Instituto Politecnico Nacional

ESIME Culhuacan

Ingeniería en sistemas Automotrices

Laboratorio de termodinámica II

Ciclo de refrigeración termodinámico

Ing. Alfredo Miranda

Baena Fuentevilla Carlos Francisco

4SV2

CICLO DE REFRIGERACION

El ciclo básico de refrigeración consta de 4 puntos que son EVAPORACION, COMPRESION, CONDENSACION, CONTROL Y EXPANSIÓN a continuación se dará un breve resumen de cada uno de los puntos anteriores

EVAPORACION

En la etapa de evaporación el refrigerante absorbe el calor del especio que lo rodea y por consiguiente lo enfría. Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado así debido de que en el refrigerante se evapora cambia de liquido a vapor.

COMPRECION

Después de evaporarse el refrigerante sale del evaporador en forma de vapor a baja presión, pasa al compresor en donde se comprime incrementando su presión (este aumento de presión es necesario para que el gas refrigerante cambie fácilmente a liquido y lo bombea asía la etapa de condensación).

CONDENSACION

La etapa de condensación del ciclo se efectúa en una unidad llamada “condensador” que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado. Aquí el gas refrigerante a alta presión y alta temperatura, rechaza calor asía el medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o de aire), cambiando de gas a liquido frío y a una alta presión.

CONTROL Y EXPANSIÓN

Esta etapa es desarrollada por un mecanismo de control de flujo, este dispositivo retiene el flujo y expansiona al refrigerante para facilitar su evaporación posterior. Después de que el refrigerante deja el control del flujo se dirige al evaporador para absorber calor y comenzar un nuevo flujo.

CICLO TERMODINÁMICO DE REFRIGERACION

La refrigeración se emplea para extraer calor de un recinto, disipándolo en el ambiente. Se dice que hay refrigeración cuando la temperatura deseada es menor que la del ambiente.Este servicio es de gran importancia en la industria alimentaria, para la licuación de gases y para la condensación de vapores.La transferencia de calor de un medio de baja temperatura a uno de alta temperatura requiere de dispositivos especiales llamados refrigeradores; estos son dispositivos cíclicos cuyo fluido de trabajo se denomina refrigerante.

Existen varias clases de procesos de refrigeración, pero por su difusión se destacan dos:

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor (empleado con mayor frecuencia) . En este caso se consume energía mecánica en un compresor que comprime al fluido de trabajo evaporado que viene del evaporador (cámara fría) de modo que el calor que tomó el fluido refrigerante en el evaporador pueda ser disipado a un nivel térmico superior en el condensador. Luego de ello, el fluido pasa a un expansor, que es una simple válvula(orificio capilar) de modo que el fluido condensado a alta presión que sale relativamente frio del condensador al expandirse se vaporiza, con lo que se enfría considerablemente ya que para ello requiere una gran cantidad de calor (dada por su calor latente de vaporización) que toma del recinto que está refrigerando.

Refrigeración por absorción: El calor que toma el fluido refrigerante a baja temperatura y presión es cedido a temperatura intermedia y alta presión luego de haber evaporado de una solución por medio de un calentamiento. Se diferencia del anterior por no requerir energía mecánica y se puede usar cualquier fuente de calor que resulte económica.Ambos tipos producen una región fría por evaporación de un fluido refrigerante a baja temperatura y presión.Esto sólo puede ser posible si se hace un trabajo sobre el refrigerador. Por lo tanto, se ve que el refrigerador transfiere calor del cuerpo más frío (el contenido del refrigerador) a un cuerpo más caliente (el cuarto).Un esquema típico es como el siguiente:

En este sistema el fluido refrigerante hace un ciclo en el cual pasa por

- Un condensador, en donde se halla a alta presión a una temperatura tan baja como el fluido de enfriamiento pueda lograr. Generalmente el refrigerante es de tal naturaleza que a esta temperatura y presión se halla como líquido saturado.

- Este líquido saturado, al pasar por un extrangulamiento tiene lugar un enfriamiento y una vaporización parcial

- En el evaporador, se completa la evaporación total del fluido refrigerante produciendo con ello la refrigeración que se busca.

- Este vapor es luego comprimido en un proceso aproximadamente isoentrópico. Aumenta así su temperatura y se halla en la condición de vapor sobrecalentado. Ingresando nuevamente al condensador para completar el ciclo.

CARACTERISTICAS DEL REFRIGERANTE

En la búsqueda de las características del refrigerante, encontramos algunos fabricantes, los cuales nos ofrecen un listado de sus beneficios.

En esta ocasión decidí colocar a la empresa DuPont, debido a que es de las marcas con más información sobre su producto.

DuPont™ ISCEON®MO49Plus™ISCEON® MO49Plus ™es un refrigerante de reconversión con HFC para R-12 en sistemas de aire acondicionado para automóviles y en sistemas estacionarios de refrigeración y para sustituir las mezclas de refrigerantes que contengan HCFC (por ej., MP39, MP66 y R-409A) en los sistemas de refrigeración. ISCEON® MO49Plus ™ es compatible con los lubricantes tradicionales y modernos; en la mayoría de los casos no se requiere cambiar el tipo de lubricante durante la reconversión.ISCEON® MO49Plus ™ no está recomendado para su uso en sistemas de compresores centrífugos o para refrigeradores con evaporadores inundados o receptores a baja presión.

Aplicaciones- Sistemas de aire acondicionado para automóviles diseñados para R-12- Sistemas de refrigeración diseñados para R-12- Uso alimentario- Expositores de supermercados- Almacenamiento y procesado de alimentos- Frigoríficos/congeladores domésticos

Ventajas- Permite realizar reconversiones rentables- Sustituir el R-12, y las mezclas que contengan HCFC como MP39, MP66, R-409ª- Refrigerante de reconversión con HFC, no dañino para la capa de ozono- Compatible con los lubricantes tradicionales- En la mayoría de los casos, no precisa cambiar el tipo de lubricante- Permite la continuidad del uso de los equipos existentes- Hasta un 11 % más de capacidad en comparación con R-12- Menor pérdida de temperatura en comparación con R-12

SeguridadISCEON® MO49Plus ™ posee la clasificación de seguridad A1 según ASHRAE y no es inflamable, ni en determinados escenarios de fuga según se indica en la norma ASHRAE 34-2007. Ver detalles en el boletín sobre laSeguridad de los Refrigerantes DuPont (AS-1) y en la FDS.

Composición del ProductoComponente Peso %HFC-134a (R-134a) 78,5HFC-125 (R-125) 19,5butano n(R-600) 1,4pentano n (R-601) 0,6

CUADROS DE DATOS Y GRAFICOS

  1a. Prueba 2a. Pruebatem. De la valvula T4 28°C 28°C 28 28

tem. Del evaporador(ent) T6 -2 0°C -2 0tem. Del evaporador(sal) T5 5°C 8°C 5 8entrada del compresor T1 0°C 5°C 0 5saldia del compresor  T2* 38°C 15°C 38 15

entrad. Del cond. (agua) T7 30°C 41°C 30 41sal. Del cond. (agua) T8 35°C 38°C 35 38

salidad el condensador T3* 28°C 31°C 28 31

  1a. Prueba 2a. Prueba

Flujo de agua 1.25L/min 2L/minFujo de refrigerante 5.5 gr/seg 7.7 gr/segtorque del motor 2 N*m 3.3 N*m

Presion de expulsion 1.3 bar 1.2 bar 1.3 1.2presion de succion  1.4 bar 1.8 bar 1.4 1.8presion de descarga 11.5 bar 11.2 bar 11.5 11.2

carga 0.2 A 0.9 A

1ª. PRUEBA (GRAFICO)

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

2ª. PRUEBA (GRAFICO)

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

IMÁGENES DE LA PRACTICA

Conclusión.

En la práctica pudimos verificar la importancia de los ciclos de refrigeración, ya que es un proceso de importancia, no solo en la industria, sino también en la vida cotidiana.

El poder trabajar con el equipo didáctico nos hizo poder confirmar la teoría, que dice que el calor corre del elemento mas caliente al más frio. A su vez confirmamos el echo de que

con los estados de agregación