BAnalisis del CicloLa planta idealizada y los diagramas T/S estan mostrados en las Figs. III y IVAunque el proceso de estrangulamiento se lo considera como adiabatico, es irreversible y la entropia se eleva desde a durante la expansion.

Desde 1 a 2 y de 3 a 4 son procesos adiabaticos en un ciclo idealizado, la transferencia neto de trabajo sera:

Estas expresiones pueden ser evaluadas, pero es mas conveniente en la practica ilustrar los ciclo en diagramas . El correspondiente diagram es mostrado en la fig V.

Para el Compresor

Si la compresion es adiabatica; , , y Para el Condensador

Pero en el condensador

Para la vlvula de expansion

Pero

Para el Evaporador

(Esto es - ve pero usualmente se vuelve positive escribiendo )

B4 El Ciclo de Compresion de Vapor PrcticoEl ciclo practico difiere del ciclo practico de las siguientes formas:a) Debido a la friccion, exisitira una una pequena gota de presion entre la descarga del compressor y la expansion de la vlvula de entrada, y entre la valvula de expansion de salida y el compressor de succion. b) El proceso de compression no es ni adiabatico ni reversible. (Usualmente existira una perdida de calor del compressor y obviamente hay efectos debido a la friccion). c) El vapor que abandona el evaporador es usualmente supercalentado. (Esto hace possible el control automatic de la valvula de expansion y tambien mejora el rendimiento del compressor).d) El liquid que abandona el condensador es ligeramente sub enfriado, i.e. El liquid es reducido por debajo de la temperature de saturacion correspondiente con su presion. ( Esto mejora el y reduce la posibilidad de la formacion de vapor en la tuberia que dirige a la valvula de expansion).e) Puede que exista una pequena entrada de calor no deseada de los alrededores a todas las partes del circuito que opera bajo la temperature ambiente.

Diagrama p-h para el Ciclo Practico de compresion de Vapor

B5 Uso del Intercambiador de CalorEl lquido caliente que sale del condensador se puede enfriar an ms al entrar en comunicacin trmica con el vapor fro que sale del evaporador.El arreglo esta mostrado en el diagram de la Fig. VII

Aunque se obtiene alguna mejora en el rendimiento, las ventajas de este sistema son principalmente prctico. Entre las ventajas se encuentran:a) Una reduccin del flujo de refrigerante para tasa de enfriamiento dado b) Menos posibilidades de vaporizacin en la lnea de lquido - particularmente si esta es larga.c) Menos ganancia de calor inncecesario en la tuberia de succion. d) Eliminacin de gotas de lquido en la entrada del compresor.

La Fig. IX muestra el diagram idealizado para un refrigerador con intercambiador de calor superpuesto.

Los cambios de entalpia y tendran lugar en ambos lados de liquid caliente y vapor frio del intercambiador de calor. Mientras la masa de liquido fluya las entalpias seran las mismas en ambos lados; (ignorando la perdida de calor externo o la ganancia de calor del intercambiador).se notar que el efecto de refrigeracin por unidad de masa es mayor cuando se utiliza un intercambiador de calor, en una cantidad Por lo tanto, para el servicio dado, el ciclo con el intercambiador de calor tiene una tasa de flujo de refrigerante ms pequea.tambin se observ que si la compresin es isentrpico, debido a la divergencia de las lneas de entropa constante, el trabajo del compressor es major que en aquel que no esta equipado un intercambiador de calor .Por lo tanto, tericamente hay muy poca diferencia entre los dos CoPs.

Sin embargo, en la prctica se encuentra que hay una mejora en CoP cuando se aade un intercambiador de calor. Esto se cree que es debido al aumento de la transferencia de calor en el compresor cuando recibe la baja presin de vapor ms caliente cuando se utiliza el intercambiador de calor. (Ver B6)

B6 - Rendimiento Compresor Reciprocante

De la 1ra Ley

Si el fluido es adiabtico , Sin embargo, la mayora de los compresores de refrigeracin funcionan bien encima de la temperatura ambiente y hay una transferencia de calor desde el compresor al entorno.

Por lo tanto, la entalpa es la diferencia entre el trabajo en el eje de entrada y la transferencia de calor a los alrededores y, por tanto, no puede considerarse como el aporte de trabajo a un compresor prctico.

Eficiencia Volumetrica:

El volumen de gas o vapor (medida en condiciones de aspiracin) es menor que el volumen de carrera del pistn por las siguientes razones:

a) Las fuga pueden pasar ms all del pistn y a travs de las vlvulas.b) La cada de presin y aumento de la temperatura se produce en todo el sistema de admisin, los cuales reducen la densidad de vapor.c) En el compresor del refrigerador, las gotas de ebullicin del lquido de refrigerante se encuentran en el cilindro caliente.d) el vapor de alta presin queda en el volumen de separacin despus de la entrega, se expande y ocupa una porcin del volumen de barrido durante la carrera de aspiracin.

La relacin: Es llamada eficiencia volumetrica.Puede ser mostrada que la eficiencia volumetrica teorica de un compressor reciprocante es:\

Donde es el radio de el barrido de volumen. es la relacion de la precion entregada y la absorvida es el indice n de la relacion politropica asumida para la expansion.

Sin embargo, la expansin por encima ignora los efectos de a, b y c

B 6 Eficiencia mecnica La relacin entre la presin y el volumen durante un ciclo mecnico de un compresor alternativo es similar al mostrado en la Fig. XI

ya que el trabajo es el desplazamiento: el trabajo neto realizado por el pistn que acta sobre el vapor, es el rea encerrada por el diagrama de arriba.Ya que un indicador mecnico o electrnico puede ser instalado en el cilindro de un compressor puede ser producido el diagrama anterior y la Carrera del piston de trabajo determinados.la relacin se llama la eficiencia mecnica del compresor, y la diferencia entre el eje y trabajo indicado es el trabajo abosorvido en la superacin de la friccin en el compresor.en compresores pequeos por lo general es ms satisfactorio para medir la potencia en el eje y la friccin y para obtener la potencia indicada por diferencia.Si la conexin de succin a un compresor est cerrada, el diagrama p -V ser como se muestra en la Fig XI como

La compression y la expansion toma lugar a lo largo de la misma linea. En esta condicion el poder indicado es virtualmente cero, y el poder del eje es igual de sensible que el poder absorvido de friccion con el compressor.

Y la eficiencia Mecanica es: