Sarabia Escriva, Emilio José; Soto Francés, Víctor Manuel; Pinazo Ojer, José Manuel
Introducción
El presente laboratorio virtual muestra los elementos que componen un ciclo doble de inyección directa con intercambiador de recalentamiento-subenfriamiento. La aplicación permite calcular las propiedades termodinámicas en los puntos característicos de la instalación. De este modo, se representa, en forma de diagrama presión-entalpía, la evolución del fluido a través de los distintos procesos a los que es sometido en el ciclo. El usuario puene elegir entre un rango amplio de fluidos y definir las caracteísticas más significativas de la instalación. Los ciclos dobles de compresión se utilizan cuando la tasa de compresión entre condensador y evaporador es muy elevada. El objetivo de la división de la etapa de compresión en dos partes es, por un lado, evitar altas temperaturas en descarga, que pueden ocasionar el deterioro del aceite y por otro, mejorar el rendimiento de la instalación permitiendo un enfriamiento de los gases en la aspiración del compresor de alta presión.
Objetivos
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Entender los diferentes procesos termodinámicos que experimenta el fluido refrigerante en una instalación con ciclo de doble etapa con inyección directa.
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Conocer los datos necesarios para caracterizar una instalación de este tipo.
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Identificar los diferentes puntos de la instalación en un diagrama presión-entalpía.
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Observar la influencia de diferentes parámetros en la evolución del ciclo y los resultados finales.
Instrucciones
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Definir las propiedades de la instalación: potencia y temperatura del evaporador, temperatura de condensación, eficiencia del intercambiador, etc.
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Asignar una curva cuadrática para el comportamiento del compresor, tanto para calcular su rendimiento indicado como su rendimiento mecánico-eléctrico. El coeficiente 0 es el término independiente, el coeficiente 1 multiplica por la tasa de compresión, y el coeficiente 2 multiplica por la tasa de compresión al cuadrado.
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Los resultados del ciclo se refrescan al presionar el botón de cálculo.
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El programa sólo permite definir ciclos subcríticos.
Descripción de la instalación
La siguiente figura representa el esquema de una instalación de refrigeración con ciclo doble de inyección directa. La instalación se compone de: evaporador, condensador, compresor de alta presión, compresor de baja presión, válvula de expansión, y un intercambiador de recalentamiento-subenfriamiento. Existen tres niveles de presión en la instalación. La zona de baja presión empieza desde la salida del refrigerante de la válvula de expansión hasta la aspiración del compresor de baja. El nivel de presión intermedio corresponde a la zona donde descarga el compresor de baja y aspiración del compresor de alta. A esta línea también descarga otra cuyo origen es la línea de líquido con una expansión a presión intermedia. El fluido que viene de esta línea permite enfriar los gases a la entrada del compresor de alta presión y por tanto, evitar que la descarga de alta presión tenga una temperatura excesivamente elevada. Este efecto permite también mejorar el rendimiento de la instalación. La zona de alta presión empieza en la salida del compresor de alta y termina en la válvula de expansión previa al depósito intermedio. En esta configuración parte del fluido que pasa por el condensador es descargado de forma directa a la aspiración del compresor de alta tal y como se ha comentado, el resto pasa al evaporador.
Se nombran los diferentes puntos en los que el fluido presenta diferentes propiedades. La numeración sirve para mostrar el valor de estas propiedades en la tabla de resultados final.
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Datos de la instalación:
Datos del compresor:
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Resultados del ciclo
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