© 2015 Manuel Ruiz de Adana Santiago

Área de Máquinas y Motores Térmicos

Asignatura: Ingeniería Energética en las Instalaciones Industriales

Ciclo real de refrigeración por compresión mecánica de un vapor

Una instalación de refrigeración por compresión mecánica de un vapor ha de refrigerar una corriente de agua que está a 15ºC cuando el ambiente exterior es de 30ºC. El salto de temperaturas entre el agua y el refrigerante es de 10ºC y el salto de temperaturas entre el refrigerante y el aire exterior es de 10ºC. El compresor de la instalación comprime un flujo másico de 100 g/s del refrigerante R-134a. El sobrecalentamiento útil en la aspiración del compresor es de 10ºC. El rendimiento isoentrópico del compresor es de 0,85. Si el condensador trabaja con un subenfriamiento de 10ºC, calcular para la instalación de refrigeración:

1. representar el ciclo de refrigeración real sobre un diagrama presión-entalpía 2. la potencia frigorífica (frío producido) en el evaporador, en kW 3. la potencia real consumida por el compresor, en kW 4. el calor cedido por el condensador al aire, en kW 5. la eficiencia del ciclo de refrigeración real 6. la eficiencia de Carnot que trabajara entre los mismos focos de temperatura.

http://moodle.uco.es/m1516/

P2.PRÁCTICA CICLO REAL DE REFRIGERACIÓN

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Estudio paramétrico del ciclo frigorífico real Considerando el ciclo de refrigeración real se pide realizar un análisis paramétrico de la eficiencia energética del ciclo frigorífico considerando los siguientes parámetros:

7. Analizar la variación de EER cuando la temperatura del agua que se desea

enfriar varía desde 15ºC hasta 0ºC a intervalos de 3ºC. Nota: la solución debe darse en forma de gráfico en la ventana Plot Windows del programa EES con el eje de abscisas Tagua y eje de ordenadas EER

8. Analizar la variación de EER cuando la temperatura exterior varía desde 30ºC hasta 50ºC a intervalos de 5ºC. Nota: la solución debe darse en forma de gráfico en la ventana Plot Windows del programa EES con el eje de abscisas Texterior y eje de ordenadas EER

9. Analizar la variación de EER cuando el grado de subenfriamiento varía entre

10ºC y 20ºC a intervalos de 1ºC. Nota: la solución debe darse en forma de gráfico en la ventana Plot Windows del programa EES eje de abscisas DeltaTsub y eje de ordenadas EER

10. Analizar la variación de EER cuando el rendimiento isoentrópico del

compresor varía entre 0,5 y 1 a intervalos de 0,1. Nota: la solución debe darse en forma de gráfico en la ventana Plot Windows del programa EES eje de abscisas rendimiento isoentrópico y eje de ordenadas EER

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Presentación de los resultados de la práctica

La presentación de los resultados del apartado 1, se realizará mediante la representación del ciclo de refrigeración real sobre un diagrama presión-entalpía en la ventana “plot Windows” del programa EES. Para la presentación de los resultados de los apartados 2 a 6 de la práctica se seguirán las siguientes indicaciones:

1. Archivo EES. Se entregará la práctica en un único archivo del programa EES.

2. Formato en las soluciones. Las soluciones se darán teniendo en cuenta las

unidades que se indican en el enunciado de la práctica y se formatearán a dos decimales.

3. Soluciones en la ventana “Solution”pestaña “Main” del programa EES. Las soluciones se marcarán con una caja en color gris.

4. Soluciones en la ventana “Solution”pestaña “Key variables” del programa EES. Las soluciones de cada apartado se marcarán como “key variables”. Para ello se hará doble click sobre cada una de ellas en la ventana ”Solution” pestaña “Main” y se hará click en la opción “key variable”:

 

En el texto se indicará la variable en cuestión, así como sus unidades. Al hacer esto la variable se copia en la ventana “Solution” pestaña “Key variables”. Una vez finalizada la práctica el aspecto que tiene esta ventana es se muestra en la siguiente página. Las soluciones se completarán añadiendo texto (por ejemplo “Apartado 1”) y añadiendo separadores, empleando para ello las opciones disponibles usando el botón derecho del ratón en dicha ventana:

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Ejemplo de presentación de los resultados de los apartados 2 a 6 de la práctica empleando la ventana “Solution” pestaña “Key variables” del programa EES:

La presentación de los resultados del análisis paramétrico (apartados 7 a 10) se realizará mediante gráficas en la ventana “Plot Windows” del programa EES como se ha indicado arriba.