Diagramas termodinámicos de los ciclos frigoríficos. Diagrama presión-entalpia. Cálculo de los calores de compresión, vaporización y condensación. Rendimiento del ciclo de refrigeración. Recalentamiento y subenfriamiento: efectos sobre el rendimiento del ciclo. Efectos de la temperatura de vaporización sobre la eficiencia del ciclo. Efectos de la caída de presión en la eficiencia del ciclo

1. Diagramas termodinámicos de los ciclos frigoríficos

Tipos de diagramas usados en instalaciones frigoríficas:

–Diagrama p-V, presión-Volumen o de “Andrews”

Durante el ciclo frigorígico, el volumen específico(v) varía constantemente, por lo que la representación del ciclo en el diagrama presenta una forma irregular y el área se calcula de forma aproximada. Resulta de especial interés para estudiar la etapa de compresión(“ciclo de compresión” o diagrama indicado(Wi))

–Diagrama T-S, Temperatura-Entropia o “entrópico”

El ciclo frigorífico se representa mediante dos isotermas e isóbaras(condensación y evaporación) y una isoentrópica e isoentálpica(compresión y expansión). El área representa el flujo de calor en el ciclo: DQ=DS·DT

–Diagrama p-h, presión-entalpía, entálpico o de “Mollier”

Diagrama p-h(Mollier):

Es el más ampliamente utilizado en el estudio de los “ciclos frigoríficos”(ver apdo.2)

–Diagrama h-s, “entalpía-entropía”

LH: Isoentálpicas(H=CTE)

LV: Isoentrópicas(S=CTE)

Las distancias verticales representan la “energía térmica” intercambiada, obtenida o cedida en los procesos del ciclo

Procesos termodinámicos de los ciclos frigoríficos

–“Evaporación” y “condensación”: T y p constantes

–“Compresión”: línea adiabática ó isoentrópica S=CTE

–“Expansión”: línea isoentálpica ó H=CTE

Lineas interesantes:

“Isotermas”: T = CTE

“Isóbaras”: p = CTE

“Isoentálpicas”: H = CTE

“Isoentrópicas”: S = CTE

“Isócoras”: v = CTE

“Isotítricas”: x(título) = CTE

2. Diagrama presión-entalpia

3. Cálculo de los calores de compresión, vaporización y condensación

4. Rendimiento del ciclo de refrigeración

5. Recalentamiento y subenfriamiento: efectos sobre el rendimiento del ciclo

golpe de líquido

6. Efectos de la temperatura de vaporización sobre la eficiencia del ciclo

7. Efectos de la caída de presión en la eficiencia del ciclo