Experiencia de Refrigeracion Domestica

EXPERIENCIA DE REFRIGERACION DOMESTICA 1. INTRODUCCIÓN La refrigeración por compresión de vapor consiste en la circulación de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido refrigerante tome calor en un ambiente y lo disipe en otro. Los elementos principales en un ciclo de refrigeración por compresión a vapor son el evaporador, el compresor, el condensador y el elemento de restricción. Como sabemos, un lugar donde podemos apreciar a diario el ciclo de refrigeración es en nuestro hogar por medio de una refrigeradora, que es un electrodoméstico común y de mucha utilidad en nuestra vida diaria.

2. OBJETIVOS 2.1 objetivos generales 

Experimentar con un sistema de refrigeración que opere a cargas variables.

2.2 objetivos específicos 



Obtener la potencia y los flujos de calor en el compresor, el condensador y en el evaporador.  Analizar el comportamiento del equipo a cargas variables.

3. MARCO TEÓRICO 3.1 Elementos principales que participan en el ciclo de refrigeración Se diferencian cuatro elementos principales en el ciclo de refrigeración por compresión:

Compresor  Aspira el refrigerante en fase gaseosa que proviene del evaporador y lo transporta al condensador aumentando su presión y su temperatura.

Condensador Tiene la función de poner en contacto los gases que provienen del compresor con un medio condensante para qué pase a fase liquida.

Tubo capilar Está constituido por un tubo de diámetro interno muy pequeño. La fricción que se desarrolla entre las paredes interiores de la tubería y el fluido refrigerante produce pérdidas que se expresan como una caída de presión.

Evaporador Es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar (aire, agua o algo que se desea enfriar)

*Además de estos cuatro elementos importantes del ciclo de refrigeración debemos considerar al fluido de trabajo que en esta experiencia será: REFRIGERANTE R134a El refrigerante R134a es un nuevo refrigerante respetuoso con el medio ambiente y no causa ningún daño a la capa de ozono. No contiene átomos de cloro, por lo tanto, no produce ningún daño a la capa de ozono. Es seguro de usar, ya que es no inflamable, no explosivo, no tóxico, no irritante y no corrosivo.

3.2 CICLO BASICO DE REFRIGERACION El ciclo básico de refrigeración consta de 4 procesos que son: Compresión, condensación, expansión y evaporación. A continuación se dará un breve resumen de cada uno de los puntos anteriores.

COMPRESIÓN (1-2) 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 líquido y lo bombea hacia la etapa de condensación).

CONDENSACIÓN (2-3) 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 al medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o de aire), cambiando de gas a liquido subenfriado y a una alta presión

CONTROL Y EXPANSIÓN (3-4) Esta etapa es desarrollada por un mecanismo de control de flujo (válvula de expansión o tubo capilar), este dispositivo retiene el flujo y expansiona al refrigerante para facilitar su evaporación posterior.

EVAPORACION (4-1) En la etapa de evaporación el refrigerante absorbe el calor del espacio que lo rodea y por consiguiente lo enfría. Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado así debido a que el refrigerante se evapora.

3.3 Diagrama presión-entalpía (Mollier)

El diagrama P-h, o diagrama de Mollier para presión entalpía, es la representación gráfica en una carta semilogarítmica en el plano Presión/entalpía, especialmente para los gases refrigerantes y es en ella donde se trazan y suelen estudiar los distintos sistemas frigoríficos de refrigeración por compresión. Básicamente el diagrama está compuesto por dos ejes principales y tres zonas delimitadas por una curva de saturación. En el eje de las ordenadas: se registra el valor de Presión en (bar), para diagramas P-h en SI, eje graduado en escala logarítmica. En el eje de las abscisas: se registra el valor de entalpía en unidad de masa en [kJ/kg] ó [kcal/kg].

4. MATERIALES Y EQUIPOS El módulo de refrigeración consta de:

Compresor ficha técnica Marca Capacidad Compresor Diámetro Carrera Desplazamiento Potencia del motor Velocidad del motor

EMBRACO-DANFFOS 1/6 Hp PW5.5K11 1.55 pulg 0.625 pulg 5.54 cc/rev 248 w =1/6 Hp 3500rpm

Compresor

Evaporador

Condensador

Cámara de evaporación aislada térmicamente con tecnopor.

En forma de serpentín

Tubo capilar (2mm)

Refrigerante (R134a)

Filtro deshumidificante

Manómetros

Tiene por función principal, limpiar el refrigerante de partículas extrañas o humedad.

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.

Medidor de temperatura digital

Termostato

Mide la temperatura en diferentes puntos del sistema de refrigeración, por medio de las termocuplas, que se instalan en cada punto que se desea medir para realizar los cálculos.

El dispositivo de regulación de temperatura que se muestra en la figura puede ser considerado como típico en los refrigeradores domesticos. Se encarga de mantener en un rango determinado la temperatura de la cámara de evaporador.

5. PROCEDIMIENTO: Encender el sistema. Esperar 5 minutos para que se estabilice el ciclo. Tomar las mediciones para un instante dado. La presión de entrada y salida del compresor. Tomar las temperaturas de entrada y salida del compresor. Tomar la temperatura de salida del condensador. Tomar la temperatura de entrada al evaporador. Repetir las mediciones para diferentes posiciones del termostato.

6. DATOS EXTRAÍDOS

7.

Palta(PSI)

Pbaja(PSI)

T1(ºc)

T2(ºc)

T3(ºc)

T4(ºc)

T5(ºc)

1

135

7

35,2

50,6

26,8

-19,9

-13

2

155

12

18,5

50,3

25,5

-11,9

2,5

ANÁLISIS Y MÉTODOS DE CÁLCULO

8. CALCULOS A REALIZAR CON LOS DATOS OBTENIDOS:

a) efecto refrigerante útil ER=h1-h4 (KJ/Kg) ER =

b) calor transferido (qa) Qa=h2-h3 (KJ/Kg) Qa =

c) Trabajo de compresión (Wc)

Wc=h2-h1 (KJ/Kg)………………………………………………………………………………… Wc =

d) coeficiente de performance (COP) COP = ER/Wc COP =

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

10. ANEXOS