Determinación del caudal másico

Antes de empezar los cálculos, conviene precisar la noción de caudal másico.

El circuito frigorífico es un circuito cerrado.

Forma un lazo por el cual el fluido circula gracias a la energía aportada por el compresor.

Si observamos este último vemos que:

• En cada bajada del pistón, el compresor aspira una masa (M) de gas.
• En cada subida del pistón, el compresor descarga la misma masa (M) de gas.

...

Esta masa (M) da la vuelta al circuito que pasa por el condensador, la válvula de expansión y el evaporador, para volver al compresor y volver a empezar .. , y este ciclo sigue mientras el compresor funciona

Es muy importante comprender bien que, si por ejemplo circulan 50 kg de fluido cada hora por el compresor, también circularán 50 kg a la hora por el condensador, el evaporador y los otros puntos del circuito.

De hecho,. el caudal másico es constante en todo el circuito.

Lo que sigue mostrará que el caudal másico del fluido en circulación es una de las principales características del circuito frigorífico.

Para determinar el caudal másico (qm), hay que conocer:

• el caudal volumétrico (Va) de los vapores aspirados por el compresor.
• el volumen específico (v'' de los vapores en la aspiración del compresor.

El caudal másico vendrá dado por la razón:

• Qm = Caudal Másico
• Va = Caudal Volumétrico
• V´´ = Volumen específico

El caudal volumétrico por el compresor indica la cantidad de vapor que aspira por segundo.

El Va se expresa en m3 /s. En la práctica, a menudo usamos el m3/h.

El volumen específico de los vapores saturados puede ser leído en las tablas del fluido:

v " a 5 oC = 0,0403 m3 /kg (véase el siguiente ejemplo).

Temperatura ºC	Presión absoluta bar	Volumen específico
		Líquido dm3/Kg	Vapor m3/Kg
5	2,48	0,782	0,058

Cuidado: el volumen específico de los vapores debe ser tomado a la temperatura considerada.

Si el compresor aspira 35 m3 /h de vapores a 5 oC, el caudal másico será:

Formula

Qm=Va/V´´

Va = Qm/V´´ ⇒ 35m3/h / 3600 ⇒ 0,0097m3/s

V´´ = 0,058 m3/Kg

Qm=0,0097 / 0,058 ⇒ 0,167 m3/Kg

También es posible de calcular:

Qm=35 m3/Kg /0,058 m3/Kg ⇒603,4 m3/Kg

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• 1-Calcule la potencia frigorífica de este circuito.
• 2-Anote los valores calculados en la siguiente tabla e intenta completarla después.

Cálculo del caudal másico del R134a

• Qm= Va/V´´
• Va=Volumen aspiración ⇒ 20m3/h
• V´´=Volumen específico a 0ºC ⇒ 0,069m3/Kg
• Qm⇒20/0,06889 ⇒ 290,3Kg/h

Cálculo de la producción frigorífica específica

Pfe (Prod frigorifica especifica)=Entalpia (0ºC) - entalpia(20ºC) ⇒397,22 -227,23 ⇒ 169,29 Kj/Kg

Cálculo de la potencia Frigorífica para 20m3

Formula:

Pf= Qm*Pfe

Pf=290,3 * 169,29 ⇒49348,9 Kj/h

O sea

49348,9 Kj/h/3600 s ⇒13,7Kw

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Cálculo de la potencia Frigorífica para 40m3

Pf=580,64 * 169,29 ⇒98.296,55/3600=27,31Kw

Calculo de la potencia Frigorífica para 80m3

Pf=1161,27 * 169,29 ⇒98.296,55/3600=27,31Kw

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Calculo caudal másico para 20m3 (R404a)

Va=Volumen aspiración ⇒ 20m3/h

V´´=Volumen específico a 0ºC ⇒ 0,034 m3/Kg

Qm=Va/V´´ ⇒ 20/0,034 ⇒588 Kg/h

Producción frigorífica = entalpías a (0ºC) - entalpía a (20ºC) ⇒370,4 - 229,5 =140,9 Kj/Kg

Potencia Frigorífica=Qm*Pfe ⇒588*140,9 ⇒82449//3600 ⇒ 23 Kw

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