Influencia del sobrecalientamento en la aspiracion sobre la potencia frigorifica

Un gas que calentamos se dilata para ocupar un volumen más importante.

La figura anterior pone en evidencia una aplicación de este fenómeno: el gas contenido en el fuelle del termostato se dilata cuando su temperatura aumenta.

Esta dilatación se traduce por un aumento del volumen específico del gas.

...

En el circuito frigorífico, el sobrecalentamiento de los gases en la aspiración provoca un aumento del volumen específico de los gases aspirados; vamos a ver las consecuencias de este fenómeno en la potencia frigorífica.

La tabla "vapor sobrecalentado" del R 134a da un volumen específico de los vapores (V´´) de 62,60 dm3/kg para 15 oC de sobrecalentamiento con 5 oC en saturación.

o sea v" = 0,0626 m3/kg

Si, en el ejemplo de la figura el compresor tiene un volumen aspirado de 50 m3 /h, el caudal másico será:

qm = Va/ v" = 50 / 0,0626 = 798, 72 kg/h

Recuerde:

la producción frigorífica específica del R134a en las condiciones "35 oC, 5 oC" es de 151,37 kJ/kg.

Veamos:

Volvamos a nuestro ejemplo anterior:

Con la misma producción frigorífica específica (151,37 kJ/kg), la potencia frigorífica será pues:

Pf = Qom . qm = 151,37 x 798,72 = 120 902 kJ/h

o sea:

Pf = 120 902 / 3600 = 33,5 kW

Si hacemos el mismo cálculo con un sobrecalentamiento nulo, es decir v" = 0,058 m3/kg, la potencia frigorífica llega a ser :

qm = Va/v" = 50 / 0,058 = 862 kg/h

Pf = Qom . qm = 151,37 x 862 = 130 480 kj/h

O sea:

Pf = 130 480 / 3600 = 36,20 kW

Constatamos una pérdida de potencia frigorífica de 7,5 % cuando el sobrecalentamiento en la aspiración pasa de O a 15 oC.

En la práctica, contamos una pérdida de potencia de un 1 % para 2oC de sobrecalentamiento

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En un catálogo Bitzer, leemos:

• compresor semihermético
• Modelo : 2HL -l .2Y
• Volumen barrido : 6,56 m3/h
• Potencia frigorífica (R507) : 5100 vatios
• Temperatura de evaporación : -5 oC
• Temperatura de condensación : 30 oC
• Temperatura de aspiración : 25 oC
• Temperatura líquido antes válvula de expansión : 30 oC

Calcule:

• el caudal másico de R507
• el volumen aspirado
• el rendimiento volumétrico.

Resolución:

Volumen aspirado (Va) = Volumen de barrida (Vb) * (Rendimiento Volumétrico)

Va =Vb * Rv

Va = 6,56 * 0,86 ⇒ 5,64 m3/h

Caudal Másico ?

Qm = Va / V´´ ⇒ 5,64 /0,004324 ⇒ 130,43 Kg/h

Rendimiento volumétrico = 1- (0,05 *(Pr-Pa)

Rv= 1-(0,05 *(14649 / 5,32 ⇒ 1-(0,05 * 2,75) ⇒ 0,86

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