produccion de frio

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 [email protected] 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 [email protected] 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


Dibujar el ciclo

64


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


69


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


Auxiliar

73


Ptos Ciclo

74


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

109

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

110

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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produccion de frio

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