William David Navarro Abril - Nombre
4101228 - Código
Refrigeración y Aire Acondicionado - Asignatura
Fundación Universidad de América - Institución
Ingeniería Mecánica - Facultad
TABLERO DE AIRE ACONDICIONADO
INTRODUCCIÓN
El área de refrigeración y aire acondicionado, se constituye
en uno de los sectores que en el país demanda un buen numero de ingenieros mecánicos,
de esta manera, en el proceso de construcción del conocimiento es importante
que cada uno de los estudiantes tenga conocimientos propios mas allá del
sentido teórico que la asignatura misma ofrece, sino la practica y el que hacer
en los distintos procedimientos que este tipo de sistemas demanda. En la
practica se instruye la ubicación de cada uno de los componentes que tiene el
sistema, su composición, su funcionamiento y la forma como se puede ver y
representar cada uno de los componentes en los diagramas termodinámicos y la
forma como es controlado el sistema.
MARCO TEÓRICO
El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico ideal
reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es el máximo
posible. Fue estudiado por Sadi Carnot en su trabajo Reflections sur la
puissance motrice de fau et sur les machines propres á developper cette
puissance de 1824. Una maquina térmica que trabaja absorbiendo una cantidad de
calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2
a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior.
Como todos los procesos que tiene lugar en el ciclo
ideal son reversibles, el ciclo puede
invertirse entonces la maquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a
la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la maquina si el objetivo de esta maquina es extraer
calor de la fuente fría se denomina maquina frigorífica.
El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas dos procesos isotérmicos y dos procesos adiabáticos.
expansión isotérmica 2 - 3
expansión adiabática 3 - 4
compresión isotérmica 4 - 1
compresión adiabática 1 -2
OBJETIVO GENERAL
Conocer el ciclo de refrigeración discriminando cada uno de
los componentes indicando la función que desempeña dentro del ciclo, su representación
y las características del trabajo termodinámico que desarrolla.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar un diagrama del flujo del proceso representando en
el banco de refrigeración, indicando cada uno de los componentes que en el
intervienen
Desarrollar una descripción clara de cada uno de los
componentes que integran el sistema, esta debe incluir, descripción técnica y simbología
Representar en un diagrama T-s y en un diagrama P-h el
trabajo que realiza los componentes
DESARROLLO
Componentes de flujo refrigerante del equipo con simbología
Diagramas termodinámicos T-s y P-h
 |
Wcpm = Trabajo del compresor
Wcpm = Trabajo del compresor
Wevp = Trabajo del evaporador
Wcnd = Trabajo del condensador
|
Matriz del tipo de trabajo que los componentes realizan
CONCLUSIONES
La principal característica
de elementos de trabajo térmico condensador y evaporador es que realizan una expansión
isotérmica proceso por el cual el gas refrigerante se expande o contrae
manteniendo la temperatura constante durante dicho proceso. Podemos observar
que los elementos de trabajo mecánico como compresor realiza un proceso
isoentropico agregando energía en forma de presión y válvula de expansión es que realiza el
trabajo de bajar la presión con una entalpía constante también aumenta la entropía
bajando la temperatura del refrigerante.
La función que
cumple el acumulador en un circuito de refrigeración es el de recibir el
refrigerante en estado liquido del condensador para poder realizar algún tipo de
MTTO en el sistema y poderlo almacenar durante la ejecución del mismo. Las variables
que manejan los instrumentos de control son presión, temperatura, humedad.
El lazo
cerrado quiere decir que existirá una frontera que delimita el movimiento con
respecto al medio ambiente por lo cual, no existirá ningún tipo de mezcla de fluido,
el fluido refrigerante no deberá estar en contacto con el medio ambiente. Él
circuito de lazo abierto quiere decir que circula aire a través del circuito de
refrigeración para que el sistema comience a retirar calor del aire, el
evaporador provoca la condensación del vapor de agua contenida en este,
generando la condensación del mismo
El compresor de gas trabaja con electricidad, y está regulado
por el termostato. Aquí es donde suceden las principales fallas; por lo general
fallan los capacitores que regulan la corriente, por lo que deja de funcionar
el motor, Otra falla común es que todo funciona bien, pero no hay
enfriamiento; esto se debe porque el gas escapó y debido a eso no enfría
otra es que los empaques del refrigerador están en mal estado, produciendo
mucha escarcha debido a la entrada de aire húmedo al refrigerador.
CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN
INTRODUCCIÓN
Los circuitos de refrigeración son la aplicación del
principio de Carnot. En esta aplicación en particular se podrá comprender como
los diversos componentes del circuito desarrolla un proceso termodinámico
absorbiendo y cediendo calor simultáneamente. En la practica deberá comprender
el trabajo mecánico o térmico que puede desarrollar cada uno de los componentes
para ello deberá comprobar por medio de la toma de datos de las diversas
variables que intervienen en el proceso y compararlos con el comportamiento del
circuito ideal de refrigeración de esta forma ver las variaciones que puede
sufrir este circuito en la realidad.
En el momento de realizar la toma de datos tenga precaución
de hacer la medición simultanea de cada una de las variable, esto se debe a la calibración
que tiene el equipo pues los tiempos de ciclado del mismo son muy cortos para
ello se sugiere un líder para indicarle a sus compañeros de trabajo el momento
indicado para leer las variables en la instrumentación del sistema.
Al terminar la practica deberá estar capacitado de
interpretar el tipo de trabajo que desarrolla cada uno de los componentes que
integra el sistema y de la misma forma deberá tener la capacidad para concluir
de que forma se puede mejorar la eficiencia COP que puede desarrollar un equipo
. Esta es una de las ramas de la ingeniería que son de exclusivo uso de los
ingenieros mecánicos por lo cual es de fundamental importancia la buena disposición
para la comprensión y entendimiento de principio físico aplicado a este
circuito.
MARCO
Cuando los diversos componentes del circuito de refrigeración
se ensamblan forman un sistema de lazo cerrado, esto quiere decir que existirá una
frontera que delimita el movimiento con respecto al medio ambiente, con lo
cual, no existirá ningún tipo de mezcla de fluido, dicho en otras palabras el
fluido refrigerante no deberá estar en contacto con el medio ambiente. De otra
parte circula aire a través del circuito de refrigeración, el aire es la
materia prima, objetivo a tratar en este proceso termodinámico. para que el
sistema comience a retirar calor del aire el evaporador provoca la condensación
del vapor de agua contenida en este, generando la condensación del mismo, el
proceso que cumple el aire se cataloga con circuito de lazo abierto pues este
en cualquier momento podrá estar en contacto con el medio ambiente exterior.
Lazo cerrado de refrigerante:
El compresor eleva la presión del refrigerante el cual se
encuentra en estado de gas sobre-calentado, el fluido es transportado en estado
alta presión hacia el condensador.
En el condensador cede calor latente QL lo cual
hace que cambie de estado de tal forma que cuando sale de este componente entra
en estado liquido
El refrigerante en estado liquido pasa a través de un filtro
desecante, el cual retira todo tipo de partículas en suspensión que se haya
podido generar por la acción mecánica del compresor así mismo contiene desecante
en forma de pellet el cual retiene cualquier partícula de agua que se haya
generado por la succión de aire por alguno de los acoples de la tubería del
sistema, cuando el filtro es taponado la presión del sistema sube en la línea de
alta presión por lo cual exige el cambio inmediato de dicho filtro
El flujo de refrigerante en estado líquido es conducido por
la tubería a alta presión para ser almacenado en el tanque recibidor de
refrigerante y estar disponible a los requerimientos del sistema
El refrigerante es conducido por la línea de alta presión, a
gas hasta la válvula de expansión, en donde se produce una caída de presión provocando
que el refrigerante cambie su estado de liquido a mezcla liquido-vapor esta caída
de presión se produce por el paso del fluido a través de un diminuto agujero lo
cual produce la automatización del fluido, a este componente también se le llama válvula
termostática. El objetivo de esta válvula no es solo generar cambio en el
estado del fluido, si no garantiza el sobrecalentamiento del gas en el
evaporador para que cambie totalmente de estado dentro de él.
El evaporador es el encargado de transformar las condiciones
de humedad y temperatura del aire así como de cambiar el estado del
refrigerante para llevarlo al estado de gas sobre-calentado.
Lazo abierto de aire tratado:
El aire es la materia prima en los procesos de climatización
este participa activamente en dos partes en la extracción de calor del
refrigerante en el condensador, sin embargo las condiciones en estas no son
relevantes pues lo mas importante es la capacidad del área de transferencia que
tiene el condensador para que el refrigerante llegue a las condiciones de
liquido saturado, de otra parte esta el aire que es tratado por el evaporador
este tiene mucha importancia debido a que este aire es el objetivo del circuito
para llevarlo a unas condiciones de calidad en humedad y temperatura. De este
modo se presenta el siguiente proceso:
El aire del medio tratado es forzado a pasar por el
evaporador en donde se presenta un proceso de convección forzada entre el aire
y las lainas del evaporador las cuales entre mayor área de contacto tenga mayor
transferencia de calor va a generar
El aire que tiene una carga térmica al entrar en contacto
con las lainas del evaporador cuya temperatura es considerablemente mas baja,
produce la condensación del aire que pasa a través de el, de esta forma
disminuye la temperatura y humedad del aire.
OBJETIVO GENERAL
Identificar el comportamiento mecánico y termodinámico de
cada uno de los componentes en un sistema de refrigeración, con el cual se
determina el cálculo de potencia de cada uno de los componentes
OBJETIVOS
Determinar como se realiza el trabajo mecánico desarrollado
por el sistema
Determinar como se realiza el trabajo térmico desarrollado
por el sistema
Determinar el consumo de potencia eléctrica y térmica desarrollado
por los componentes del sistema
DESARROLLO
Diagrama de flujo de refrigeración del equipo
Calculo de trabajos en los componentes del sistema
EVIDENCIA
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