Laboratorio de Termodinámica
[Ciclo de Refrigeración] [Coro Luzuriaga Braulio Emanuel] Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP) Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) Guayaquil - Ecuador [
[email protected]] Resumen
La práctica de ciclo ciclo de refrigeración se realizó en el laboratorio laboratorio de Termofluidos Termofluidos de la Escuela Superior Politécnica del Litoral, el objetivo del presente trabajo es conocer y familiarizarnos con el sistema de refrigeración RA1-MKII un sistema completo didáctico que permite la demostración del ciclo de refrigeración por compresión de vapor el cual es controlado mediante un software previamente instalado en la computadora que permite un registro de presiones y temperaturas, este sistema posee c ondensador y evaporador los cuales son intercambiadores de calor que permiten realizar realizar un equilibrio energético mientras se varían las condiciones de funcionamiento de ambos lados del compresor. Finalmente, mediante el software se obtuvo una tabla de registro de presiones y temperaturas cuando el ciclo se estabilizo. Palabras clave: Ciclo de Refrigeración, sistema RA1-MKII, compresión de vapor.
Abstract
The practice of refrigeration cycle was carried out in the laboratory of Thermofluids of the Escuela Superior Politecnica del litoral, the objective of the present work is to know and familiarize ourselves with the cooling system RA1-MKII a complete didactic system that allows the demonstration of the refrigeration cycle by steam compression which is controlled by a software previously installed i nstalled in the computer that allows a recording of pressures and temperatures, this system has condenser and evaporator which are heat exchangers that allow to realize an energy balance while varying the operating conditions on both sides of the compressor. Finally, through the software, a recording table of pressures and temperatures was obtained when the cycle stabilized. Keywords: Refrigeration Cycle, RA1-MKII system, steam compression
Introducción.
El sistema de re-refrigeración por compresión de vapor es el sistema de refrigeración más común. RA1-MKII es un sistema de refrigeración por compresión de vapor controlado por ordenador que registra automáticamente
todas las variables importantes del proceso. El compresor de refrigerante esta herméticamente cerrado incorpora un motor eléctrico de corriente continua trifásica sin escobillas que es accionado por un controlador de velocidad variable.
La velocidad de compresión y la potencia suministrada se muestran en el software. El refrigerante que sale del compresor atraviesa un condensador, un receptor, un filtro, un medidor de área variable, una válvula de expansión y un evaporador en el lado de entrada del compresor. El condensador y el evaporador son intercambiadores de calor y utilizan un gran depósito común de agua para minimizar los cambios en la temperatura del agua durante el funcionamiento. El uso de un depósito para recircular la misma agua elimina la necesidad de una conexión de agua permanente de la red o el agua que se descarga continuamente para drenar. Esto también aísla el sistema de la variación en la presión o temperatura del agua de la red. El agua de cada intercambiador de calor es independientemente controlada por un par de bombas sumergibles de velocidad variable, ajustadas por el operador mediante el software. La Unidad de Rerefrigeración RA1-MKII está diseñada para simular ambientes y medidas que permitan una comprensión completa del proceso de refrigeración y de la utilidad de las diferentes partes del proceso. El software incluye una gama de funciones y capacidades diseñadas para hacer más operativa la operación del equipo y el procesamiento de los resultados, y también para mejorar la comprensión sobre los temas cubiertos. Incluye Diagrama representación del equipo, con visualización continua en tiempo real de las distintas salidas de los sensores. Registro automático de datos. Permite control del operador velocidad del compresor , refrigeración del condensador (velocidad de la bomba).
Grafica1.Esquema del ciclo de Refrigeracion
Equipos e instrumentación
RA1-MKII Unidad de Refrigeración por Compresión de Vapor
Grafica 2. Unidad de refrigeración RA1-MKII
Grafica3. Diagrama del ciclo
Computadora
Grafica 4. Computadora.
Procedimiento Experimental.
Al comenzar esta práctica se inicia el software instalado en la computadora integrado a la unidad de refrigeración ‘Armfield RA1-MKII’ el cual registra los cambios de presión y temperatura. Se comprueba la comunicación entre el equipo y el banco de prueba, luego encendido el equipo se comprueba que haya flujo de agua. Posterior a esto se configura la bomba del condensador y la del evaporador. Luego pondremos al sistema en modo automático, en la pestaña de opciones de la ventana, configurándolo con un intervalo. Ahora observaremos que el sistema se estabilice y se registre una tabla de valores de presiones y temperaturas.
leyes de la termodinámica ya que cumple con el balance de energía.
Conclusiones y recomendaciones.
-Se
pudo
observar
que
este
ciclo
termodinámico rotativo cumple la primera ley de la termodinámica ya que expulsa energía en una misma que ingresa es decir el balance de energía es cero. -Se confirmo que efectivamente la cámara a enfriar en este caso agua disminuye su temperatura al pasar por el evaporador. -Se recomienda esperar a que el sistema se estabilice para obtener datos confiables y certeros.
Bibliografía. Análisis de Resultados.
Se pude observar que ingresa el refrigerante 134a, que es el fluido de trabajo en el compresor el cual disminuye su volumen aumentando su presión y temperatura, para posteriormente llevarlo al condensador donde fluye agua a través del serpentín con el fin de disminuir su temperatura mediante transferencia de calor, este variación de temperatura en el condensador se puede observar en el grafico 5 , luego de esto esté fluido de trabajo con una temperatura relativamente baja y presión alta se lo hace pasar por una válvula de expansión el cual disminuye su presión y temperatura significativamente para ingresar al evaporador que en este caso sería el espacio a refrigerar, al estar el fluido con una presión y temperatura baja extraerá calor del agua para lograr un equilibrio, de esta manera este ciclo termodinámico se repite una y otra vez ya que es un ciclo rotativo que no viola las
zares, -Çengel, Y. A., Boles, M. A., & Ca G. N. ́ (1995). Termodinamica. McGRAW-HILL -Guia
de
Práctica:
MEXICO:
RA1-MKII-Vapour-
Compression Refrigeration
Anexos
Grafica5. Esquema del ciclo
