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• EDUARD MIGUEL CHAVEZ AREDO

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2. Hallar la potencia de compresión si la potencia frigorífica es de 2 Ton de refrigeración, considere que la presión

P baja P alta Potencia frigorifica (Qf)

9 bar 1 bar 2 tn

900 k Pa 100 k Pa 7

kw

REFRIGERANTE 134 a

Tabla 1: Propiedades de los puntos del ciclo estándar de compresión simple Punto 1 2 3 4

P (kPa) 100 400 400 100

T(°C) -26.37 45.15 35.5 -26.37

h(KJ/Kg) 382.65 428 249.75 249.75

S (KJ/kg.K) 1.747 1.747

Analizamos las parametros termodinamicos en cada punto del ciclo, según tabla de refrigerante

PUNTO 1

PUNTO 2

PUNTO

VAPOR SATURADO

VAPOR SOBRECALENTADO

LIQUIDO SATURADO

P (kPa) 101.7 100 92.8

T(°C) -26 -26.37 -28

S (KJ/kg.K) 1.747 1.747 1.749

T(°C)

S (KJ/kg.K)

h(KJ/Kg)

50 45.15 40

1.754 1.747 1.73

433.2 428 422.6

P (kPa) 912.4 900 863.1

T(°C) 36 35.5 34

h(KJ/Kg) 250.5 249.75 247.5

h(KJ/Kg) 382.8 382.65 381.6

ción, considere que la presión más baja es de 1 bar y la más alta es de 9 bar, en régimen seco, para R 134ª.

Potencia frigorifica

bla de refrigerante Caudal de refigeracion mR

0.05267118

Kg/s

S1 = S2 Potencia de compresion

WC

2.389

Kw

3. Una aplicación de producción de frío demanda una potencia frigorífica de 100.000 frig/h, su temperatura de evaporación debe ser -30°C y su temperatura de condensación 40°C. Si se pretende usar en todos los casos R-22, calcular el trabajo de compresión, el calor de condensación y el coeficiente de eficiencia energética para un Ciclo estándar de compresión mecánica simple.

Potencia frigorifica (Qf)

100000 frig/h

T EVAP

-30

°C

T COND

40

°C

116.3

kw

Tabla 1: Propiedades de los puntos del ciclo estándar de compresión simple Punto 1 2 3 4

PUNTO 2

P (kPa) 163.9 1534.1 1534.1 163.9

T(°C) -30 77.91 40 -30

VAPOR SOBRECALENTADO T(°C) 80 77.91 70

h(KJ/Kg) 392.5 450.32 249.8 249.8

S1 = S2 S (KJ/kg.K) 1.806 1.801 1.782

h(KJ/Kg) 452.1 450.32 443.6

0.815

Kg/s

47.123

Kw

Potencia frigorifica (Qf) Caudal de refigeracion mR

Trabajo de comprension WC

Calor cedido en la condensacion

S (KJ/kg.K) 1.801 1.801

QC

163.423

Coeficiente de eficiencia energetica COP

2.468

Kw

4. Una instalación frigorífica de compresión simple trabaja entre las siguientes temperaturas: - 30 °C y 25 °C, el fl frigorígeno es R 134ª. Dibuje el diagrama p-i y T-s, correspondiente a régimen seco; calcule las condiciones de funcionamiento: producción frigorífica específica, calor total eliminado en el condensador, calor de compresión y coeficiente frigorífico. Además, compare el rendimiento de este ciclo con el de Carnot. REFRIGERANTE 134 a T EVAP

-30

°C

243

K

T COND

25

°C

298

K

Diagrama de tempatura - entropia de un ciclo de refrigeracion simple

Tabla 1: Propiedades de los puntos del ciclo estándar de compresión simple Punto 1 2 3 4

PUNTO 2

P (kPa) 84.4 666 666 84.4

T(°C) -30 35.45 25 -30

h(KJ/Kg) 380.3 422.85 234.6 234.6

VAPOR SOBRECALENTADO T(°C) 40 35.45 30

Produccion frigorifica especifica

S (KJ/kg.K) 1.751 1.751

S1 = S2 S (KJ/kg.K) 1.766 1.751 1.733

h(KJ/Kg) 427.4 422.85 417.4

q0

145.700

KJ/kg

Calor de comprension WC

42.550

KJ/kg

Calor cedido en la condensacion QC

188.250

KJ/kg

Coeficiente de eficiencia energetica COP

3.424

Coeficiente de eficiencia energetica del ciclo inverso de carnot COP CARNOT

4.42

COP del ciclo de comprension simple es un 78 % del COP de ciclo inverso de Carnot

0.77502623

aturas: - 30 °C y 25 °C, el fluido cule las condiciones de dor, calor de compresión y

mpatura - entropia de un ciclo frigeracion simple

T (K)

Un sistema de refrigeración de simple efecto, opera con refrigerante R 134a, con una potencia frigorífica de 50 0 la masa del refrigerante si la temperatura de evaporación es de -5°C, la temperatura a la salida del condensador enfriamiento, además determine el COP del sistema, el rendimiento frigorífico, el caudal de refrigerante al entrar compresor, la calidad del vapor que sale de la válvula de expansión, la presión más alta y más baja del sistema y l alta de todo el ciclo.

Potencia frigorifica (Qf)

50 000 Kcal/h

116.3

kw

T EVAP

-5

°C

268

K

T COND

30

°C

303

K

REFRIGERANTE 134 a

Tabla 1: Propiedades de los puntos del ciclo estándar de compresión simple

Punto 1 2 3 4

P (kPa) 84.4 666 666 84.4

T(°C) -5 35.45 30 -5

h(KJ/Kg) 380.3 422.85 234.6 234.6

S (KJ/kg.K) 1.751 1.751

potencia frigorífica de 50 000 kCal/h, determine a la salida del condensador es de 30°C, sin sub udal de refrigerante al entrar al ta y más baja del sistema y la temperatura más

5. Calcule en una instalación frigorífica de compresión simple las condiciones de funcionamiento si trabaja con Re potencia frigorífica es de 100000 kCal/h, evaporando a -25 °C y condensando a 30 °C, en régimen seco. (h1=393,7 m3/kg;h2=468,49 kCal/kg; h3= 133,84 kCal/kg).

Potencia frigorifica (Qf)

100000

K cal/h

T EVAP

-25

°C

248

K

T COND

30

°C

303

K

Refrigerante R 717 Tabla de entalpias Punto

h(Kcal/Kg)

V (m3/kg)

1

393.72

0.77

2

468.49

3

133.84

4

133.84

Produccion frigorifica especifica

q0

259.880

Kcal/kg

Caudal en peso G

384.793

kg/h

Produccion frigorifica volumetrica qv

337.51

k cal/m3

Caudal en volumen

V

296.291

m3/h

Equivalente termico del trabajo de comprension 𝐴_Г

74.77

Kcal/kg

𝐴_𝜏=ℎ_2−ℎ_1

Coeficiente de eficiencia energetica (ε ) COP

COP =𝑞_0/𝐴_Г

3.476

Coeficiente frigorifico referido al ciclo de carnot (COP CARNOT) COP CARNOT

〖𝐶𝑂𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇=𝑇_𝐸/ (𝑇_𝐶−𝑇_𝐶 )

4.509

Rendimiento economico (η ) η

77.083

%

η=𝐶𝑂𝑃/ 〖𝐶𝑂 𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇

Potencia frigorifica especifica Ki

2989.124

k cal /Kw.h

𝐾_𝑖= ε * 860

Potencia indicada teorica

t

𝑁_(𝑖,𝑡)=𝑄_0/𝐾_𝑖 Ni,t

33.45

kw

Potencia en el condensador QC

128771.0

K cal/h

𝑄_𝐶=𝑄_𝑂+860∗

onamiento si trabaja con Refrigerante anhidro R 717, la en régimen seco. (h1=393,72 kCal/kg; ve1=0,77

6. Si el problema anterior trabajara bajo las siguientes situaciones: a) Régimen con recalentamiento en el evaporador de -10 °C (h1=402,50 kCal/kg; ve1=0,83 m3/kg; h2=479,95 kCa

Potencia frigorifica (Qf)

100000

K cal/h

T EVAP

-25

°C

248

K

T COND

30

°C

303

K

Refrigerante R 717 Tabla de entalpias Punto 1 2 3 4

h(Kcal/Kg) 393.72 468.49 133.84 133.84

recalentamiento en el evaporador

V (m3/kg) 0.77

hI(Kcal/Kg) 402.5 479.95 133.84 133.84

VI (m3/kg) 0.83

Produccion frigorifica especifica

q0

268.660

Kcal/kg

Caudal en peso G

372.218

kg/h

Produccion frigorifica volumetrica qv

323.69

k cal/m3

Caudal en volumen V

308.941

m3/h

Equivalente termico del trabajo de comprension 𝐴_Г

74.77

Kcal/kg

𝐴_𝜏=ℎ_2−ℎ_1

Coeficiente de eficiencia energetica (ε ) COP

COP =𝑞_0/𝐴_Г

3.593

Coeficiente frigorifico referido al ciclo de carnot (COP CARNOT) COP CARNOT

〖𝐶𝑂𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇=𝑇_𝐸/ (𝑇_𝐶−𝑇_𝐸 )

4.509

Rendimiento economico (η ) η

79.687

%

η=𝐶𝑂𝑃/ 〖𝐶𝑂 𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇

Potencia frigorifica especifica Ki

3090.111

k cal /Kw.h

𝐾_𝑖= ε * 860

Potencia indicada teorica

t

𝑁_(𝑖,𝑡)=𝑄_𝑓/𝐾_𝑖

Ni,t

32.36

kw

Potencia en el condensador QC

127830.7

K cal/h

𝑄_𝐶=𝑄_𝑂+860∗

0,83 m3/kg; h2=479,95 kCal/kg; h3= 133,84 kCal/kg)

1"

6. Si el problema anterior trabajara bajo las siguientes situaciones: Régimen con subenfriamiento en el condensador de 25 °C (h1=393,72 kCal/kg; ve1=0,77 m3/kg; h2=468,49 kCal/

Potencia frigorifica (Qf)

100000

K cal/h

T EVAP

-25

°C

248

K

T COND

30

°C

303

K

Refrigerante R 717 Tabla de entalpias Punto 1 2 3 4

h(Kcal/Kg) 393.72 468.49 133.84 133.84

recalentamiento en el evaporador

V (m3/kg) 0.77

hI(Kcal/Kg) 393.72 468.49 128.09 128.09

VI (m3/kg) 0.77

Produccion frigorifica especifica

q0

265.630

Kcal/kg

Caudal en peso G

376.464

kg/h

Produccion frigorifica volumetrica qv

344.97

k cal/m3

Caudal en volumen V

289.877

m3/h

Equivalente termico del trabajo de comprension 𝐴_Г

74.77

Kcal/kg

𝐴_𝜏=ℎ_2−ℎ_1

Coeficiente de eficiencia energetica (ε ) COP

COP =𝑞_0/𝐴_Г

3.553

Coeficiente frigorifico referido al ciclo de carnot (COP CARNOT) COP CARNOT

〖𝐶𝑂𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇=𝑇_𝐸/ (𝑇_𝐶−𝑇_𝐸 )

4.509

Rendimiento economico (η ) η

78.788

%

η=𝐶𝑂𝑃/ 〖𝐶𝑂 𝑃〗 _𝐶𝐴𝑅𝑁𝑂𝑇

Potencia frigorifica especifica Ki

3055.260

k cal /Kw.h

𝐾_𝑖= ε * 860

Potencia indicada teorica

t

𝑁_(𝑖,𝑡)=𝑄_0/𝐾_𝑖

Ni,t

32.73

kw

Potencia en el condensador QC

128148.2

K cal/h

𝑄_𝐶=𝑄_𝑂+860∗

77 m3/kg; h2=468,49 kCal/kg; h3= 128,09 kCal/kg)