Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CICLOS DE REFRIGERACIÓN
a) Las temperaturas máxima y mínima en el ciclo se determinan a partir de
las relaciones isentrópicas de gases ideales para los procesos de compresión y
de expansión. A partir de la tabla A-17E,
T 1 460 R ⎯→ h 1 109.90 Btu/lb m y P r 1 0.7913
P 2
P r 2 P r 1 (4)(0.7913) 3.165 ⎯→ e h 2 163.5 Btu/lb m
T 2 683 R (o 223 °F)
T 3 540 R ⎯→ h 3 129.06 Btu/lb m y P r 3 1.3860
P 4
P r 4 P r 3 (0.25)(1.386) 0.3465 ⎯→ e h 4 86.7 Btu/lb m
P 3
T 4 363 R (o 97 °F)
Por lo tanto, las temperaturas más altas y más bajas en el ciclo son 223 y
97 °F, respectivamente.
b) El COP de este ciclo de refrigeración de un gas ideal es
P 1
COP R
23.2
q L
CO P R
w neto,entrada w compresor,entrada W turbina,salida
donde
q L h 1 h 4 109.9 86.7 23.2 Bt u >lb m
W turbina,salida h 3 h 4 129.06 86.7 42.36 Bt u >lb m
W compresor,entrada h 2 h 1 163.5 109.9 53.6 Bt u >lb m
Por lo tanto,
q L
53.6 42.36
2.06
c) La tasa de refrigeración es
# #
Q refrigerante m 1q L 2 10.1 lb m >s 2123.2 Bt u >lb m 2 2.32 Btu/s
Comentario Vale la pena señalar que un ciclo ideal por compresión de vapor
que trabaje bajo condiciones similares tendría un COP mayor que 3.
11-10 ■ SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
POR ABSORCIÓN
Otra forma de refrigeración que tiene un atractivo económico cuando se tiene
una fuente de energía térmica barata a una temperatura de 100 a 200 °C, es la
refrigeración por absorción. Algunos ejemplos de fuentes de energía térmica
barata incluyen la energía geotérmica, la solar, el calor residual de centrales
de cogeneración o de vapor de proceso, e incluso el gas natural cuando está
disponible a un precio relativamente bajo.
Como su nombre lo indica, los sistemas de refrigeración por absorción
implican la absorción de un refrigerante por un medio de transporte. El sistema
de refrigeración por absorción más utilizado es el sistema de amoniaco-agua,
donde el amoniaco (NH 3 ) sirve como el refrigerante y el agua (H 2 O) es el medio
de transporte. Otros sistemas de refrigeración por absorción son los de aguabromuro
de litio y el de agua-cloruro de litio, en los que el agua sirve como refrigerante.
Los últimos dos sistemas están limitados a aplicaciones como el
acondicionamiento de aire, en las que la temperatura mínima queda por arriba
del punto de congelación del agua.