Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CICLOS DE REFRIGERACIÓN
Medio
caliente
Q H
7 6
T
Válvula de
expansión
3
A
Intercambiador de calor
8 Evaporador 5
Válvula de
expansión
Condensador
Calor
Condensador
2
Q L
Compresor
B
Evaporador
Compresor
4 1
Q L
3
Disminución
en el trabajo
del compresor
7
4
8
Q H
A
6
5
2
B
1
Q L
Incremento en
la capacidad
de refrigeración
s
Espacio refrigerado
frío
FIGURA 11-12
Un sistema de refrigeración en cascada de dos etapas con el mismo refrigerante en ambas etapas.
En el sistema en cascada ilustrado en la figura, los refrigerantes en ambos
ciclos se suponen iguales. No obstante, esto no es necesario ya que no se produce
mezcla en el intercambiador de calor. Por lo tanto, los refrigerantes con
características más deseables pueden utilizarse en cada ciclo. En este caso,
habría una curva de saturación independiente para cada fluido y el diagrama
T-s resultaría distinto para uno de los ciclos. Además, en los sistemas reales
de refrigeración en cascada, los dos ciclos se traslaparían un poco debido a
que se requiere una diferencia de temperatura entre los dos fluidos para que
suceda alguna transferencia de calor.
Es evidente, a partir del diagrama T-s y de la figura 11-12, que el trabajo
del compresor disminuye y que la cantidad de calor absorbido del espacio
refrigerado aumenta como resultado de las etapas en cascada. Por lo tanto,
el sistema en cascada mejora el COP de un sistema de refrigeración. Algunos
sistemas de refrigeración usan tres o cuatro etapas en cascada.
EJEMPLO 11-4 Un ciclo de refrigeración en cascada
de dos etapas
Considere un sistema de refrigeración en cascada de dos etapas que opera
entre los límites de presión de 0.8 y 0.14 MPa. Cada etapa opera en un ciclo
ideal de refrigeración por compresión de vapor con refrigerante 134a como
fluido de trabajo. El rechazo de calor del ciclo inferior al ciclo superior sucede
en un intercambiador de calor adiabático de contraflujo donde ambos flujos