Descripción del funcionamiento de la máquina frigorífica y de la bomba de calor.

1. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd

2. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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

3. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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

4. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Cicle bàsic màquina
frigorífica

5. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

6. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Elements màquina
frigorífica

7. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Elements màquina
frigorífica

8. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

9. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Frigorigens

10. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

11. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

12. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

13. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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.

14. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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

15. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
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

16. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Elements 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.

17. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
• 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.

18. GlòrMàquinesfrigorífiquesibombesd
Càlcul del rendiment si
funciona com calefacció