Download - Maquines termiques refrigeracio
MÀQUINES TÈRMIQUESCONSUMIDORES D’ENERGIA MECÀNICA
davidctecno
MT consumidores d’ energia mecànica
• Una màquina que consumeix energia mecànica fa treball sobre el sistema
•Extreuen calor d’ una font tèrmica de baixa temperatura
•Cedeixen calor a una font tèrmica a alta temperatura
•Operen dins un cicle.
Característiques generals
MT consumidores d’ energia mecànica
Màquina frigorífica o refrigerador
Objectiu: extreure calor de la font freda
Bomba de calor
Objectiu: aportar calor a la font calenta
La refrigeració consisteix a fer que la temperatura d’una càmara baixi i es mantingui per sota de la de l’ambient. Per fer-ho cal provocar un flux d’energia tèrmica antinatural, extraient la calor d’un focus fred i cedint-la a un de calent.
Això només és possible mitjançant una màquina que faci un treball sobre el sistema
Màquina frigorífica o refrigerador
Aquestes màquines funcionen amb un circuit tancat, en el qual un gas se sotmet a una compressió que el fa condensar i a una expansió que el vaporitza.
Durant la vaporització s’extreu calor de l’espai que cal refrigerar (font freda) i en la condensació se’n cedeix cap a l’exterior (font calenta).
Màquina frigorífica o refrigerador
El gas (fluid refrigerant) és un fluid criogènic, amb una calor latent de vaporitzacio elevada, una pressió d’evaporació superior a l’atmosfèrica i teòricament inocu pel mediambient, al contrari que els antics CFCs (clorofluorocarbonats), molt agressius per a la capa d’ozó.
•Evaporador : Extreu calor (Qc) en forma de gas de la font que cal refrigerar ( Tc)•Compressor: Aspira el gas ( fa W) procedent de l’ evaporador cap al condensador•Condensador: Liqua el gas i cedeix calor (Qh) cap a l’ exterior ( Th)•Sistema d’ expansió: Disminueix la Tª i P del líquid i comença a vaporitzar-se.
Màquina frigorífica o refrigerador
Diagrama P V : Cicle de Carnot invers
Coeficient d’eficàcia
Màquina frigorífica o refrigerador
Qc + W = Qh W = ǀQhǀ-Qc
QcQh
Qc
W
QcCOP
TcTh
TcCOPc
Com Qc pot ser > W COP > 1
Bombes de calor
Són essencialment refrigeradors on s’aprofita la calor cedida al condensador per escalfar un recinte.
S’anomena bomba perquè bombeja calor des d’una font freda a una de calenta.
Tanmateix, també pot actuar a l’inrevés, com a refrigerador. Així, hi ha sistemes que a l’hivern cedeixen la calor del condensador a un corrent d’aire i escalfen una estança. A l’estiu es fa passar l’aire per l’evaporador i s’obté una refrigeració.
Coeficient d’eficàcia
Qc + W = Qh Qc= ǀQhǀ -W
W
WQh
W
QcCOP
COP
QhW
1
Com Qc pot ser > W COP > 1
En una bomba de calor ens interessa coneixer el treball necessari, no tant per extreure la calor Qc, sino
per cedir-la a la font calenta Qh.
Bombes de calor