduce la eficiencia volum4trica del compresor Reduce el su#enfriamiento del sistema &uede incrementar la presi"n de alta del sistema &uede incrementar el consumo el4ctrico del compresor &uede afectar las condiciones del lu#ricante del compresor
I&*ia 54( *a)'io 54 r4$i%& 54 $#**i%& 4& (a 4+aora*i%& En la fiura se muestra tres presiones diferentes de operaci"n de #a$a* en su orden de ma,or a menor% &*&; , &>% la capacidad del evaporador es la cantidad de calor )ue el mismo es capa+ de a#sor#er del medio , pas?rselo al refrierante% Si aumentamos la temperatura de evaporaci"n* el evaporador de#er? ser mas rande , si disminuimos la temperatura de evaporaci"n* podr? ser mas pe)ue5o% Tam#i4n nos modifica la capacidad del compresor% Cuanto mas alta sea la temperatura de evaporaci"n* mas pe)ue5o de#er? ser el compresor , mientras mas #a$a sea la temperatura de evaporaci"n* mas rande de#er? ser
I&*ia 54 "a*3or4$ 4?34r&o$ /#4 a"4*3a& (a 3ra&$"4r4&*ia 54 *a(or 4& 4( r4&5i)i4&3o 54( 4+aora5or El pro#lema de todos los evaporadores* al iual )ue los condensadores* es la suciedad )ue se acumula )ue @ace de aislante impidiendo )ue a#sor#a el calor* @a, )ue arear tam#i4n cuando se conela )ue tiene tam#i4n un efecto parecido al de la suciedad* afectando la transferencia de calor% En un ciclo normal* el vapor del evaporador sale del mismo con un recalentamiento%
Tio$ 54 4+aora5or4$ $40& (a +4&3i(a*i%& los evaporadores pueden ser ESTAT(COS o de T(RO ORBADO segn el 't que quedamos conseguir. El aire al tocar el tubo del evaporador enfr1a el aire y lo pone a #$, al pasar por el segundo tubo lo enfriamos mas y lo ponemos a &#$. el segundo tubo roba menos calor ya que !ay menos 't )o 43*. Si pusiéramos una sola fila de tubos parea conseguir 5a misma temperatura necesitar1amos mas espacio, pero obtendr1amos mejor rendimiento. 5os evaporadores estáticos no es recomendable poner mas de dos filas de tubos, para ello necesitaremos un ventilador para que el aire circule por todos los tubos.
5a presión en el evaporador no se mantiene constante a causa de las perdidas de carga. ara evitar estas perdidas de carga en evaporadores grandes se divide en secciones. $ada parte del evaporador !a de ser de igual longitud y van a parar a un colector. 5a !umedad afecta negativamente en el rendimiento del evaporador, al enfriar el aire de 2#$ )"&6 de !umedad relativa* a 7&#$ la !umedad pasa a ser del %&&6 y pasamos de %&gr de agua por m7 de aire a 7 gr8m7. los "gr8m7 restantes se queda en el evaporador en forma de escarc!a. 9l tocar el aire con el producto robamos calor al producto, como al aire le falta agua también robamos !umedad del producto. 5a !umedad relativa necesaria del producto que tenemos que almacenar para no des!idratar el producto, se debe envasar o acortar el 't. a mayor velocidad de aire mayor 't conseguiremos y enfriamos mas rápido, para conservar alimentos sin envasar necesitamos poco 't para no des!idratarlo. $on la temperatura de saturación y conociendo el tipo de refrigerante, se obtiene el valor de la presión de succion o de baja. -n buen sobrecalentamiento es de :#$ a %&#$ por encima de la temperatura de evaporación
La 34)4ra3#ra 54 $#**i%& o 54 4+aora*i%& o 54 $a3#ra*i%& a r4$i%& 54 $#**i%&, ara )3o5o 54 *o&+4&i4&*ia, 54'4 4$3ar 54 JC a ;JC or 54'ao 54 (a 34)4ra3#ra 54( *#ar3o o 54( a)'i4&34 /#4 $4 54$4a 4&"riar
Tio$ 54 4+aora5or4$ $40& (a *o&$3r#**i%& E+aora5or 54 (a*a$ Empleado
en congelamiento por contacto colocando tubos pegados a las placas o dentro de estas. ueden armarse en grupos o en bancos para instalaciones de cuartos fr1os de almacenamientos Sistema simple de construcción $onstruidos generalmente de aluminio 5a circulación de aire se !ace diferencia de densidades entre la aire frio y aire caliente
E+aora5or 54 3#'o a(434a5o @ air4 "or-a5o 5os
tubos pueden tener o no aletas de transferencia de calor. Se utilizan ventilaciones para forzar el aire ya sea impulsándolo y o succionándolo. 5a trasferencia de calor es mejor que en los de placa El enfriamiento se realiza por el aire frio que pasa por el evaporador Empleado en sistemas de neveras, cuartos fr1os, acondicionadores de aire
Temperatura de evaporaci"n = temperatura recinto! :C a <:C
E+aora5or 54 4?a&$i%& i&#&5a5a
Se encuentra lleno de refrigerante liquido El nivel de refrigerante liquido se mantiene por un flotador o baya que esta en un acumulador y fuerza de serpent1n evaporador. 9l evaporarse el refrigerante, desciende su nivel, baja el flotador y !ace que pase mas refrigerante liquido al acumulado, manteniendo el nivel constante. arte del refrigerante liquido se evapora en el serpent1n ese vapor pasa al acumulador de succión y de all1 al compresor. oseen problemas con retorno de aceite Se les adiciona una bomba para el sistema en recirculado.
E+aora5or 54 *ar*a$a @ $4r4&31& El
refrigerante circula por el interior y el agua u otro l1quido por el lado de la carcasa a una temperatura superior a la de congelación del liquido circundante por el serpent1n. Empleado en bebederos y enfriadores de agua. 4e fácil construcción. 4e uso en sistemas c!iller.
E+aora5or 54 *ar*a$a @ $4r4&31&
Semejante
en construcción al condensador de doble tubo. Se emplea para enfriar un liquido de enfriamiento secundario. ara aplicaciones comerciales y acondicionamiento de aire.
E+aora5or4$ 54 *a$*o @ 3#'o
ara
aplicaciones comerciales e industriales de refrigeración y aire acondicionado. Se enfr1a un liquido secundario a grandes escalas
Temperatura de evaporaci"n = temperatura fluido :C
E+aora5or4$ $40& (a 34)4ra3#ra 54 $a3#ra*i%& D4 'aa 34)4ra3#ra
ara las bajas temperaturas de saturación %#$ para abajo. Se distinguen por que la separación de las aletas es mayor que los evaporadores de media y alta temperatura. Esto debido a que entre mayor sea la separación de aletas, menor es la probabilidad de una obstrucción de aire debido al proceso de escarc!ado.
)45ia 34)4ra3#ra
ara la temperatura de saturación entre los %#$ y &#$. la separación entre aletas es menor que el e l los evaporadores de baja temperatura. 3raen descongelación por sistema eléctrico por lo general.
a(3a 34)4ra3#ra
ara la temperatura de saturación de &#$ y %#$. estos evaporadores son la que tienen la mayor separación de aletas entre si. 5a descongelación es estos equipos es
S4(4**i%& 54 4+aora5or la carga del evaporador es la misma carga necesaria calculada para la necesidad que se tiene o requiere. Es importante encontrar la potencia frigor1fica del mismo, teniendo en cuenta que el recalentamiento til se da dentro del mismo, por tanto se deduce que+
CA-OR -ATENTE DE EVA&ORAC(ON
REACA-ENTA1(ENTO 6T(- .calor sensi#le
&OTENC(A R(OR((CA EVA&ORADOR
=tros factores importantes a tener en cuenta a la !ora de seleccionar un evaporador es la 43 del mismo. 5a 43 del evaporador esta definido como la diferencia de temperatura entre la temperatura del aire que llega al evaporador, tomada generalmente como la temperatura de dise>o del espacio refrigerado y la temperatura de saturación del refrigerante correspondiente a la presión a la salida del evaporador. 9 medida que el 43 es mayor, mayor será la capacidad del evaporador para retirar calor, para condiciones normales de dise>o, en los manuales se tienen 43?"#$ y 43? %&#$ Es evidente que un evaporador con un área superficial peque>a trabajando con una 43 grande, podrá tener la misma capacidad que otro evaporador que tenga un área superficial mas grande pero que tenga 43 mas peque>a. el 43 también tiene efectos en la !umedad del espacio refrigerado, mientras menor sea 43, mayor será la !umedad del espacio refrigerado, as1 mismo, a mayor 43, se tendrá menor !umedad en el espacio refrigerado.
DT= T
am#iente
F T
saturaci"n refrierante
