Lab 2 Analisis Sistemas de Refrigeracion

ANALISIS SISTEMAS DE REFRIGERACION (SR) MEDIANTE COOLPACK

ANALISIS SISTEMAS DE REFRIGERACION (SR)

MEDIANTE COOLPACK

1. INTRODUCCION.-

1.1. ANTECEDENTES.-

El gran número de variables involucradas en el diseño y explotación de los SR (SR), hacen

muy difícil establecer la naturaleza y la magnitud de su influencia en el funcionamiento de

estos sistemas a menos que se cuente con una herramienta informática solvente y específica,

dentro de este escenario el LABORATORIO tiene al CoolPack como programa de naturaleza

académica referente para la materia.

1.2. OBJETIVOS.-

Basados en el curso de instrucción previa y en el proyecto de refrigeración asignado en

docencia, se hará uso del uso del programa CoolPack para introducirnos en el análisis de las

características y naturaleza de las variables de los SR:

- Características más relevantes de los diferentes arreglos de los SR disponibles en el

CoolPack.

- Evaluación de las ventajas y desventajas en las prestaciones de los diferentes

arreglos de los SR disponibles en el CoolPack.

- Resolución manual comparada con el CoolPack de un arreglo de sistema de

refrigeración disponible en el programa.

- Análisis de la incidencia en las prestaciones de los arreglos de refrigeración

referidos al uso de diferentes tipos de refrigerante

1.3. FUNDAMENTO TEÓRICO.-

1.3.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MODELOS Y CICLOS DE REFRIGERACIÓN

ASIGNADOS DEL COOLPACK,-

1.3.1.1. DOS EVAPORADORES Y DOS COMPRESORES.-

Este modelo contiene dos ciclos de refrigeración de una-fase con el evaporador de la

expansión directa y un condensador común. Subenfriante del líquido para el evaporador de

temperatura baja puede obtenerse en un subenfriador del líquido.

1


Fig. 1.1. Diagrama del ciclo de refrigeración.

Diagrama de la cañería.-

El diagrama de la cañería que corresponde al ciclo de refrigeración descrito se muestra

debajo. Los puntos estatales mostrados en esta figura corresponden a los puntos estatales

mostrados en la figura 1.1.

Cada sistema de refrigeración consiste en un compresor, un condensador, una válvula de la

expansión, y un evaporador. El uso de la succión de gas con calor permutado (SGHX) en el

ciclo de temperatura alto es optativo.

Descripción del proceso del ciclo.-

Fig. 1.2. Diagrama del proceso del ciclo.

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Del punto del estado (1) el gas de la succión está comprimido por el compresor de la fase alta

y descargada en (2). En (3) el refrigerante es mixto con el gas del compresor de la fase de

baja y lleva a través de la línea de la descarga al condensador común (4). Los condensamos y

el refrigerante es subenfriada en la toma de corriente del condensador (5) es llevada entonces

a la entrada líquida del succión gas calor permutado, si esto se ha seleccionado, o

directamente a la entrada de la válvula de la expansión. Si un SGHX es incluido la condición

de la salida (6) será diferente de la condición (5). De la toma de corriente líquida de succión de

gas de calor permutado (6) el flujo del refrigerante de subenfriamiento es hendido en dos

partes:

- La parte mayor se extiende (7) en el evaporador de la fase de alta.

- Una parte pequeña se extiende (10) en el subenfriador dónde evaporará y por eso el

subenfriado es extenso el refrigerante líquido para el evaporador de la fase de baja.

El refrigerante del evaporador de la fase alta es mixto (8) con el refrigerante evaporado los

subenfriamientos líquidos forman y llevan a través de la línea de la succión (9) al gas la

entrada lateral del succión gas calor permutado, si esto se ha seleccionado, o directamente a

la entrada del compresor (1).

El refrigerante favorablemente es refrescado que deja el subenfriador líquido (11) se extiende

(12) en el evaporador de la fase bajo. Del evaporador de la fase baja (13) el refrigerante es la

primacía a través de la línea de la succión a la entrada del compresor de la fase baja (14). De

la toma de corriente del compresor de la fase baja (15) el refrigerante es mixto con el gas del

compresor de la fase alto (3).

En las líneas de la succión el gas puede experimentar una gota de presión y un aumento de

temperatura. En la línea de la descarga común el gas puede experimentar sólo una gota de

presión.

1.3.1.2. INYECCIÓN LÍQUIDA EN LA SUCCIÓN Y DOS COMPRESORES.-

Este modelo contiene un ciclo de refrigeración de dos-fases con un evaporador de la

expansión directa y un compresor del dos-fases. Subenfriante del líquido para el evaporador

puede obtenerse en un subenfriador de líquido. El gas de la succión para la fase alta puede

ser refrescado por la inyección de líquido.

3




El diagrama de la cañería que corresponde al ciclo de refrigeración descrito que se muestra

debajo. Los puntos estatales mostrados en esta figura corresponden a los puntos estatales en

la figura 1.3.

Cada sistema de refrigeración consiste en un compresor del dos-fases, un condensador, tres

válvulas de la expansión, un evaporador, y un subenfriador de líquido. El uso del subcooler

líquido es optativo.



4


Del punto del estado (1) el gas de la succión está comprimido por la parte de la fase alta del

compresor del dos-fases y descarga en la línea de descarga de fase alta (2) eso llevará el

refrigerante a la entrada del condensador (3). Los condensamos y refrigerante del subenfriado

en la toma de corriente del condensador (4) es hendido en tres partes:

· La parte mayor se lleva a través del lado líquido del subenfriador líquido a la válvula de la

expansión (7).

· UNA parte pequeña se extiende (5) en el subenfriador dónde evaporará y por eso el subcool

extenso el refrigerante líquido para el evaporador.

· UNA parte menor se extiende (13) en la línea de la succión de la parte de la fase alta del

compresor del dos-fase.

El refrigerante del subenfriador líquido (6) es mixto con el refrigerante del recalentado de la

parte de la fase baja del compresor del dos-fases (12) y los refrigerante líquidos inyectaron

para refrescar el gas de la succión antes de que sea arrastrado en la parte de la fase alta del

dos compresor de la fase (1).

El refrigerante del subenfriado que favorablemente deja el subenfriador líquido (7) se

extiende entonces (8) en el evaporador de la fase baja. De la toma de corriente de evaporador

de fase baja (9) el refrigerante es la primacía a través de la línea de la succión a la entrada de

la parte de la fase baja del compresor del dos-fases (10). De la toma de corriente de la parte

de la fase baja del compresor del dos-fases (11) el refrigerante es la primacía a través de la

línea de descarga de fase baja (12) ser mezclados con el refrigerante del recalentado gasean

del subenfriador líquido.


temperatura. En la línea de la descarga el gas puede experimentar sólo una gota de presión.

1.3.1.3. EVAPORADOR INUNDADO, ENFRIAMIENTO ABIERTO Y DOS

COMPRESORES.-

Este modelo contiene un ciclo de refrigeración de dos-fase con los evaporadores inundados

y un interenfriador abierto.

5




El diagrama de la cañería que corresponde al ciclo de refrigeración descrito se muestra

debajo. Los puntos estatales mostrados en esta figura corresponden a los puntos estatales en

la figura 1.5.

El sistema de refrigeración consiste en dos compresores de una-fase, unas válvulas de

expansión del condensador, dos evaporadores, un interenfriador abierto y un separador

líquido.



6


Del punto del estado (1) el gas de la succión está comprimido por el compresor de la fase alta

y descarga en la línea de descarga de fase alta (2) eso llevará el refrigerante a la entrada del

condensador (3). Los condensamos y refrigerante del subenfriado en la toma de corriente del

condensador (4) se extiende (5) en el interenfriador abierto.

Una parte del refrigerante del interenfriador (6) es la primacía a través del evaporador de la

fase alto dónde evapora en parte, y atrás al interenfriador (7). Otra parte se extiende en la fase

baja el separador líquido. Del interenfriador (8) el refrigerante es arrastrado a través de la línea

de succión de fase alta y en el compresor de la fase alto (1).

Del separador líquido (10) el refrigerante es la primacía a través del evaporador de la fase

bajo dónde evapora en parte, y atrás al separador (11). Del separador el gas del refrigerante

se lleva a través de la línea de succión de fase baja al compresor de la fase bajo, y de allí la

línea de descarga de fase baja atrás al interenfriador abierto.


temperatura. En la línea de la descarga común el gas puede experimentar sólo una gota de

presión.

1.3.2. REFRIGERANTES.-

Refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente de enfriamiento

absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.

Un refrigerante ideal a de cumplir las siguientes propiedades:

Ser químicamente inerte hasta el grado de no ser inflamable, ni tóxico, ni explosivo,

tanto en estado puro como cuando esté mezclado con el aire en determinada

proporción.

No reaccionar desfavorablemente con los aceites o materiales empleados en la

construcción de los equipos frigoríficos.

No reaccionar desfavorablemente con la humedad, que a pesar de las precauciones

que se toman, aparece en toda instalación.

Su naturaleza será tal que no contamine los productos almacenados en caso de fuga.

El refrigerante ha de poseer unas características físicas y térmicas que permitan la

máxima capacidad de refrigeración con la mínima demanda de potencia.

La temperatura de descarga de cualquier refrigerante siempre disminuye a medida que

baja la relación de compresión. Por lo tanto deseamos que la temperatura de descarga

sea la más baja posible para alargar la vida del compresor.

El coeficiente de conductancia conviene que sea lo más elevado posible para reducir

el tamaño y costo del equipo de transferencia de calor.

7


La relación presión-temperatura debe ser tal que la presión en el evaporador para la

temperatura de trabajo sea superior a la atmosférica, para evitar la entrada de aire y

de humedad en el sistema en caso de fuga.

Temperatura y presión crítica, lógicamente el punto de congelación deberá ser inferior

a la temperatura mínima de trabajo.

Finalmente ha de ser de bajo precio y fácil disponibilidad.

Los refrigerantes son nombrados por un R y tres cifras:

A la primera cifra se le suma 1 para obtener el número de átomos de carbono que

contiene la molécula.

A la segunda se le resta 1 para obtener el número de átomos de Hidrógeno.

La tercera se refiere al número de átomos de fluor.

El resto de valencias, salvo que se indique lo contrario, quedan cubiertas con cloro.

Por ejemplo la fórmula del R-245 sería:

Carbono: 2+1=3 átomos

Hidrógeno: 4-1=3 átomos

Fluor: 5 átomos

El resto de valencias cubiertas con cloro no existen.

Cuando sólo aparezcan dos cifras se entiende que la primera no escrita será cero. Así

tendríamos:

R-11

Carbono: 0+1= 1 átomo Cl

Hidrógeno: 1-1= 0 átomo Cl C F

Flúor: 1 átomo Cl

Resto: Cloro

Existen en la actualidad tres tipos de refrigerantes de la familia de los hidrocarburos

halogenados:

CFC: (Flúor, Carbono, Cloro), Clorofluorocarbono totalmente halogenado, no contiene

hidrógeno en su molécula química y por lo tanto es muy estable, esta estabilidad hace que

permanezca durante largo tiempo en la atmósfera afectando seriamente la capa de ozono y es

una de las causas del efecto invernadero.(R-11, R-12, R-115). Esta prohibida su fabricación

desde 1995.

HCFC: (Hidrógeno, Carbono, Flúor, Cloro), Es similar al anterior pero con átomos de hidrógeno

en su molécula. La presencia de Hidrógeno le confiere menos estabilidad, en consecuencia, se

descompondrá en la parte inferior de la atmósfera y no llegará a la estratosfera. Posee un

8


potencial reducido de destrucción de la capa de ozono. Su desaparición está prevista para el

año 2015. (R-22)

HFC: (Hidrógeno, Flúor, Carbono), Es un Fluorocarbono sin cloro con átomos de hidrógeno sin

potencial destructor del ozono dado que no contiene cloro. (R-134a, 141b).

Los nuevos refrigerantes (HFC) tenderán a sustituir a los CFC y HCFC:

USO O SERVICIO CFC/CFC HFC

Limpieza R-11 R-141b

Temperatura media R-12 R-134a/R-409

Baja temperatura R-502 R-404/R-408

Aire Acondicionado R-22 R-407c

Tabla 1.1. Servicio de los refrigerantes CFC y HCFC.

Los refrigerantes pueden ser puros o mezcla de diferentes gases, las mezclas pueden ser

azeotrópicas o no azeotrópicas.

Las mezclas azeotrópicas están formadas por tres componentes y se comportan como una

molécula de refrigerante puro. Empiezan por 5 (R-500, R-502).

Las mezclas no azeotrópicas están formado por varios componentes pero la mezcla no se

comporta como una molécula de refrigerante puro. Por lo tanto la carga de refrigerante que

funciona con estos gases se ha de realizar siempre por líquido ya que cada gas se comporta

diferente en estado gaseoso. Empiezan por 4 (R-404, R-408, R-409). Aparte este tipo de

mezclas tiene deslizamiento, lo que quiere decir que a la misma presión la temperatura es

diferente si está en estado gaseoso o en estado líquido. Este deslizamiento puede ser desde

1º hasta 7ºC.

Estos gases no son tóxicos en estado normal pero desplazan el oxígeno produciendo asfixia.

Cuando están es contacto con llamas o cuerpos incandescentes el gas se descompone dando

productos altamente tóxicos y capaces de provocar efectos nocivos en pequeñas

concentraciones y corta exposición.

Los refrigerantes que empiezan por 7, indican que son fluidos inorgánicos. Por ejemplo, el

amoniaco (NH3) que se denomina R-717 o el R-744 que es el anhídrido carbónico (CO2), el R-

764 es el anhídrido sulfuroso (SO2).

Los que empiezan por 6 son los isobutano como el R-600, se emplean en instalaciones

domésticas. Son altamente inflamables.

9


1.3.2.1. REFRIGERANTES NATURALES.-

R717 AMONIACO.- El amoníaco fue el primer refrigerante usado a gran escala. Es eficaz,

pero también muy tóxico e inflamable. Por ello se han preferido a menudo sustitutos más

seguros. Actualmente el amoníaco está restringido a usos con supervisión de personal

experimentado (por ejemplo cámaras de frío, fabricación de productos lácteos y cervezas)

además de requerir sistemas de seguridad para su utilización que suponen un aumento del

coste entre un 30% o 40% frente al uso de fluidos menos peligrosos.

— Anhídrido, gaseoso, líquido y disuelto en agua.

— Grupo 2 conforme DIN EN 378-1, peso molecular 17 kg./mol.

— Densidad 0,7 kg./m³ en estado gaseoso a 1 bar y 20°C, más ligero que el aire.

— En caso de emergencia y de existir amoniaco en el circuito cerrado del enfriador de

líquidos o unidad compresora, éste se disolverá en agua usando un dispositivo de

absorción o un chorro de agua.

Tabla 1.2. Características de los refrigerantes naturales.

1.3.2.2. REFRIGERANTES SINTÉTICOS.-

R-12.- Era el que más se empleaba por su buen comportamiento en general hasta su

prohibición. Evapora –29.4º C a presión atmosférica, era el más miscible con el aceite mineral,

tenía una buena temperatura de descarga, admitía intercambiador de calor, se empleaban

condensadores más pequeños. El R-12 absorbía poca humedad y por lo tanto formaba poco

ácido en comparación con los nuevos refrigerantes. Las fugas se pueden detectar con

lámpara buscafugas.

10


Tabla 1.3. Datos técnicos del R22.

Figura 1.7. Aspectos ambientales del R22.

R-22.- Este refrigerante es del grupo de los HCFC, inicialmente estaba diseñado para aire

acondicionado pero hasta hace poco se emplea para todo.

Evapora a –40,8ºC a presión atmosférica, es miscible con el aceite mineral y sintético pero en

bajas temperaturas es recomendable utilizar separador de aceite. Acepta poco

recalentamiento ya que de lo contrario aumentaría demasiado la temperatura de descarga.

Absorve 8 veces más humedad que el R-12. Actualmente se prohibe su empleo en equipos e

instalaciones nuevas excepto para equipos de aire acondicionado inferior a 100kw (ver

calendario). Las fugas también se pueden detectar con lampara.

11


R-134a.- Pertenece al grupo de los HFC, al no tener cloro no son miscibles con los aceites

minerales, sólo se emplea aceite base ESTER. Evapora a –26ºC a presión atmosférica y es el

sustituto definitivo para el R-12. Los HFC son muy higroscópicos y absorben gran cantidad de

humedad. De los HFC el 134a es el único definitivo los demás se emplean para mezclas (R-

125, R-143a, R-152a). Se detectan las fugas mediante buscafugas electrónicos o con otros

medios como colorantes o el jabón de "toda la vida".

Actualmente se comenta que los gases que pertenecen al grupo de los HFC agraban más el

efecto invernadero y al recalentamiento del planeta que las emisiones de CO², de manera que

nos plantea una gran duda, ¿Qué gases emplearemos en el futuro?

Tabla 1.4. Características de los refrigerantes sintéticos.

1.3.2.3. REFRIGERANTES MIXTOS.-

R-507.- Al igual que el refrigerante R502, es una mezcla azeotrópica, la cual se compone de

pentafluoretano (R125) y de 1,1,1-trifluoretano (R143a). Los dos componentes están ezclados

en una proporción de 1:1 en peso. El R-507 es actualmente la única mezcla disponible que

puede ser manejada por el usuario igual que el R502, y que, al mismo tiempo, dispone de unas

propiedades parecidas. El ODP del R-507 es igual a 0, ya que los dos componentes de la

mezcla carecen de cloro. En la industria frigorífica, el R-507 es adecuado para una gran gama

de aplicaciones. Gracias a su temperatura de evaporación de entre -45 y 0° C, este

refrigerante puede utilizarse, p. ej., para muebles frigoríficos o cámaras frigoríficas, en los

sistemas frigoríficos de supermercados, en máquinas de fabricar hielo y como sustituto del R

502 en los sistemas de transporte frigorífico.

El R-507 puede aplicarse tanto en los sistemas frigoríficos nuevos, como readaptarse a las

instalaciones ya existentes. En el caso de efectuar una readaptación, deben optimizarse, bajo

12


ciertas condiciones, algunas de las piezas del sistema, con la finalidad de optimizar el

consumo energético.

Tabla 1.5. Tabla comparativa del R 507 y R 502.

Tabla 1.6. Datos técnicos R 507.

13


Tabla 1.7. Características de los refrigerantes mixtos.

2. METODOLOGÍA.-

El trabajo asignado son de tres arreglos de los SR sobre los cuales mediante el uso del

CoolPack y a través de la estructuración de cuadros comparativos se debe encarar la

interpretación de los resultados generados por este programa para que permita absolver el

cuestionario y los procesos de cálculo propuestos en esta guía.

2.1.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO.-

University Technical of Denmark, Department of Mechanical Ingineering, CoolPack a

collection of simulation tools for refrigeration, Denmark, 2001

14


3. PLANILLA DE DATOS.-

Conservación y congelación de la carne en Sucre

Temperatura del ambiente 35º C

Temperatura de conservación 3º C

Temperatura de congelación - 30º C

Refrigerante R-502

Tabla 3.1. Planilla de datos.

4. CUESTIONARIO.-

4.1. Resolver convencionalmente el SR asignado para confrontar sus resultados

con los generados por el CoolPack.

Cálculo de la Capacidad de Refreigeración

Con los datos asignados en el proyecto de teoría se tiene el cálculo de la capacidad de

refrigeración para los dos ambientes de Conservación y de Refrigeración para refrigeración

comercial utilizando como refrigerante Mixto: R502 R22/15.

Ambiente de Conservación

15


Ambiente de conservación: La capacidad térmica para conservar 10000 [Kg.] de carne de

cerdo es de 29.828 [KW]

Calculo de los coeficientes de transferencia de calor

16

ANALISIS SISTEMAS DE REFRIGERACION (SR) MEDIANTE COOLPACK 17


Ambiente de Refrigeración

19


Ambiente de refrigeración: La capacidad térmica para conservar 15000 [Kg.] de carne de

cerdo es de 195.979 [KW]

Calculo de los coeficientes de transferencia de calor.

20


— Resolución del ciclo 3, mediante el CoolPack.

32


PUNTO TEMPERATURA PRESIÓN ENTALPÍA

[º C] [kPa] [kJ/kg]

Analítico CoolPack Analítico CoolPack Analítico CoolPack

1 9 9 598.3 597.4 195.1 195.1

2 56.1 53.6 1520 1520.3 219.81 217.6

3 60.12 68.3 1520 1520.3 238.09 230.4

4 60.12 68.3 1490 1489.7 223.7 230.7

5 34 34 1490 1489.7 82.89 82.9

7 3 3 628.3 628.3 82.89 82.9

8 8 8 628.3 628.3 193.9 193.9

10 3 3 628.3 628.3 82.89 82.9

11 28.66 18.5 1490 1489.7 76.2 64.2

12 -30 -30 197.8 197.8 76.2 64.2

13 -25 -25 197.8 197.8 178.5 178.5

14 -23.5 -23.5 167.8 167.8 180.1 180.1

15 80.33 73.2 1520 1520.3 240.67 234.6

Tabla 4.1. Tabla comparativa de los estados del ciclo, características

analíticos y del CoolPack.

Analítico CoolPack

Flujo másico fase alta mHS 0.27 kg/s 0.566 kg/s

Flujo másico fase baja mLS 1.916 kg/s 1.714 kg/s

Flujo másico total mT 2.186 kg/s 2.280 kg/s

Potencia del compresor de alta WHS 9.541 kW 14.1 kW

Potencia del compresor de alta WLS 116.051 kW 103.9 kW

Potencia total de los compresores WT 125.592 kW 118 kW

Calor perdido en el compresor de alta QLOSS.HS 0.954 kW 1.4 kW

Calor perdido en el compresor de baja QLOSS.LS 11.605 kW 10.4 kW

Calor perdido en la línea de succión de alta QSL.HS 0.324 kW 0.414 kW

Calor perdido en la línea de succión de baja QSL.LS 3.065 kW 2.64 kW

Coeficiente de operación de alta COPHS 4.492 4.495

Coeficiente de operación de alta COPLS 1.689 1.603

Tabla 4.2. Tabla comparativa de los valores de servicio analíticos y del CoolPack.

33


4.2. En base a los datos del proyecto de teoría estructurar el análisis de los

resultados de los SR asignados mediante el CoolPack y sobre la estructuración de

cuadros comparativos y con la sustentación más explícita y consistente posible

establecer cual es el más ventajoso.

Análisis del Ciclo Nº 3.

34


Análisis del ciclo Nº 5.

36


Análisis del ciclo Nº 6.ç

38


Resumen de resultados obtenidos.

Características Ciclo 3 Ciclo 5 Ciclo 6

Compresores 2 2 2

Condensadores 1 1 1

Evaporadores (T. evaporación) 2 1 2

Deposito separador de liquido 1

I.C. 1*

Válvulas de expansión 3 3 2

Caídas de presión 3 3 4

I.C. abierto 1

Características Ciclo 3 Ciclo 5 Ciclo 6

Potencia compresor[kW] 117.1 102.2 114

Calor rechazado HS[kW] 1.4 4 6.6

Calor rechazado LS [kW] 10.3 3.1 4.8

COPHS 4.437 4.169

COPLS 1.619 4.132

COP 1.929 1.917 1.982

Tabla 4.3. Tabla comparativa de los parámetros mas significativos.

(*)En nuestro caso no será utilizado

Haciendo una comparación se nota claramente que para nuestro proyecto teórico se elegirá el

ciclo 6 y viendo que la potencia del compresor al mismo tiempo se tiene un deposito de liquido

separador casos que no cumplen los demás ciclos analizados por esas y otras mas que saltan

a la vista en el cuadro comparativo el ciclo elegido es el 6.

4.3. Sobre el SR elegido en la pregunta anterior someterlo a un análisis de cómo

afectaría el uso de diferentes refrigerantes en el SR, tres refrigerantes: 1 sintético, 1

natural y 1 mezcla, y sobre la estructuración de cuadros comparativos y con la

sustentación más explícita y consistente posible establecer cual es el más ventajoso.

Tomando como S.R. elegido el 6 ciclo de refrigeración de dos-fase con el evaporador

inundado y un intercambiador abierto y tomando en como refrigerantes los siguientes:

Natural: R717 Amoniaco NH3

Sintético: R22 CHCIF2 Clorodifluormetano

Mixto: R502 R22/15

40


Teniendo para el refrigerante Natural: R717 Amoniaco NH3

41


Teniendo para el refrigerante Sintético: R22 CHCIF2 Clorodifluormetano

42


Natural: R717

Amoniaco NH3

Sintético: R22

CHCIF2

Clorodifluormetano

Mixto:

R502

R22/15

Potencia compresor[Kw.] 108.4 108.9 114

Calor rechazado HS[Kw.] 6 6.2 6.6

Calor rechazado LS [Kw.] 4.8 4.7 4.8

COPHS 4.494 4.401 4.169

COPLS 4.104 4.204 4.132

COP 2.085 2.075 1.982

Consumo de energía[Kwh.] 949627 954273 998704

Tabla 4.4.Tabla comparativa.

44


Notamos que analizando el ciclo 6 con los 3 refrigerantes antes mencionados se llega a la

conclusión que el mas conveniente es el Natural: R717 Amoniaco NH3 además sabemos que

este refrigerante no tiene efecto invernado y cero daño a la capa de ozono.

5. CONCLUSIONES.-

En el presente laboratorio se:

Basados en el curso de instrucción previa y en el proyecto de refrigeración asignado

en docencia, se realizo uso del programa CoolPack para el análisis de las

características y naturaleza de las variables de los Sistemas de refrigeración de los

ciclos 3, 5 y 6.

Se analizó las características más relevantes de los diferentes arreglos de los

sistemas de refrigeración asignados en el CoolPack.

Se realizó la evaluación de las ventajas y desventajas en las prestaciones de los

arreglos de los sistemas de refrigeración asignados del CoolPack.

Se izo la resolución manual del tercer ciclo, la cual fue comparada con el CoolPack,

en el cual se obtuvo que existía una ligera diferencia no muy significativa.

También se analizo la incidencia en las prestaciones de los arreglos de refrigeración

referidos al uso de diferentes tipos de refrigerante en los ciclos de refrigeración, en el

cual se llego a que el Amoniaco fue el mejor refrigerante en función a los parámetros

más relevantes, además que es el más ambiental.

6. BIBLIOGRAFÍA.-

- W University Technical of Denmark, Department of Mechanical Ingineering, CoolPac a

collection of simulation tools for refrigeration, Denmark, 2001.

- Elefseb F., Pedersen P. H., Mogensen L, Hacia los Refrigerantes Naturales,

Swisscontact ediciones, Bolivia, 2001

- http://www.salvadorescoda.com/tecnico/GF/01-GasR406a.pdf , , página visitada el 01

de Mayo, a horas 13:30.

- http://itc.edu.co/carreras_itc/mantenimiento/aire/refrigerantes.htm , página visitada el

01 de Mayo, a horas 13:30.

- http://html.rincondelvago.com/refrigerantes.html , página visitada el 01 de Mayo, a

horas 13:30.

45

http://html.rincondelvago.com/refrigerantes.html

http://itc.edu.co/carreras_itc/mantenimiento/aire/refrigerantes.htm

http://www.salvadorescoda.com/tecnico/GF/01-GasR406a.pdf


INDICE

1.- INTRODUCCION……………………………….……………………………………..….…..1

1.1. ANTECEDENTES………………………………………………………………...............1

1.2. OBJETIVOS………………………………………………………………………….........1

1.3. FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………………….…………..….…1

1.3.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MODELOS Y CICLOS DE REFRIGERACIÓN

ASIGNADOS DEL COOLPACK………………………………………………………1

1.3.1.1. DOS EVAPORADORES Y DOS COMPRESORES……………………………...1

1.3.1.2. INYECCIÓN LÍQUIDA EN LA SUCCIÓN Y DOS COMPRESORES.…………..3

1.3.1.3. EVAPORADOR INUNDADO, ENFRIAMIENTO ABIERTO Y DOS

COMPRESORES…………………………………………………………………….5

1.3.2. REFRIGERANTES……………………………………………………………………..7

1.3.2.1. REFRIGERANTES NATURALES………………………………………………….10

1.3.2.2. REFRIGERANTES SINTÉTICOS………………………………………………….10

1.3.2.3. REFRIGERANTES MIXTOS……………………………………………………….12

2. METODOLOGÍA………………………………………………………………………….…..14

2.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO ……………..…………..….......................................14

3. PLANILAD DEATOS………………………………………………………………………...15

4. CUERSTIONARIO……………………………………………….......................................15

4.- CONCLUSIONES………………………………………..………………………………….45

5.- BIBLIOGRAFIA……………………………..………………..………….............................45

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RESUMEN

En este laboratorio se presenta un análisis de los sistemas de refrigeración mediante el

CoolPack, en el cuál se presenta las Características más relevantes de los diferentes arreglos

de los sistemas de refrigeración de los ciclo 3, 5 y 6, los cual se encuentran disponibles en el

CoolPack. También se presenta una evaluación de las ventajas y desventajas en las

prestaciones de los diferentes arreglos de los sistemas de refrigeración asignados.

La resolución convencional del tercer ciclo y comparada con el CoolPack, en el cual se

obtuvo ligeras diferencias como muestra la tabla siguiente:

Analítico CoolPackFlujo másico fase alta mHS 0.27 kg/s 0.566 kg/sFlujo másico fase baja mLS 1.916 kg/s 1.714 kg/sFlujo másico total mT 2.186 kg/s 2.280 kg/sPotencia del compresor de alta WHS 9.541 kW 14.1 kWPotencia del compresor de alta WLS 116.051 kW 103.9 kWPotencia total de los compresores WT 125.592 kW 118 kWCalor perdido en el compresor de alta QLOSS.HS 0.954 kW 1.4 kWCalor perdido en el compresor de baja QLOSS.LS 11.605 kW 10.4 kWCalor perdido en la línea de succión de alta QSL.HS 0.324 kW 0.414 kWCalor perdido en la línea de succión de baja QSL.LS 3.065 kW 2.64 kWCoeficiente de operación de alta COPHS 4.492 4.495Coeficiente de operación de alta COPLS 1.689 1.603

Como también se muestra la realización de un análisis de la incidencia en las

prestaciones de los arreglos de refrigeración referidos al uso de diferentes tipos de

refrigerante aplicados al sexto ciclo.

Natural: R717 Amoniaco NH3

Sintético: R22 CHCIF2

Clorodifluormetano

Mixto: R502 R22/15

Potencia compresor[Kw.] 108.4 108.9 114

Calor rechazado HS[Kw.] 6 6.2 6.6

Calor rechazado LS [Kw.] 4.8 4.7 4.8

COPHS 4.494 4.401 4.169

COPLS 4.104 4.204 4.132

COP 2.085 2.075 1.982

Consumo de energía[Kwh.] 949627 954273 998704

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LABORATORIO: Nº 2

SIGLA: MEC 3338

MATERIA: REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO

UNIVERSITARIOS: LLAVE LÓPEZ AMILCAR

VELASQUEZ CASTRO MELVIN

DOCENTE DE LAB.: ING. EDGAR S. PEÑARANDA MUÑOZ

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Lab 2 Analisis Sistemas de Refrigeracion

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