Cálculos de un ciclo de refrigeración.

 

Para realizar los cálculos de un ciclo de refrigeración se utilizan las tablas de las propiedades de los diferentes refrigerantes que se utilizan en la práctica. Con los datos de las propiedades necesarias, se hace una tabla como ya se ha visto y se determinan las entalpías necesarias para hallar el COP.

El refrigerante 134a se utiliza como fluído de trabajo en un ciclo de refrigeración por compresión de vapor ideal. El refrigerante sale del evaporador a – 20°C y sale con una presión de 900 kPa del compresor. Si el flujo másico es de 3 kg/min, halle el COPR y las toneladas de refrigeración.

Con las tablas del refrigerante y las características de cada proceso determinamos las entalpías necesarias:

Estado 1 –  El refrigerante sale del evaporador a – 20 °C como vapor saturado y seco, por tanto x1 = 1 y de las tablas h1 = 238.41 kJ/kg y s1 = 0.9456 kJ/kg*K.

Estado 2 – El refrigerante fue sometido a una compresión isentrópica por lo cual s2 = s1. Además tenemos que la presión P2 es de 900 kPa, con estas dos propiedades determinamos que h2 = 278.23 kJ/kg y T2 = 43.79°C.

Estado 3 – El refrigerante sale del condensador como líquido saturado en un proceso de condensación a P constante, por lo que P3 = P2 = 900 kPa. Con esta sola variable podemos determinar las demás y se halla que h3 =101.61 kJ/kg y s3 = 0.3738 kJ/kg*K.

Estado 4 – El proceso en el dispositivo de estrangulamiento es isoentálpico por lo que h4 = h3. En el diagrama TS se observa que T4 = T1 = – 20°C. Entonces utilizando el valor de h para obtener la calidad del vapor x4, podemos determinar s4 = 0.4053 kJ/kg*K.

Entonces:

Y las toneladas de refrigeración:

 

REGRESAR