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"Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad"

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA Y ALIMENTOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE PESQUERA

PRESIONES MULTIPLES EN SISTEMA FRIGORIFICO Asignatura: REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE PRODUCTOS PESQUEROS Profesor: PONTE ESCUDERO CARLOS HUMBERTO Integrante: 

código:

Enciso Depaz, Jose Luis

CALLAO – PERÚ

2019

1524210093

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I.

INDICE INTRODUCCION ................................................................................................ 3

II. ANTECEDENTES ............................................................................................... 4 III. OBJETIVOS .........................................................................................................5 3.1. OBJETIVOS GENERALES: ....................................................................... 5 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ..................................................................... 5 IV. MARCO TEORICO ............................................................................................. 6 4.1. DEPOSITO SEPARADO DE VAPOR ................................................................ 9 4.2. DEPOSITO DE ENFRIADOR DE VAPOR ........................................................ 9 SISTEMA CON UN EVAPORADOR Y UN COMPRESOR ............................. 9 SISTEMA CON DOS EVAPORADORES Y UN COMPRESOR .................... 10 SISTEMA CON DOS COMPRESORES Y UN EVAPORADOR .................... 11 SISTEMA CON DOS COMPRESORES Y DOS EVAPORADORES ............. 12 EQUIPO ADICIONAL ....................................................................................... 12 V. APLICACIÓN ....................................................................................................13 VI. RESOLUCION ...................................................................................................14 VII.

CONCLUSIONES ...................................................................................... 15

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I.

INTRODUCCION

Un sistema de presiones múltiples es un sistema de refrigeración que tiene dos o más bajas presiones. Por baja presión se entiende la presión del refrigerante entre la válvula de expansión y la de admisión en el compresor. El sistema de presiones múltiples se distingue la presión única en que este tiene solamente una baja presión. En este capítulo se consideran solamente sistemas de presiones múltiples con dos bajas presiones. Sin embargo, los principios desarrollados aquí se aplican a sistemas de más de dos bajas presiones. Se estudiaran primeramente dos mejoras que llevan frecuentemente los sistemas de presiones múltiples que son el depósito separador y el enfriador de vapor, y a continuación se estudiaran las combinaciones de varios evaporadores y compresores.

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II.

ANTECEDENTES

Las últimas décadas han sido cruciales para la producción de frío en el mar. La gran revolución llegó cuando la tecnología permitió que los barcos pesqueros llevaran a bordo montadas sus propias instalaciones frigoríficas, incluyendo la fabricación de hielo a bordo de los mismos. A finales de la década de los 90, la reconversión de la flota pasó del transporte de productos frescos a congelados, permitiendo a la flota pasar más tiempo en alta mar y acumular más capturas gracias a la capacidad de congelar Según afirma la FAO en el documento ‘El uso de hielo en pequeñas embarcaciones pesqueras’, 1995. El pescado necesita de una rápida refrigeración o congelación después de su captura y muerte, si no, las variaciones de temperatura y la composición atmosférica influirán negativamente en la composición bioquímica, afectando considerablemente a la vida comercial del producto. Pero, igualmente importante, es que estas condiciones se mantengan estables hasta el momento en que el pescado llega al consumidor. La refrigeración y congelación de pescados y mariscos no admite errores: necesita un sistema rápido y eficaz que conserve sus condiciones ideales de olor, sabor, textura y salubridad hasta llegar al consumidor. Mientras más fresca permanezca la pesca, mejores precios y aceptación alcanzará en el mercado, volviendo más rentable su producción. Las últimas décadas han sido cruciales para la producción de frío en el mar. La gran revolución llegó cuando la tecnología permitió que los barcos pesqueros llevaran a bordo montadas sus propias instalaciones frigoríficas, incluyendo la fabricación de hielo a bordo de los mismos. A finales de la década de los 90, la reconversión de la flota pasó del transporte de productos frescos a congelados, permitiendo a la flota pasar más tiempo en alta mar y acumular más capturas gracias a la capacidad de congelar

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III.

OBJETIVOS

3.1.OBJETIVOS GENERALES: Analizar el comportamiento de los ciclos termodinámicos de sistemas de refrigeración por DEPOSITO SEPARADO DE VAPOR Analizar el comportamiento de los ciclos termodinámicos de sistemas de refrigeración por DEPÓSITO ENFRIADOR DE VAPOR

3.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Describir los diferentes dispositivos termodinámicos que componen a los ciclos de refrigeración. • Estudiar los ciclos de refrigeración por PRESIONES MULTIPLES EN SISTEMA FRIGORIFICO • Definir las principales diferencias entre los ciclos reales e ideales y las causas que las provocan. • Estudiar el ciclo de refrigeración por: 

Sistema con un compresor y un evaporador



Sistema con un compresor y dos evaporadores



Sistema con dos compresores y un evaporador



Sistema con dos compresores y dos evaporadores

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IV.

MARCO TEORICO

Principio de funcionamiento de los principales dispositivos del sistema de refrigeración. Evaporador: Se transfiere calor (absorbe) de la región fría al refrigerante (ver figura 2.2-a), que experimenta un cambio de fase a temperatura constante. Para que la transferencia de calor sea efectiva, la temperatura de saturación del refrigerante debe ser menor que la temperatura de la región fría. Condensador: El refrigerante se condensa al ceder calor a una corriente externa al ciclo (ver figura 2.2-a). El agua y el aire atmosférico son las sustanciales habituales utilizadas para extraer calor del condensador. Para conseguir que se transfiera calor, la temperatura de saturación del refrigerante debe ser mayor que las temperaturas de las corrientes atmosféricas. Compresor: Para alcanzar las condiciones requeridas en el condensador logrando la liberación del calor desde el sistema al ambiente, es necesario comprimir el refrigerante de manera de aumentar su presión y en consecuencia su temperatura (generalmente temperaturas de sobrecalentamiento), los requerimiento de potencia de entrada depende de las necesidades de enfriamiento. Válvula de estrangulamiento: Liberado el calor en el condensador es necesario revertir el proceso del compresor de manera de obtener bajas temperatura al disminuir la presión (estrangular), logrando las condiciones requeridas en el evaporador.

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El sistema de presiones múltiples se distingue de la presión única en que el sistema de refrigeración trabaja con dos o más “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.

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Compresor: la función del compresor en el ciclo de refrigeración es aspirar el vapor del evaporador y ayudarlo a entrar en el condensador. Este trabajo lo consigue mediante la aportación de una energía exterior, como es la electricidad Condensador La misión del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabado de compresión'

*a válvula de e#pansión( *a misión fundamental de la válvula de e#pansiónen el ciclo de refrigeración es la de proporcionar la diferencia de presiónestablecida entre los lados de alta y de ba%a presión del circuito derefrigeración

)l evaporador( )ste elemento es un intercambiador de calor que, por susnecesidades caloríficas, absorbe calor del medio en el que se encuentra,con lo cual lo enfría')stos son los cuatro elementos principales que componen el ciclo derefrigeración, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo' )#isten

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4.1.DEPOSITO SEPARADO DE VAPOR 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.

Ilustración 1

4.2.DEPOSITO DE ENFRIADOR DE VAPOR 4.3.CASOS DE PRESIONES MULTIPLES

4.3.1. SISTEMA CON UN EVAPORADOR Y UN COMPRESOR El depósito separador y el enfriador de vapor se encuentran en la mayoría de los sistemas de presiones múltiples, y se considera a continuación en varias combinaciones con distinto número de condensadores y evaporadores.

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Con un compresor y un evaporador, el depósito separador puede funcionar como se muestra esquemáticamente en la Una válvula reductora de presión estrangula el vapor saturado, haciéndolo caer su presión desde el valor intermedio hasta el valor de la presión del evaporador. Este estrangulamiento es necesario porque en este caso, no hay un compresor para trabajar con una presión de admisión alta. El cálculo nos demostraba demostraría que el depósito separador no mejora el rendimiento del sistema. La única ventaja que se tendría utilizando el depósito separador seria que se mantendría el vapor saturado en la sala de máquinas, sin tener que enviarlo al evaporador. El vapor saturado en los tubos del evaporador y la larga tubería de admisión no contribuyen a la refrigeración, sino que aumenta la caída de presión. Este sistema se usa muy raras veces.

4.3.2. SISTEMA CON DOS EVAPORADORES Y UN COMPRESOR En muchos casos, un compresor sirve a dos evaporadores que trabajan a temperaturas diferentes. Este caso se presenta, por ejemplo, en una empresa que necesita refrigerar a baja temperatura en un proceso industrial, y que debe también

proporcionar aire

acondicionado a sus oficinas. La Fig. 4-8a muestra una manera de disponer este sistema, y en la Fig. 4-8b, representa el correspondiente diagrama presión – entalpia. En la Fig. 4-8a, el evaporador para el acondicionamiento del aire trabaja a -12°C, aunque trabajando a una temperatura más alta enfriaría suficientemente al aire. Por otra parte, pueden surgir

dificultades cuando un evaporador trabaja a temperatura

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innecesariamente baja: un evaporador que enfría aire para un acondicionamiento, puede acumular una escarcha que interrumpa el flujo de aire, un evaporador que enfrié un líquido puede congelarlo, y un evaporador que enfrié el aire de una habitación donde se almacena carne u otro producto alimenticio puede secar el aire tanto que el alimento se deshidrate. Para salvar los inconvenientes del sistema de la Fig. 4-8a, se hace la modificación que se indica en la .Una válvula reductora de presión se instala después del evaporador de alta temperatura, para regular la presión y mantener, por ejemplo, a 4°C, la temperatura del evaporar del aire acondicionado.

4.3.3. SISTEMA CON DOS COMPRESORES Y UN EVAPORADOR La compresión en dos etapas con enfriamiento intermedio del vapor y separación del vapor saturado es frecuentemente la forma ideal de servir a un evaporador de baja temperatura. Este sistema requiere menos potencia que con un único compresor, y frecuentemente el ahorro de potencia justificara el costo del equipo adicional.

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4.3.4. SISTEMA CON DOS COMPRESORES Y DOS EVAPORADORES El sistema con dos evaporadores trabajando a diferentes temperaturas se utiliza muy frecuentemente en la refrigeración industrial. Puede conseguirse un buen rendimiento en la utilización de dos evaporadores a temperaturas diferentes mediante un sistema de dos etapas de compresión con enfriamiento del vapor y separación del vapor saturado.

4.3.5. EQUIPO ADICIONAL A veces se hacen modificaciones del equipo

de enfriamiento del vapor y de

separación del vapor saturado. Si la temperatura de descarga del gas del compresor de baja es suficientemente alta, un cambiador de calor enfriado por agua puede extraer parte del calor del gas antes de que entre en el enfriador de vapor principal. Un dispositivo que da el mismo que el mismo resultado que el separador de vapor saturado es el llamado subenfriador de liquido (ver Fig.4-14).El subenfriador de liquido enfría el liquido refrigerante por evaporación de una pequeña fracción del liquido. Comparado con el separador de vapor saturado, el subenfriador no puede enfriar al líquido a alta presión. Si el líquido debe fluir a través de una larga conducción antes

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de que llegue a la válvula de expansión, hay menor posibilidad de que la caída de presión en la conducción haga que se evapore el líquido, restringiendo asi el paso del fluido a través de la válvula de expansión. V.

APLICACIÓN

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VI.

RESOLUCION

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VII.

CONCLUSIONES

En los sistemas de presiones múltiples, la separación y compresión del vapor saturado antes de la completa expansión disminuye la potencia consumida en los compresores. El enfriamiento del vapor entre etapas de la compresión reduce la potencia, por lo menos cuando el refrigerante es amoniaco. El enfriamiento del vapor disminuye la temperatura de de descarga del refrigerante

a la salida del compresor de alta.

Temperatura de descarga altas provocan la carbonización del aceite, y el gripado de las válvulas del compresor, y son causa de dificultades en la lubricación. Cualquier decisión sobre el empleo de sistemas en etapas múltiples debe basarse en un análisis económico. Los ahorros de potencia deben compararse con los costos del equipo adicional para determinar si la inversión está justificada. Factores tales como el refrigerante usado y el tamaño del sistema tienen también influencia. Por ejemplo usando amoniaco, la temperatura mínima práctica de evaporación es aproximadamente -28,9°C en el caso de etapas única, -53,8°C en el caso de dos etapas, y -67,7°C en el caso de tres etapas. Otra ventaja del uso del sistema de varias etapas es la disminución de las diferencias de presión entre las que trabaja el compresor, con lo que se reduce el desgaste de las superficies.

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VIII.

BIBLIOGRAFIAS

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