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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ENERGÍA

“LABORATORIO N° 3 DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO” EXPERIENCIA: CICLO BASICO DE REFRIGERACION Docente:  Dr. Ing.  HUACASI SANCHEZ, AGAPTITO TIBURSIO Integrantes:  Siu Alvarado, Mitchell Andrés.  Alvites Chavez David. 

BELLAVISTA – CALLAO 2020

I. INTRODUCCIÓN El proceso de refrigeración por compresión se logra evaporando un gas refrigerante en estado líquido a través de un dispositivo de expansión dentro de un intercambiador de calor, denominado evaporador. Para evaporarse este requiere absorber calor latente de vaporización. Al evaporarse el líquido refrigerante cambia 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. A esta cantidad de calor contenido en el ambiente se le denomina carga térmica. 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. En este intercambiador se liberan del sistema frigorífico tanto el calor latente como el sensible, ambos componentes de la carga térmica. Ya que 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. De esta manera, el refrigerante ya en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través de la válvula de expansión y repetir el ciclo de refrigeración por compresión. En este ciclo básico de refrigeración el refrigerante se evapora y se condensa, comprimiéndolo, alternativamente para luego volver a la fase de vapor. Está compuesto por 4 procesos: 

Compresión isentrópica en un compresor.



Disipación de calor a presión constante en un condensador.



Estrangulamiento en un dispositivo de expansión y consiguiente evaporación.



Absorción de calor a presión constante en un evaporador.

II. OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA 

Analizar el comportamiento del módulo de refrigeración



Comprobar experimentalmente los principios básicos del funcionamiento de un ciclo de refrigeración.



Realizar los diagramas P-h para el ciclo de refrigeración.



Obtener y graficar los ciclos de refrigeración.



Obtener los COP teórico de los ciclos.

III. MODULO DE LABORATORIO El modulo dual de congelamiento y conservación son dos sistemas de refrigeración por compresión que funcionamiento similar, en donde uno trabaja para realizar congelamientos y el otro para conservación.

IV. FICHA TÉCNICA

ENTIDAD DENOMINACIÓ N

FICHA TÉCNICA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO MODULO DE CONSERVACIÓN Y REFRIGERANTE CONGELAMIENTO - CONSERVADOR DESCRIPCIÓN CANTIDAD

1.- COMPRESOR MARCA MODELO SERIE D1308HSAMSUNG 0636CCBWC00197 L1Z 2.- SERPENTÍN DEL CONDENSADOR MARCA MODELO SERIE FABRICACIÓN S/M S/S NACIONAL 3.- EVAPORADOR MARCA MODELO SERIE BOSH S/M S/S 4.- TERMOSTATO MARCA MODELO SERIE HOME BREW S/M S/S OHIO 5.- TUBO CAPILAR MARCA MODELO SERIE FABRICACIÓN S/M S/S NACIONAL 6.- MANÓMETROS MARCA MODELO SERIE CPI S/M S/S 7.- TERMÓMETROS MARCA MODELO SERIE LR S/M S/S 8.- AMPERÍMETRO MARCA MODELO SERIE CLAS 2.5 AS-670 S/S

FICHA TÉCNICA

R-134A TIPO

1

Hermético,

1

Tubo aleteado y convección natural

1

Tubo aleteado, convección natural

1

Liquido

1

Termostática

2

Analógico

1

Analógico

1

Analógico

ENTIDAD

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO MODULO DE CONSERVACIÓN Y DENOMINACIÓN REFRIGERANTE R-134A CONGELAMIENTO - CONGELADOR DESCRIPCIÓN CANTIDAD TIPO 1.- COMPRESOR MARCA MODELO SERIE 1 Hermético, TECUMSEH AZ1345YS AZ4400RS45 2.- SERPENTÍN DEL CONDENSADOR Tubo aleteado MARCA MODELO SERIE 1 y convección FABRICACIÓN natural S/M S/S NACIONAL 3.- EVAPORADOR Tubo aleteado, MARCA MODELO SERIE 1 convección natural BOSH S/M S/S 4.- TUBO CAPILAR MARCA MODELO SERIE 1 Termostática FABRICACIÓN S/M S/S NACIONAL 5.- TERMOSTATO MARCA MODELO SERIE 1 Liquido HOME BREW S/M S/S OHIO 6.- MANÓMETROS MARCA MODELO SERIE 2 Analógico QUALITY S/M S/S 7.- TERMÓMETROS MARCA MODELO SERIE 1 Digital FULL GAUGE S/M S/S 8.- AMPERÍMETRO MARCA MODELO SERIE 1 Analógico CLAS 2.5 AS-670 S/S 9.- CONTROLADOR DE TEMPERATURA MARCA MODELO SERIE 1 Digital PROSTER STC-1000 S/S

V. PROCEDIMIENTO 1. Encender el equipo. 2. Abrir las válvulas de paso de los manómetros

3. 4. 5. 6. 7. 8.

Espere de 10 a 15 minutos hasta que se estabilice el ciclo de refrigeración. Tomar mediciones para un instante dado. Tomar mediciones de presión a la entrada y salida del compresor. Tomar mediciones de temperatura a la entrada y salida del compresor. Tomar mediciones de temperatura a la salida del evaporador. Tomar mediciones de temperatura a la entrada del evaporador.

3.1 Formulas a usar: Para obtener los valores del COP se usaron las siguientes formulas: Nos ayudaremos del esquema y diagrama del ciclo que se mostró anteriormente (notar el cambio de designación de números para el ciclo respecto al diagrama que se mostró anteriormente). 

w r = q b= Efecto refrigerante útil (KJ / Kg.)

w r=h1−h 4



q a= Calor transferido (KJ / Kg.)

q a=h 2−h3



w c= Trabajo de compresión (KJ / Kg.)



Pc = Potencia de compresión

w c =h2 −h1 Pc =mr × wc

Dónde: m r es el flujo de refrigerante Coeficiente de performance (COP) del ciclo: wr COPciclo = wc EXPERIENCIA DE LABORATORIO DE REFRIGERACION DATOS DEL MODULO DE BAJA

DATOS Presión(bar ) T℃ h(KJ/Kg)

1 12.4 33 242

DATOS DEL MODULO DE ALTA

DATOS Presión(bar ) T℃ h(KJ/Kg)

1 84.8 -19 430

También se tomaron las siguientes medidas:

Propiedad termodinámica Temperatura de entrada del compresor Temperatura de salida del compresor Temperatura de entrada del condensador Temperatura de salida del condensador Temperatura de entrada del evaporador Temperatura de salida del evaporador

T(°c) 15 45 38.3 26.9 21.5 15.5

Luego analizando el diagrama de Molliere:

3

4

2

1

Cálculos:



w r= q b= Efecto refrigerante útil (KJ / Kg.) w r=h1−h 4=430−242=188 KJ / Kg.



w c= Trabajo de compresión (KJ / Kg.) w c =h2 −h1=430−388=42KJ / Kg.



Coeficiente de performance (COP) del ciclo: w 188 COPciclo = r = =4.476 ≅ 4.5 wc 42

Vl. CONCLUSIONES

 Logramos analizar correctamente los parámetros necesarios para el análisis del ciclo básico; presión alta y baja, temperaturas de entrada y salida en el compresor, condensador y evaporador; en los que se obtuvo diferentes resultados al trabajar con la válvula de expansión y el tubo capilar.  Se trazó el diagrama P-V para los diferentes casos, donde se obtuvo sus entalpías y se pudo realizar el cálculo del efecto refrigerante (ER) y el coeficiente de performance (COP); gracias a los cuales se pudo analizar en qué casos el rendimiento era mayor.  La importancia de realizar estas mediciones para poder determinar que el sistema que estamos analizado está trabajando de manera correcta además de poder analizar el COP poder aumentar su capacidad de trabajo.