Potencia frigorífica bruta

En el ejemplo de la entrada INFLUENCIA DEL SOBRECALENTAMIENTO EN LA ASPIRACIÓN SOBRE LA POTENCIA FRIGORÍFICA la potencia frigorífica (Pf) calculada corresponde al calor absorbido en el evaporador.

Sin embargo, los vapores siguen absorbiendo calor a lo largo de la tubería de aspiración, y así hasta su entrada en los cilindros.

Ahora bien, este calor absorbido en la aspiración no sirve para enfriar el recinto enfriado

Esto significa que la producción frigorífica, total ( o bruta), es superior a la producción "neta" calculada (es decir la potencia realmente absorbida en el evaporador).

...

Para determinar la potencia frigorífica bruta (Pfb), hay que considerar la producción frigorífica específica bruta Qomb.

Qomb = "entalpía vapor aspiración compresor " (h"a) menos "entalpía líquido entrada válvula de expansión " (h ').

Continuemos con el ejemplo basado en la figura anterior

La tabla del R134a (extracto de la siguiente tabla) indica una entalpía de 414,1 Kj para un sobrecalentamiento de 15ºC y una temperatura de evaporación de 5ºC.

Si la temperatura del líquido a la entrada de la válvula de expansión es de 35 oC, su entalpía es: 248, 72 kJ/kg ( tabla siguiente).

La producción frigorífica específica bruta es:

Qomb = h "a - h' = 414,1 - 248,72 = 165,38 kJ/kg

El caudal másico, para un compresor que aspira 50 m3/h, en tales condiciones de funcionamiento, es de 798,72 kg/h .

La potencia frigorífica bruta de la misma instalación será:

Pfb = Qomb. qm = 165,38 x 798,72 = 132 092 kJ/h

Pfb= 132 092 /3600 = 36,6 Kw

Ahora bien, la potencia frigorífica absorbida en el medio a enfriar es de 33,5 kW

La diferencia entre la potencia frigorífica bruta y la potencia frigorífica neta es considerada como potencia perdida:

Pf perdida = Pfb - Pf = 36,6 - 33,5 = 3,1 kW

Esta potencia absorbida por el sobrecalentamiento de los gases de aspiración no se ha producido tomando calor del medio a enfriar.

Además hemos visto que al aumentar el sobrecalentamiento de los gases en la aspiración, reducimos el caudal másico de gas aspirado por el compresor, y por tanto la potencia frigorífica.

Reduciendo la potencia frigorífica, este sobrecalentamiento parásito tiene un efecto nocivo, ya que el compresor consume más energía.

Conclusión:

El sobrecalentamiento de los gases en la línea de aspiración se traduce por la agravación del rendimiento de la instalación frigorífica.

Remedio:

El mejor remedio es evitar que el sobrecalentamiento en las aspiración se produzca.

Eso puede ser fácilmente obtenido aislando la línea de aspiración.

El aislamiento de esa tubería evita también la condensación del vapor de agua y los disgustos que ello provoca.

En fin, un estudio nos demostraría que el aislamiento de una tubería de aspiración es una inversión rentable.

Ejercicio:

Calcule la potencia frigorífica de este circuito (la información que falta hay que buscarla en las tablas)

Pf=Qm * Pfe

Potencia Frigorífica = ?
Refrigerante = 717
Presión baja = 1,34 bares ⇒ -15ºC
Presión alta 10,65 bares ⇒ 30ºC
Temperatura líquido ⇒ 20ºC
Temp Bulbo VET ⇒ -10 ºC
Temp Asp ⇒ 5ºC

1º- Relacion de compresion (Diferencias de presiones t )

Rc= 11,65 / 2,34 ⇒ 4,97

2º-Rendimiento Volumétrico

Rv = 1-0,05 * 4,97 ⇒ 1- 0,249 ⇒0,75

3º- Volumen aspirado ⇒ Vb * Rv

Va = 36 *0,75 ⇒27 m3/h

4º- Caudal másico ⇒ Va / V´´

V´´ (elegir el volumen específico a la entrada del compresor) 2,64 Bares

V´´ =0,555m3/Kg

Qm=27/0,555 ⇒ 48,64 Kg/h

Para calcular la PF(Potencia frigorifica) neta hay que ver las entalpías en 20ºC y -15ºC

Pf=Qm * Dif Entalpías ⇒ 48,64* (1755 - 592,01) ⇒ 48,64 * 1.162,99⇒56.567,8336/3600⇒15,71 Kw/h

Para calcular la PF bruta hay que ver las entalpías

Pf=Qm * Dif Entalpías ⇒ 48,64* (1755 -) ⇒ 48,64 * Kw/h

Una instalación frigorífica funciona 18h/día y consume 72 kWh/día. Aislamos la tubería de aspiración y obtenemos una disminución de la temperatura de aspiración de 14 oC. Este aislamiento procura una ganancia de potencia frigorífica de aproximadamente un 8% para el mismo consumo eléctrico. Calcule el ahorro anual en consumo eléctrico.

Datos:

Funcionamiento = 18h/dia
Consumo = 72 Kwh/dia
Disminución de la temperatura en 14 ºC
Ganancia de Potencia de 8%
Ahorro anual del consumo ?

Resolución:

72 Kwh/dia * 8% =5,76 Kwh/dia

Ahorro anual = 5,76 Kwh/dia * 365 días = 2102,4 Kwh

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