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T1.- Produccin de Fro Fro Industrial y Aire Acondicionado (I.T.I.)
T1.- Produccin de FroLas trasparencias son el material de apoyo del profesor para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como gua para recopilar informacin (libros, ) y elaborar sus propios apuntes Departamento: Area: Ingeniera Elctrica y Energtica Mquinas y Motores Trmicos
CARLOS J RENEDO renedoc@unican.es Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28 http://personales.unican.es/renedoc/index.htm Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82 INMACULADA FERNNDEZ fernandei@unican.es Despacho: ETSIIT S-3 74 Tlfn: ETSIIT 942 20 09 32
1
T1.- Produccin de Fro1.- Introduccin 2.- Procedimientos de produccin de fro 3.- Refrigeracin por Compresin 4.- Refrigeracin por Absorcin 5.- Refrigeracin Evaporativa
1.- Introduccin (I)Para transportar calor desde un foco a baja temperatura a otro a alta temperatura es necesario la aportacin de energa Interviene un fluido, refrigerante, que sufre una serie de transformaciones termodinmicas. Cada refrigerante tiene un comportamiento definido y diferente Los ciclos evitan la reposicin continua del refrigerante2
T1.- Produccin de Fro 1.- Introduccin (II)
No se hace fro, se retira calor 3
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (I)Basados en medios qumicos Elevacin de la temperatura Produccin Basados en de fro medios fsicos Cambio de estado Expansin de gases Efectos especiales Fusin Sublimacin Vaporizacin Gases ideales Gases reales Efecto termoelctrico Efecto magnetoelctrico Efecto magnetotrmico-elctrico4
T1.- Produccin de FroAgua Nitrato amnico
COMPONENTES
PARTES EN PESO1 1 1 1 1 2
DESCENSO TEMPERATURA de C+10
hasta C-15,5
2.- Procedimientos de Produccin de Fro (I)cido ntrico diluido Nitrato sdico
Agua Nitrato amnico Carbonato sdico
-22 +10
+10
-20
Basados en medios qumicos
cido sulfrico diluido Sulfato sdico cido ntrico diluido Fosfato sdico
4 5 4 9 4 5 6
+10
-20
+10
-25
Elevacin deamnico Nitrato la temperaturaSulfato sdico
cido ntrico diluido
-40 +10
Produccin Basados en de fro medios fsicos
8 Fusin Hielo Cambio de clorhdrico diluido N/10 5 cido Sublimacin estado Hielo 3 2 cido sulfrico diluido N/10 Vaporizacin
0
-32
0
-30
Expansin de Hielo gases Cloruro sdico
Hielo cido ntrico diluido N/10
Efectos Hielo Cloruro especiales clcicoHielo Potasa
Hielo Cloruro sdico Nitrato amnico
Gases ideales 2 1 Gases reales12 5 5
7 4
0
-35
0
-20
-32 0
Efecto termoelctrico 4 -40 0 5 Efecto magnetoelctrico 2 -45 Hielo 0 Efecto magnetotrmico-elctrico 3 Cloruro clcico cristalizado3 4 0
5 -46
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (I)Basados en medios qumicos Elevacin de la temperaturaSAL UTILIZADA CONCENTRACIN TEMPERATURA DE CONGELACIN C-15,8 -55,0 -33,6 -11,1 -21,2 -37,1 -65,0 -18,5 -3,9 -6,5
Produccin Basados en de fro medios fsicos
Cambio de Cloruro amnico estado
Expansin de gases Efectos especiales
Cloruro clcico Cloruro magnsico Cloruro potsico Cloruro sdico Carbonato potsico Hidrxido potsico Nitrato sdico Sulfato de magnesio Sulfato de zinc
Fusin Sublimacin 18,7 29,9 Vaporizacin Gases ideales Gases reales20,6 19,7 22,4 35,5 31,5 36,9 19,0 27,2
Efecto termoelctrico Efecto magnetoelctrico Efecto magnetotrmico-elctrico6
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (II)
Fusin Sublimacin Cambio de estado Vaporizacin Con recuperacin de vapores resultantes Con fluido perdido Compresin Absorcin Adsorcin Eyeccin Evaporacin
7
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (III)Compresin Vapor Evaporator Compressor Vapor Condenser
Expansion Liquid + Vapor Valve Liquid8
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (IV)AbsorcinCONDENSADOR V.L.
EVAPORADOR V.L.AGUA FRA
DEPSITO
GENERADOR COLUMNA DE DESTILACIN
INTERCAMBIADORAGUA CALIENTE
9
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (IX)AdsorcinCONDENSADOR
DEPSITO A ADSORBEDOR EVAPORADOR B
VLVULA
VENTILADOR 10 RESISTENCIA ELCTRICA
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (X)EyeccinVAPOR DE AGUA AGUA DE CONDENSACIN
SALMUERA CALIENTE
GENERADOR COLUMNA DE DESTILACIN
EVAPORADOR
CONDENSADOR
BOMBA DE VACO
SALMUERA FRA
BOMBA DE AGUA
11
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XI)Basados en medios qumicos Elevacin de la temperatura Produccin Basados en de fro medios fsicos Cambio de estado Expansin de gases Efectos especiales Fusin Sublimacin Vaporizacin Gases ideales Gases reales Efecto termoelctrico Efecto magnetoelctrico Efecto magnetotrmico-elctrico12
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XII)Gases idealesREFRIGERADOR
COMPRESOR CIRCULACIN DE AGUA
TUBOS DE EXPANSIN
VLVULA
13
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XIII)Vrtex
14
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XIV)Gases realesPARED POROSA
P1 V1 T1
P2 V2 T2
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XV)Basados en medios qumicos Elevacin de la temperatura Produccin Basados en de fro medios fsicos Cambio de estado Expansin de gases Efectos especiales Fusin Sublimacin Vaporizacin Gases ideales Gases reales Efecto termoelctrico Efecto magnetoelctrico Efecto magnetotrmico-elctrico16
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XVI)Efecto termoelctricoMETALSEMICONDUCTOR TIPO P SEMICONDUCTOR TIPO N
SOLDADURAS
SOLDADURAS
METAL
METAL
+
-
17
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XVII)Efecto magnetoelctricoSAL PARAMAGNTICA BOBINA
FLUIDO HELIO LQUIDO ELECTROIMAN
18
T1.- Produccin de Fro 2.- Procedimientos de Produccin de Fro (XVIII)Efecto magnetotrmico-elctrico
Q S
N I19
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (I)Diagrama caracterstico de un refrigerantePabsoluta
Los manmetros marcan Prelativas
20
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (II)Basado en los cambios de estado (lquido-vapor y vapor-lquido) de una sustancia (fluido refrigerante) Compresin Condensacin Expansin Evaporacin
21
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (II)Basado en los cambios de estado (lquido-vapor y vapor-lquido) de una sustancia (fluido refrigerante) Compresin Condensacin Expansin Evaporacin
Qe Qc
Wc
22
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (III)Subenfriamiento: salida del condensador, asegura lquido en la Val. Exp. Recalentamiento: salida del evaporador, asegura vapor en el Comp.Tamao del Cond QCond QCond
Subenfriamiento
Recalentamiento
QEvap
WComp23
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (IV)Ciclo real: Con prdidas de presin en condensador y evaporador La compresin no es isoentrpica La expansin no es isoentlpica
QCond Comp. sin S cte WCond
Cond. con p
Exp. sin h cte
Evap. con p
24
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (V)
25
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por compresin (VI)Los lmites de funcionamiento de un equipo son: En el evaporador: la T de la cmara > T del refrig En el condensador: la T ambiente < T del refrig4 1 3 2
Para calcular el rendimiento del ciclo de compresin hay que conocer las energas y los calores; El calor extrado de la cmara es: El calor cedido al exterior es: El trabajo til del compresor es: (h1 - h4) (kJ/kg) (h2 h3) (kJ/kg) (h2 h1) (kJ/kg)
estos valores se obtienen del diagrama, de las tablas26
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por compresin (VII)Anlisis Termodinmico (I): Etapa de compresin (1-2)
Etapa de condensacin (2-3)
Valores por kg de masa
27
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por compresin (VIII)Anlisis Termodinmico (II): Etapa de expansin (3-4)
Etapa de evaporacin (4-1)
28
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por compresin (IX)
COP (COefficient of Performance)En funcin de las temperaturas del ciclo, puede ser superior a 3
EER (Energy Efficiency Ratio)En aire acondicionado puede ser superior a 13 1.000 BTU y 293 Wh
SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio)El EER durante un periodo de tiempo29
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por compresin (X)
Sistema en cascada
30
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XI)Un intercambiador de calor auxiliar puede realizar simultneamente el subenfriamiento y el recalentamiento2 1
Condensador
Condensador
V. Exp.
Compresor
V. Exp.2 1
Int. Cal Evaporador Evaporador3 4
31
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XII)Un intercambiador de calor auxiliar puede realizar simultneamente el subenfriamiento y el recalentamiento
QC Lquido2 1
T WC
Intercamb. de calor
Vapor3 4
QE
Vol Tamao Comp32
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XII)Un intercambiador de calor auxiliar puede realizar simultneamente el subenfriamiento y el recalentamiento
QC Lquido
T WC
Intercamb. de calor
Vapor
QE
Vol Tamao Comp33
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIII)Dos etapas de compresin con refrigeracin intermedia
Condensador CAP V. Exp.2
Ref. Aux1
CBP
Evaporador 34
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIII)Dos etapas de compresin con refrigeracin intermedia
WCAlta
Tmax
Refrigeracin2 1
WCBaja
35
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIII)Dos etapas de compresin con refrigeracin intermediaWCAP
WCBP WC 36
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIV)Dos etapas de compresin con inyeccin de refrigeracin de lquido1
Condensador CAP5
V. Exp.
V. Exp.
La inyeccin consigue una refrigeracin
Separador de lquido2 4
CBP3
Evaporador 37
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIV)Dos etapas de compresin con inyeccin de refrigeracin de lquido
1
Inyeccin5 2 4
3
38
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XV)Dos etapas de compresin con inyeccin total de refrigerante lquido
Condensador CAP V. Exp.4
Separador de lquido1 2 3
CBP Evaporador 39
V. Exp.
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XV)Dos etapas de compresin con inyeccin de refrigeracin de lquido
1
Inyeccin total2 4
3
40
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XV)Dos etapas de compresin con inyeccin de refrigeracin de lquido
1
Inyeccin parcial2 4
3
41
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVI)Doble compresin con subenfriamiento1
Condensador CAP V. Exp.2 6
Separador de lquido
1
5 3
CBP Evaporador 42
V. Exp.4
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVI)Doble compresin con subenfriamiento
3
1
2
6
5
4
43
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVII)Doble compresin con subenfriamiento1
Condensador CAP V. Exp.2 6 7
1
Separador de lquido3
5
CBP Evaporador 44
V. Exp.4
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVII)Doble compresin con subenfriamiento
1
3 2
6
7
5
4
45
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVIII)Doble evaporacin1
Condensador CAP V. Exp.7 6
Evaporador Alta2 4 5
CBP
Evaporador Baja3
46
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XVIII)Doble evaporacin
1
7 6 2 4 5
3
47
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIX)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (I)1
Toda la superficie del condensador disipa calor siempre cuando una sola cmara ON
Condensador
V. Exp.
2
4
Evaporador Alta
3
Evaporador Baja5
Mezcla
48
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XIX)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (I)
1
Ev. Alta2 3 4
Mezcla5
Ev. Baja
49
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XX)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (II)1
Toda la superficie del condensador disipa calor siempre cuando una sola cmara ON
Condensador
V. Exp.
Mezcla2 4
Evaporador Alta
3
Evaporador Baja
5
50
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XX)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (II)
1
Ev. Alta2 4
Mezcla
3
Ev. Baja
5
51
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXI)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (III)1
Toda la superficie del condensador disipa calor siempre cuando una sola cmara ON6
Condensador
V. Exp.
Mezcla
Evaporador Alta2 3
4
Evaporador Baja
5
52
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXI)Ciclo Simple con Dos Evaporadores (III)
1
6
Mezcla
Ev. Alta2 3 4
Ev. Baja
5
53
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXII)
54
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXIII)Refrigerante
T Cond.
Comp
T Evap.
55
C.O.P.
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXIV)Ppdescarga Descarga
Espacio muerto reexpandido padmisin Admisin vdadmisin vdesplazado Espacio muerto
VolPMS
vcilindro
PMI
V
56
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXV)
57
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXVI)
58
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXVII)
59
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXVIII)
60
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXIX)
Refrigerante
61
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXIX)
62
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXX)
Valores del ciclo
63
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXX)
Dibujar el ciclo
64
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXX)
Infor. del ciclo
65
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXI)
Ptos del ciclo
66
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXI)
67
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXII)
Refrigerante
68
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXII)
69
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXII)
70
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXIII)
Anlisis de Ciclos
71
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXIV)
Valores del Ciclo
72
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXIV)
Auxiliar
73
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXIV)
Ptos Ciclo
74
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Compresin (XXXIV)
75
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (I)El ciclo necesita calor a T (generador), para obtener efecto refrigerante a T (evaporador); como residuo se ha de extraer calor a media T (absorbedor y condensador) Su coste de operacin es bajo si el calor es residual. Apenas tienen partes mviles, no genera vibraciones ni ruidos, y tiene mantenimiento reducido. Se usa una mezcla de dos componentes: refrigerante y absorbente. Las mezclas ms utilizadas son: NH3-H2O y LiBr-H2O El NH3 es el refrigerante y el H2O el absorbente El H2O es el refrigerante, y el LiBr el absorbente (Tevap>0C, entre 5 y 10C)
La tensin de vapor del refrigerante se ve alterada por la presencia del absorbente ( al la cantidad de absorbente)Con la concentracin de la mezcla, se controla la T de evaporacin76
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (II)Una mquina de absorcin de efecto simple (I)
77
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (III)Una mquina de absorcin de efecto simple (II)El refrigerante contina hacia el condensador3a
Se aporta calor con el que se evapora el refrigerante
2
Al absorbente retorna al absorbedor
3b
1
Al generador se le aporta la mezcla lquida de refrig. y absorbente
78
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (III)Una mquina de absorcin de efecto simple (II)El refrigerante contina hacia el condensador
El refrigerante se licua en el Condensador4
3a
2
Necesita refrigeracin externa auxiliar3b 1
5
El refrigerante lquido continua hacia la expansin
79
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (III)Una mquina de absorcin de efecto simple (II)El refrig se licua, en el Cond., lo que requiere ceder calor4 3a
5
6
El refrig. lquido entra en el evaporador, a baja presin se evapora produciendo fro7
El refrig. lquido, pasa a travs de una expansin donde p y T
8
El vapor de refrigerante contina hacia el absorbedor
80
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (III)Una mquina de absorcin de efecto simple (II)
3b 6
1
7
8 9
10
El paso de la mezcla desde el absorbedor al generador requiere p, una bomba, (nica parte mvil del sistema) La reaccin de absorcin es exotrmica, y necesita refrigeracin, externa auxiliar. De no ser as p, dificultando la absorcin 81
En el Absorbedor se mezclan: el vapor de refrig. (evap); 8 la mezcla diluida (gen.); 3b
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (IV)Una mquina de absorcin de efecto simple (III)
mejorar la eficiencia se instala un intercambiador de calor precalienta la mezcla que va al generador refrigera el absorbente que retorna al absorbedorPara Se puede instalar una expansin auxiliar en el absorbente que retorna del generador 82
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (V)El calor que se debe eliminar (Qabs + Qcond) es grande, (Qgen + Qevap) En mquinas de absorcin: (Qabs + Qcond) 2,5 Potencia maquina
En mquinas de compresin: (Qcond) 1,25 Potencia maquina
Q eliminado en absorcin 2 Q eliminado en compresin
83
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (VI)Las mquinas suelen tener dos partes: el generador y el condensador el evaporador y el absorbedor Hay fabricantes que colocan toda la mquina en una nica carcasa
84
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (VII)El suministro trmico en los arranques debe ser mayor que en rgimen La capacidad se controla con la concentracin el absorbedor: Estrangulando la alimentacin de calor en el generador Disminuyendo la refrigeracin del condensador Regulando el caudal que le llega al hervidor Bypasando la solucin con una vlvula de tres vas en el hervidor(las dos conexiones con el absorbedor)
Sistema bromuro de litio-agua (BrLi-H2O), requiere en el generador T de 100C
85
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (VIII)Sistema amoniaco-agua (NH3-H2O), requiere en el generador de 120-150CEl NH3 es txico y adems ataca el cobre Las mquinas y tuberas tienen que ser de acero e inoxidable Necesita un rectificador entre el generador y el condensador ya que con el amoniaco se evapora agua
86
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (IX)En el rendimiento del ciclo hay que considerar el aporte de calor en el generador, la energa mecnica (bombas y ventiladores) se desprecia El COP tpico de las mquinas comerciales de LiBr-H2O, es de 0,7 El COP de las de NH3-H2O es de 0,5 (trabajan a menores Tevap) El rendimiento total es el de la produccin del fro por el de la de calor
al T en el generador r 87
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (X)Las mquinas son voluminosas y caras, especialmente si funcionan con T bajas en el generador Slo son rentables cuando el calor muy barato, y las horas de funcionamiento anual a plena carga son elevadas
En los sistemas solares la disponibilidad de calor con la necesidad de refrigeracin La intermitencia del Sol hace necesario un sistema de almacenamiento trmico No son rentables88
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (X)Las mquinas son voluminosas y caras, especialmente si funcionan con T bajas en el generador Slo Torre deson rentables cuando el calor muy barato, y las horas de funcionamiento anual a plena carga son elevadas Motor RefrigeracinMotor Motor
Generador G. Aux. Generador Elctrico G.T. Bomba Cond./Abs. EvaporadorAgua Enfriada
Bomba89
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (X)Las mquinas son voluminosas y caras, especialmente si funcionan con T bajas en el generador Colectores solares Slo son rentables cuando el calor muy barato, y las horas de funcionamiento Bomba anual a plena carga son elevadas Generador En los sistemas solares la disponibilidad de calor con la necesidad de refrigeracin G. Aux. Torre de Ref. La intermitencia del Sol hace necesario un sistema de almacenamiento Cond./Abs. Evaporador Agua Enfriada trmico No son rentables Bomba Bomba90
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (IX)El diagrama que representa la mezcla de trabajo es el Dhirng (P-T)
Se debe evitar la cristalizacin de la sal, que depende de la presin, y es peligroso en el arranque de la mquina, cuando la T es baja
91
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (X)
92
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (X)
T
93
T1.- Produccin de Fro 3.- Refrigeracin por Absorcin (IX)
T
94
T1.- Produccin de Fro 2.- Refrigeracin por absorcin (VIII)
T
95
T1.- Produccin de Fro 2.- Refrigeracin por absorcin (VIII)
T
96
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XI)
NH3-H2O
97
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XII)Otros ciclos de absorcin (I) Buscan aumentar la capacidad frigorfica, el rendimiento, o poder realizar el suministro trmico a temperaturas reducidas Ciclos multiefect (el calor se aprovecha varias veces) Ciclos multistage (un elemento ms de una vez)
98
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIII)Otros ciclos de absorcin (II) Double Effect Cycle:Este ciclo aprovecha el calor desprendido en la refrigeracin de un condensador de alta en un generador de baja (mquina grande y cara) Tiene COP del orden de 1,2 Necesita un 40% menos de calor que el de simple efecto La refrigeracin auxiliar libera al exterior 25% menos de calor
99
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIII)Otros ciclos de absorcin (II) Double Effect Cycle Presin
Generador H.P. Condensador H.P. Calor a med. T. Condensador M.P. Generador M.P. Calor a alta T.
Evaporador
Absorbedor
Temperatura
100
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIII)Otros ciclos de absorcin (II) Double Effect Cycle Presin
Generador H.P. Condensador H.P. Calor a med. T. Condensador M.P. Generador M.P. Calor a alta T.
Evaporador
Absorbedor
Temperatura
101
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIV)Otros ciclos de absorcin (III) Half Effect Cycle:Este ciclo aprovecha el calor a dos focos trmicos distintos (alta y media temperatura) Tiene COP del orden de 0,5 Necesita un 40% mas de calor que el de simple efecto La refrigeracin auxiliar libera al exterior 25% ms de calor
102
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIV)Otros ciclos de absorcin (III) Half Effect Cycle: PresinGenerador H.P. Condensador H.P. Calor
Generador M.P. Absorbedor M.P. Calor
Absorbedor L.P. Evaporador 103
Temperatura
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XV)Otros ciclos de absorcin (IV) Single-effect/double-lift:Busca conseguir gran enfriamiento en el agua de alimentacin al generador (del orden de 30C frente a los 10 de un ciclo convencional) Puede funcionar como uno de Double Effect, o como Half Effect El COP vara en funcin de como trabaja
104
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XV)Otros ciclos de absorcin (IV) Single-effect/double-lift:Busca conseguir gran enfriamiento en el agua de alimentacin al generador (del orden de 30C frente a los 10 de un ciclo convencional) Condensador G.H.P.H.T. Puede funcionar como uno de Double G.H.P.M.T. Effect, o como Half Effect El COP vara en funcin de como trabaja
Presin
G.M.P.M.T. Absorbedor M.P.
Evaporador
Absorbedor L.P.
Temperatura
105
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XV)Otros ciclos de absorcin (IV) Single-effect/double-lift:Busca conseguir gran enfriamiento en el agua de alimentacin al generador (del orden de 30C frente a los 10 de un ciclo convencional) Condensador G.H.P.H.T. Puede funcionar como uno de Double G.H.P.M.T. Effect, o como Half Effect El COP vara en funcin de como trabaja
Presin
G.M.P.M.T. Absorbedor M.P.
Evaporador
Absorbedor L.P.
Temperatura
106
T1.- Produccin de Fro 4.- Refrigeracin por Absorcin (XIV)
T Cond.
T Gen.
T Evap. T Abs.
C.O.P.107
T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (I)Es un proceso de transferencia de calor y masa basado en la conversin del calor sensible en latente; el aire no saturado es enfriado por la exposicin al agua ms fra en condiciones de aislamiento trmico, a entalpa cte, llegando a la saturacin adiabtica La clasificacin de los sistemas evaporativos : Directos: el agua se evapora en la corriente de aire que se desea enfriar, aumentando la humedad Indirectos: la evaporacin se efecta en una corriente secundaria de aire, la cual intercambia calor sensible con la corriente primaria, que de este modo no recibe ninguna humedad Mixtos: mezcla de los dos anteriores
108
T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (II)- Directos: humectacin, un ventilador, filtros, un depsito inferior y una carcasa El agua se recircula y su temperatura se aproxima a la de bulbo hmedo del aire enfriado. Son econmicos y eficaces (s 80%, un aumento de la velocidad aumenta el efecto refrigerador). Presenta riesgo de la legionela
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T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (III) Indirectos: intercambiador de calor, elementos de atomizacin y recirculacinde agua, toma de aire exterior con sus filtros, ventilador y una carcasa Puede utilizar como aire primario el de retorno o el exterior. No aumentan la humedad ambiente y adems evita la legionela en el edificio
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T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (IV) Mixtos: conectan en serie un evaporador indirecto y otro directo; puede disponerse de una batera de expansin directa de apoyo a las dos etapas La instalacin es: enfriador indirecto, enfriador directo y por ltimo la batera de expansin directa
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T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (V)Recuperan energa si utilizan como aire secundario el de retorno de los locales Los sistemas evaporativos pueden operar segn en cuatro ciclos: Evaporativo directo, recupera calor si se emplea aire de recirculacin Evap. indirecto convencional, aire exterior para primario y secundario Evap. indirecto Regenerativo; parte del aire primario es utilizado como secundario, lo que aumenta el efecto de refrigeracin Eva. indirecto con Recuperacin; toma aire de retorno de la instalacin como aire secundario
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T1.- Produccin de Fro 5.- Refrigeracin Evaporativa (VI)La instalacin de los equipos ha de ser en el exterior de los edificios, el aire debe ser filtrado para posteriormente ser enfriado e impulsado al local Para la mayor eficacia de la ventilacin, en la pared opuesta al equipo deben practicarse amplias bocas de salida. Si se requieren conductos para la aspiracin, su boca tambin debe ser amplia Estos equipos trabajan con aire primario de renovacin (20 y 40 renov/hora), lo que mejora la calidad del aire interior (no suelen trabajar nunca con aire de recirculacin, excepto para como aire secundario) Para el clculo hay que tener en cuenta la altura de instalacin de los aparatos, ya que se climatiza nicamente desde estos hasta el suelo (envan aire fro y denso) Estos sistemas, tienen un coste menor que los de compresin, presentan un consumo energtico mucho menor y un mantenimiento ms fcil113
T1.- Produccin de Fro Bibliografa del TemaLa Produccin de Fro Ejercicios de Produccin de Fro E. Torrella
Clculos en Instalaciones Frigorficas J.M Pinazo
Fro Industrial P. C. Koelet114
T1.- Produccin de Fro Bibliografa del TemaASHRAE HANDBOOKS (CD`s) Fundamentals; Cap 1 Refrigeration; Cap 41 Refrigeracin Evaporativa G. Termotecnia, U. Valladolid Climatizacin con Gas Natural Sistemas de Absorcin y Compresin Gas Natural
Revistas nacionales: El Instalador Montajes e Instalaciones
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