Rendimiento Del Compresor - 3B SCIENTIFIC PHYSICS 1000820 Manual Del Usuario

p / mbar
10
3
1
4
0.1
200 300
Fig. 5 Representación del proceso cíclico ideali-
zado de la bomba e calor en el diagrama de
Mollier (ver parágrafo 8.2)
El proceso cíclico de la bomba de calor se idea-
liza dividido en los cuatro pasos: Compresión
(1→2), Licuefacción (2→3), expansión estrangu-
lada (3→4) y evaporación (4→1):
Compresión:
El fluido de trabajo en estado de gaseoso es aspi-
rado por el compresor y comprimido de una presión
p a una p , sin cambio de entropía (s
1 2
recalienta en el proceso. La temperatura aumenta
de T a T . El trabajo mecánico de compresión por
1 2
unidad de masa es Δw = h
Licuefacción:
En el licuefactor o compresor el fluido de trabajo
se enfría fuertemente y se condensa. El calor li-
berado (calor de recalentamiento y calor de con-
densación) calienta el colector circundante a la
. Este es de Δq
temperatura T
2
dad de masa.
Expansión estrangulada:
El fluido de trabajo condensado llega la válvula de
expansión, donde es expandido en forma estran-
gulada (es decir, sin realizar trabajo mecánico) a
una presión menor. En este proceso también se
reduce la temperatura, porque se debe realizar
trabajo en contra de las fuerzas de atracción mo-
leculares en el fluido de trabajo (efecto Joule-
Thompson) La entalpía permanece constante (h
= h ).
3
Evaporación:
En el evaporador el fluido de trabajo se evapora to-
talmente absorbiendo calor. Esto conduce a un en-
friamiento del recipiente o depósito circundante a la
temperatura T . El calor absorbido por unidad de
1
masa es de Δq – h
= h
1 1
El fluido de trabajo es aspirado por el compresor
para realizar una nueva compresión.
S / kJ /kg K
T
2
1
400 500
H / kJ /kg
= s ) y se
1 2
– h
.
2 1
– h
= h por uni-
2 2 3
.
4
Observación:
El refrigerante expandido se evapora y retira el
calor del depósito izquierdo.
En condiciones ideales, el sistema de tuberías
transporta el refrigerante gaseoso puro desde el
evaporador a través de la mirilla hasta el compre-
sor.
A medida que la temperatura del agua dismi-
nuye, la absorción de calor a través del serpentín
del evaporador disminuye y, como resultado, las
gotas de refrigerante pueden hacerse visibles en
el visor izquierdo.
Esto prácticamente no influye en el funciona-
600
miento de la bomba de calor, pero debe reducirse
al mínimo mediante la circulación constante del
agua.
Para la determinación del coeficiente de rendi-
miento, debe utilizarse una ventana de tempera-
tura limitada:
Temperatura de inicio aprox. 20°C a 25°C, tem-
peratura de terminación en el depósito izquierdo
aprox. 10° a 12°C.
8. Ejemplos experimentales

8.1 Rendimiento del compresor

El rendimiento η
relación de la cantidad de calor ΔQ
entrega al recipiente o depósito de agua caliente
por unidad de tiempo Δt, con respecto a la poten-
cia P de accionamiento del compresor. Éste dis-
minuye al aumentar la diferencia de temperatura
entre el condensador o licuefactor y el evapora-
dor.

Q
 
2
η
co  
P t
c = Capacidad calorífica específica del agua y
m = Masa del agua.
Para la determinación del rendimiento:

Se conecta la bomba de calor a la red eléc-
trica.
4

Se llenan los depósitos de agua, cada uno
con 2000 ml de agua y se colocan en las cha-
pas soporte.

Se conecta el compresor y se deja funcionar
unos 10 min así que llegue a su temperatura
de trabajo.

Se renueva el agua y se colocan los senso-
res de temperatura en los depósitos de agua.

Durante todo el experimento se agita siempre
bien el agua en los depósitos.
5
del compresor se obtiene de la
co
2
  
c m T
2
 
P t
, que se le