aquí tienen un pequeño informe con un ejercicio detallado de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor espero les guste

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Politécnico “Santiago Mariño”
Edo-Zulia
Ciclo de refrigeración
Realizado por:
Paredes; Eymi C.I 28.146.209
Meléndez; Rubén C.I 28.059.968
Ferrer; Greiskelis C.I 28.435.389
Cabimas; febrero 2019

2. INTRODUCCION
La refrigeración es un proceso que consiste en bajar o mantener el nivel el
calor de un cuerpo o espacio. Considerando que realmente el frio no existe y
debe hablarse de mayor o menor nivel térmico; que es el nivel con el que se
mide la temperatura. Refrigerar es el proceso termodinámico en el que se
extrae el calor de un objeto o lugar considerado y se traslada a otro que pueda
recibir esa energía térmica con muy pocos o sin problemas.
Para lograr lo anteriormente dicho se requiere de componentes que forman
parte de una serie de fases por las que se da este fenómeno y que suceden en
un mismo orden hasta llegar a una fase a partir de la cual vuelven a repetirse
en el mismo orden.

3. 1.- ¿Qué es el ciclo de refrigeración?
Los ciclos termodinámicos de bomba de calor o los ciclos de refrigeración son
los modelos conceptuales y matemáticos para bombas de calor y
refrigeradores. Una bomba de calor es un maquina o dispositivo que mueve el
calor de un lugar (la “fuente”) a una temperatura inferior a otra ubicación (el
“sumidero” o “disipador de calor”) a una temperatura superior con trabajo
mecánico o una fuente de calor de alta temperatura. Así una bomba de calor
puede ser pensado como un “calentador” si el objetivo es calentar el disipador
de calor o un “refrigerador” si el objetivo es enfriar la fuente de calor. En
cualquier caso los principios son idénticos. El calor se traslada de un lugar frio
a cálido.
2.- ¿Cómo funciona el ciclo de refrigeración?
Para saber como funciona el ciclo de refrigeración antes tenemos que saber los
componentes básicos y principales de los que está compuesto, y son los
siguientes:
 El compresor
 El condensador
 La válvula de expansión
 El evaporador
Estos son los cuatro elementos principales que componen el ciclo de
refrigeración, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo. A
continuación veremos cuál es la misión de cada uno de ellos dentro del circuito
frigorífico y su principio de funcionamiento.
Compresor: la función del compresor en el ciclo es de refrigeración es aspirar
el vapor del evaporador y ayudarlo a entrar en el condensador. Este trabajo lo
logra con la aportación de una energía externa, como es la electricidad.
Condensador: La misión del condensador es extraerle el calor refrigerante.
Este calor en, principio, es la suma del calor absorbido por el vapor y el
producido por el trabajo de compresión.

4. Válvula de expansión: La misión fundamental de la válvula de expansión en el
ciclo de refrigeración es proporcionar la diferencia de presión establecida entre
los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración.
Evaporador: Este elemento es un intercambiador de calor que, por sus
necesidades caloríficas absorbe el calor del medio en que se encuentra, con lo
cual lo enfría. Normalmente es de circulación forzada de aire mediante
ventilador, y se utilizan tubos de aletas para aumentar la superficie de
intercambio.
Llegados a este punto y sabiendo cuales son los principales elementos que
forman el ciclo de refrigeración, ahora solo nos queda saber cuál es el
comportamiento del refrigerante en dichos elementos.
Comportamiento del refrigerante en el ciclo de refrigeración.
Situémonos en el punto 1 antes de válvula de expansión en el que el
refrigerante entra en estado líquido a una cierta presión, su paso al evaporador
lo controla la válvula de expansión termostática, cuyo funcionamiento esta
regulado por la temperatura y la presión.
Esta válvula le produce una pérdida de carga al refrigerante mediante la
estrangulación brusca que hace que la presión descienda desde la que tenía

5. en el punto 1 (salida del compresor), hasta la existente a la entrada del
evaporador entre el punto 2 y 3.
La válvula es la que regula las dos partes del ciclo frigorífico, la zona de alta
presión y baja presión.
Esta bajada de presión en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se
produzca su evaporación, absorbiendo calor del recinto en que se encuentra a
través del aire del mismo, y transfiriéndolo al líquido, que se va transformando
en vapor en el interior de los tubos del evaporador totalmente (final del punto 3)
El refrigerante entra en el compresor a baja presión y temperatura, en forma de
gas, es comprimido, aumentando su presión y su temperatura, donde comienza
el punto 4. Ahora entra en el condensador y mediante la acción de un fluido
exterior (agua o aire), se le extrae calor al refrigerante, lo cual produce un
enfriamiento del mismo favoreciendo su condensación hasta alcanzar el líquido
estado; a partir de aquí es impulsado de nuevo hacia la válvula de expansión
donde se repite el ciclo de refrigeración.
3.- Ejercicio de ciclo de refrigeración
3.1.- Enunciado
Un refrigerador usa refrigerante 134ª como fluido de trabajo y opera un ciclo de
refrigeración por compresión de vapor entre 120KPa y 700KPa. Calcular el
coeficiente de operación (COP).
Diagramas del proceso

6. 3.2.- Explicación
En la primera parte tenemos el evaporador que tiene la función de absorber el
calor del recinto, por lo tanto es calor lo que absorbe el refrigerante que se
encuentra en zona de mezcla y cambia de fase a gas. En la línea de vapor
saturado es succionado por el compresor en un proceso isoentropico, que
eleva la presión de esta y a su vez la temperatura pasando a vapor sobre
saturado, para que esta sea mayor que la del medio de enfriamiento del
condensador. Al entrar en las primeras etapas del condensador comienza a
enfriarse y cambia de fase a líquido saturado, aquí tenemos un refrigerante
líquido pero no en condiciones de aptas (sigue estando muy caliente). Al
pasarlo por la válvula de expansión, en un proceso isoentálpico, nos provoca
una caída drástica de presión y a su vez de temperatura estaría en condiciones
de absorber calor del aire como una mezcla de gas-liquido.
3.3.- Procedimiento: para calcular el COP debemos buscar las propiedades de
cada punto del ciclo.
Pto n°1: sabiendo que en el punto 1 el refrigerante absorbe calor en el
evaporador, llega a la línea de saturación como un gas y tiene una presión de
120KPa debemos ir a la tabla de presiones para refrigerante 134ª saturado y
tomar los valores, en este caso de Sg y hg.
Pto n°2: luego de pasar por el compresor el cual le da presión y temperatura
deja de ser vapor saturado y se vuelve vapor sobre saturado, yéndonos así a la
tabla de refrigerante 134ª sobre saturado, pero trabajando con la misma
entropía del punto 1 a una presión de 700KPa (0,70MPa) para interpolar la
entalpia cuyo valor no es directo en dicha tabla.
P= 700KPa / P= 0,70MPa
entalpia entropía
268,45 KJ/Kg 0,9313 KJ/Kg*K
X 0,94779 KJ/Kg*K
278,57 KJ/Kg 0,9641 KJ/Kg*K
Datos obtenidos de la tabla de refrigerante 134ª sobre saturado

7. Pto n°3: al salir del condensador como liquido saturado se está en el punto 3,
la presión en el punto 2 y 3 es la misma, usando así 700KPa para obtener la
entalpia del punto, en este caso hf.
Pto n°4: el paso del refrigerante por la válvula entre el punto 3 y 4 es un
proceso isoentálpico, por lo cual h3 = h4.
Ahora debemos calcular el calor rechazado por el condensador (QA), el calor
suministrado por el recinto (QB) y trabajo del compresor (WC).
QA = h2 - h3 QA= 273,54KJ/Kg - 88,82KJ/Kg QA= 184,72 KJ/Kg
QB = h1 - h4 QB = 236,97KJ/Kg - 88,82KJ/Kg QB = 148,15 KJ/Kg
WC = h2 - h1 WC= 273,54KJ/Kg - 236,97KJ/Kg WC= 36,57 KJ/Kg
Con estos datos ahora podemos calcular el coeficiente de operación (COP) el
cual es
Punto n°1 Punto n°2 Punto n°3 Punto n° 4
P1=120KPa
h1=hg= 236,97KJ/Kg
S1=Sg=0.94779KJ/Kg*K
P2= 700KPa
S1=0.94779KJ/Kg*K
S2=0.91994KJ/Kg*K
S1> S2
h2= 273,54KJ/Kg
P3= 700KPa
h3=hf=88,82KJ/Kg
h4=h3=88,82KJ/Kg

8. CONCLUSION
Hoy en día la refrigeración es parte de nuestro día a día al tener cientos de
aplicaciones tanto a nivel industrial como en nuestros hogares, gracias al
descubrimientos y desarrollo de nuevos procesos podemos disfrutar de muchos
beneficios; la climatización adecuada en nuestro hogares o lugares de trabajo
reduce el nivel de fatiga y hace más seguro el desarrollo de actividades en
dichos espacios. Gracias a la refrigeración los alimentos perecederos pueden
conservarse en perfecto estado, a veces por largos periodos de tiempo y por
otro lado procesos industriales requieren de esta requieren reducir la
temperatura de máquinas o materiales para su óptimo desarrollo o
funcionamiento.

9. BIBLIOGRAFIA

10. ANEXOS
Condensador Válvula de expansión
Evaporador