maquina frigorifica i bomba de calor
TRANSCRIPT
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Diagrama energètic
•Es produeix una potència refrigeradora refredant el focus fred i cedint la calor a l’entorn (focus calent) i es necessita treball.
• QF + W =Qc
.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Màquina frigorífica
• Dispositiu cíclics.
• El fluid de treball és el refigerant o fluid frigorigen.
• Transforma l’energia mecànica en energia tèrmica.
• El cicle de refrigeració més utilitzat es basa en la compressió del frigorigen.
• Té quatre components:– Compressor– Condensador– Vàlvula d’expansió– Evaporador
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Cicle bàsic màquina frigorífica
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Màquina frigorífica ideal
• 1-2 COMPRESSIÓ: Adiabàticament disminució del volum i augment de pressió i entra treball per posar en marxa el compressor.
• 2-3 CONDENSACIÓ: isobàricament el volum disminueix i es cedeix calor a l’exterior ja que el fluid passa per un serpetí.
• 3-4 EXPANSIÓ: Adiabàticament el fluid experimenta un augment lleuger de V i una disminució de la P degut al pas del fluid per un tub capil·lar.
• 4-5 EVAPORACIÓ: isobàricament el fluid augmenta de V i per això la màquina ha d’absorbir calor del focus fred situat en el congelador.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Elements màquina frigorífica
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Elements màquina frigorífica
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Frigorigen
• Són substàncies que canvien d’estat per condensació o evaporació a una P i T baixes.
• No han de ser tòxics.
• No inflamables.
• No corrosius
• Exemples: hidrocarburs clorats i fluorats coneguts com freons.
• En cas d’escapament no han d’alterar la capa d’Ozó.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Frigorigens
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Compressor• Màquina que comprimeix el
fluid accionada per un motor elèctric.
• Impulsa el fluid al llarg del circuit.
• Augmenta la pressió del regriferant per facilitar la condensació.
• Augmenta la T del fluid.
• Hi ha diferents tipus: alternatius o rotatius.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Condensador• El fluid es condensa per la
circulació d’aigua freda o aire.
• Es cedeix calor a l’exterior.
• Normalment format per un tub llarg en forma de serpetí en contacte a un enreixat per dissipar la calor. Situat a la part posterior de la nevera.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Acumulador i vàlvula d’expansió
• L’acumulador emmagatzema el fluid condensat i des d’ell s’alimenta l’evaporador a través de la vàlvula d’expansió.
• La vàlvula d’expansió és un tub capil·lar o un orifici cal·librat a on es produeix la caiguda de P.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Evaporador
• Situat a l’interior del frigorífic.
• A on es transforma el fluid condensat en vapor a baixa P perquè absorbeix calor de l’interior del frigorífic procedent dels aliments.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Rendiment o efecte frigorífic o coeficient d’eficiència (COP)
• Es mesura en frigories: quantitat de calor que s’ha treure a un 1 kg d’aigua, a 15ºC, per disminuir-ne la temperatura 1ºC.
• És la quantitat de calor que la màquina frigorífica extreu del focus fred si el compressor consumeix una 1 Kcal d’energia.
1 fg = -1 Kcal
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
Bomba de calor
• Funciona amb un cicle de refrigeració reversible. Està dissenyada per produir un efecte frigorífic en l’evaporador a l’estiu i un efecte calorífic en el condensador en l’hivern. Per tant es pot obtenir fred o calor.
• Té els mateixos components descrits en l’anterior apartat i el principi de funcionament és el mateix
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
rElements bomba de
calor
• Sistema com a calefacció:Sistema com a calefacció:
• En el condensador (focus calent) es genera la calor per a la calefacció de l’habitatge per tant el fluid ha d’estar a T més alta que l’ambient. Segon pas del cicle.
• L’aire exterior o qualsevol altre font freda ha de tenir temperatura més alta que el fluid que circula per l’evaporitzador. Quart pas del cicle. Salt tèrmic de 5º.
• Sistema de refrigeració:Sistema de refrigeració:
• En el segon pas del cicle es passa la calor cap l’exterior.
• En el quart pas s’extreu calor de l’interior de l’habitatge que es vol regrigerar per evaporar el fluid.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
r
• Funcionament Refrigeració: perquè la unitat interior refrigeri l’habitació, la unitat exterior (condensador) escalfa l’aire exterior.
• Funcionament “En bomba de calor”: per escalfar l’aire de l’habitació amb la unitat interior, és necessari que simultaniament la unitat exterior refredi l’aire del carrer.
Glòria G
arcíaM
àq
uine
s frigo
rífique
s i bom
bes d
e calo
rCàlcul del rendiment si
funciona com calefacció