Ciclo De Refrigeracion

CICLOS DE REFRIGERACION

Todos sabemos por experiencia propia que el calor fluye en la dirección de las temperaturas decrecientes, esto es de las regiones de alta temperatura a la de baja. Dicho proceso de trasferencia de calor ocurre en la naturaleza sin que se requiera la participación de algún dispositivo. El proceso inverso, sin embargo no sucede por si solo, la transferencia de calor de una región de temperatura baja a otra de alta temperatura requiere dispositivos especiales llamados refrigeradores.

Los refrigeradores son dispositivos cíclicos y los fluidos de trabajo utilizados en los ciclos de refrigeración se llaman refrigerantes un ejemplo muy claro de este seria el refrigerador de tu cocina usa un ciclo que es similar a este sin embargo, en tu refrigerador el ciclo es continuo en este asumiremos que el refrigerante usado es puro amoníaco, el cual hierve a -2,7 grados. Esto es lo que ocurre para mantener el refrigerador frío. En principio, el compresor comprime el gas de amoniaco. El gas comprimido se caliente según está siendo presurizado. La bobina en la parte trasera del refrigerador deja que el amoníaco caliente disipe su calor. El gas de amoniaco se condensa en amoniaco líquido a una alta presión. El amoniaco líquido altamente presurizado fluye a la válvula de expansión.

Puedes pensar en la válvula de expansión como un pequeño agujero. En un lado del agujero hay amoniaco líquido a alta presión, y en el otro lado del agujero hay un área de baja presión (porque el compresor está absorbiendo gas de ese lado). El amoniaco líquido inmediatamente hierve y se vaporiza, y su temperatura baja a -2.7. Esto hace que el refrigerador se enfríe. Entonces el gas de amoniaco río es absorbido por el compresor y el ciclo se repite

EJEMPLO ESQUEMÁTICO DE UN REFRIGERADOR

Ambiente caliente

QH=? W.entrada requeríafrío es absorbido por el compresor y el ciclo se repite

Ambiente caliente

QH=? W.entrada requería

QL=?

Espacio refrigerado frio

Espacio refrigerado frio

El objetivo de un refrigerador es extraer calor QL

Si usas un refrigerador donde no hay disponible electricidad, hay muchas opciones de que estés utilizando gas o propano para alimentar el refrigerador. Son interesantes porque no tienen partes móviles, y usan gas o propano como fuente principal de energía. Aparte de esto, usan calor en forma de propano ardiendo, para producir el frío dentro del refrigerador. Un refrigerador de gas usa amoniaco como refrigerante, y usa agua, amoniaco y gas de hidrogeno para crear un ciclo continuo para el amoniaco. Este tipo de dispositivo tiene cinco partes:

* Generador: Genera el gas de amoniaco

* Separador: Separa el gas de amoniaco del agua

* Condensador: Es donde el gas de amoniaco caliente es enfriado y condensado para crear amoniaco líquido

* Evaporador: Donde el líquido de amoniaco se evapora para crear temperaturas frías dentro del frigorífico.

* Absorbedor: Absorbe el gas de amoniaco en el agua.

INTEGRACIÓN DE CICLOS DE REFRIGERACIÓN

Un sistema de refrigeración consiste básicamente en una bomba de calor que absorbe energía a una temperatura inferior a la ambiente. Por tanto, las consideraciones acerca de la integración de una bomba de calor, son exactamente iguales para los ciclos de refrigeración. Es decir, un ciclo de refrigeración debería integrarse cruzando el pinch.

El funcionamiento del sistema es igual que en la sección anterior. Se absorbe calor a baja temperatura (por debajo del pinch, fuente de calor) y se libera a alta temperatura (por encima del pinch, sumidero de calor). Si la temperatura del proceso es demasiado alta, se libera la energía directamente al ambiente, enfriando antes con aire o agua. En general, la transferencia de energía se debe fundamentalmente al calor latente de la corriente.

La curva grande compuesta del proceso nos sirve para determinar los niveles de temperatura de los focos y la cantidad de calor que se absorbe de la fuente a baja temperatura. También nos permite determinar si la diferencia de temperaturas entre los focos es tan alta, que es más rentable liberar la energía directamente al ambiente (con recuperación de calor) que en el sumidero de calor del proceso.

También podemos definir el coeficiente de funcionamiento de un ciclo de refrigeración. En estos casos, y dado que el objetivo del sistema es extraer calor del foco frío más que aportarlo al foco caliente, el se define como el cociente entre el calor absorbido del foco frío y el trabajo consumido por el ciclo.

CICLO BASICO DE REFRIGERACION

El ciclo básico de refrigeración consta de 4 puntos que son

* EVAPORACION

* COMPRESION

* CONDENSACION

* CONTROL Y EXPANSIÓN

A continuación se dará un breve resumen de cada uno de los puntos anteriores

EVAPORACION

En la etapa de evaporación el refrigerante absorbe el calor del especio que lo rodea y por consiguiente lo enfría. Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado así debido de que en el refrigerante se evapora cambia de liquido a vapor.

COMPRECION

Después de evaporarse el refrigerante sale del evaporador en forma de vapor a baja presión, pasa al compresor en donde se comprime incrementando su presión (este aumento de presión es necesario para que el gas refrigerante cambie fácilmente a liquido y lo bombea asía la etapa de condensación)

CONDENSACION

La etapa de condensación del ciclo se efectúa en una unidad llamada “condensador” que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado. Aquí el gas refrigerante a alta presión y alta temperatura, rechaza calor asía el medio ambiente

...