refrigeradores y bombas de calor2

8/2/2019 Refrigeradores y Bombas de Calor2

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INTEGRANTES:

Aponte Oriana Araujo Valentina Izquierdo MaraMoncada Michael

Equipo #7


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CICLOS INVERSOSLos ciclos inversos son sistemas cclicos queconsumen una cantidad neta de trabajo, y el objetivoes retirar calor de un foco fro (Refrigeradores) oaportar calor a un foco caliente (Bomba de calor).


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BOMBA DE CALOR

Una bomba de calor es unamquina trmica que permite

transferir energa en forma decalor de un medio de bajatemperatura a uno de alta

temperatura. Para lograr estoes necesario un aporte de

trabajo

EXTERIOR FRO

Motor

QH

QL

INTERIOR CALIENTE


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Como se transfiere calor?


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La bomba de calor, tiene un rendimiento denominadocoeficiente de funcionamiento (COP)

ste se define como la razn entre el calor transferido aldepsito y el trabajo que se requiere para transferir el calor

COEFICIENTE DE OPERACION

Donde QH = QL +


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USOS BOMBAS DE CALOR La bomba de calor, es capaz tanto de enfriar como

de calentar con la misma instalacin, utilizndosepopularmente en edificios residenciales ycomerciales.

Climatizacin de piscinas cubiertas. Procesos industriales: secado de productos,

destilacin, climatizacin de invernaderos yfermentacin en la industria panadera, etc.


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RefrigeradoresEs un dispositivo cuya finalidad es extraer calor deuna fuente fra y cederlo a una fuente caliente. Estose consigue si se hace trabajo para hacer circular lasustancia refrigerante.El refrigerador enfra su interior extrayendo el calorde los compartimentos donde se encuentran los

productos hacia el aire exterior ms caliente.


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ESQUEMA DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION PORCOMPRESION DE VAPOR

DIAGRAMA TEMPERATURA - ENTROPIA

Ciclos de refrigeracin


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Coeficiente de operacin

Espacio refrigerado fro a TL

Motor

Ambiente caliente a TH> TL

QH

QL

Wneto


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El principio de la conservacin de la energapara un dispositivo cclico requiere que:

En ese caso la relacin del COP puedeexpresarse tambin como:


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USOS REFRIGERADORES Un sistema de refrigeracin se utiliza para mantener una regin del espacio

a una temperatura inferior a la del ambiente.

La refrigeracin se usa para conservar los alimentos Para acondicionamiento de aire de edificios.

A gran escala para fabricar hielo y deshidratar gases.

En la industria petrolera para purificar aceites lubricantes y separarhidrocarburos voltiles.

Cuando se llevan a cabo reacciones a bajas temperaturas. Se usa en la crioconcetracion (evaporar el agua de los alimentos hasta

formar cristales de hielo de alta pureza).


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Otros Sistemas de Refrigeracin:

Licuacin de Gases:La licuefaccin de gases siempre es un rea importante de la refrigeracin,muchos procesos cientficos y de ingeniera a temperaturas criognicas(temperaturas por debajo de -100 C) dependen de gases licuados. Algunosejemplos son la separacin del oxigeno y del nitrgeno del aire, la preparacin depropulsores lquidos para cohetes, el estudio de propiedades de materiales a

bajas temperaturas, y el estudio de algunos fenmenos interesantes como lasuperconductividad.


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Sistema de Refrigeracin por Absorcin:Tiene atractivo econmica cuando se tiene una fuente de energa trmica

barata a una temperatura de 100 a 200 c, los sistemas de refrigeracin porabsorcin implican la absorcin de un refrigerante por un medio detransporte. El sistema de absorcin mas utilizado es el sistema de amoniaco-agua, donde el amoniaco sirve como refrigerante y el agua es el medio detransporte. Otros sistemas de refrigeracin por absorcin son agua-bromuro delitio y el agua-cloruro de litio, en los que el agua sirve como refrigerante. Los

dos ltimos sistemas se limitan a aplicaciones como el acondicionamiento deaire, en las que la temperatura mnima queda por arriba del punto decongelacin del agua.


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Comparacin entre Refrigeradores

y Bombas de Calor.

Mismo ciclo de funcionamiento

Diferentes objetivos

Refrigerador Bomba

Mantener un espaciorefrigerado a bajastemperaturas

Calentar casas yedificios durante elinvierno.


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Ejercicio 1El comportamiento de lacomida de un refrigerador,mostrado en la figura mantiene 4C. Si se le extrae calor a una

relacin de 360 KJ/min., y laentrada de potencia requeridapara el refrigerador es de 2KW,determine:

a) El coeficiente de rendimiento del

refrigerador.b) La relacion a la cual se libera el

calor al cuarto que alberga alrefrigerador.

Cocina

QH

Compartimientode la cocina

a 4 C

R Wneto,en = 2KW

QL


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SolucinParte a Coeficiente de rendimiento del refrigerador

El COP para un refrigerador esta definido como:


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Parte b Relacin a la cual se libera el calor al cuartoque alberga al refrigerador

Usando el principio de la conservacin de la energapara dispositivos cclicos


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Ejercicio 2Con una bomba de calor secubren las necesidades decalefaccin de una casa almantenerlas a 20 C. Un da,

cuando la temperatura del aireexterior disminuye a -2 C, seestima que la casa pierde calora una relacin de 80.000 KJ/h.Si en estas condiciones labomba de calor tiene un COP

de 2.5, determine:a) La potencia consumida por la

bomba de calor.b) La relacin a la cual se extrae

el calor del aire exterior fro.

Casa20 C

QH

BC

Perdida de calor

Wneto,en

QL


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Solucin:Parte a La potencia consumida por la bomba de calor

Usando la definicin del coeficiente de rendimiento deuna bomba de calor:


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Parte b La relacin a la cual se extrae el calor del aireexterior fro.

Usando el principio de la conservacin de la energa

para un dispositivo cclico

QH = QL + Wneto,sal


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Gracias por suatencin

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