Los procesos termodinámicos en el ciclo de refrigeración son complejos. El cálculo mediante fórmulas y tablas requiere un esfuerzo considerable debido a los tres estados diferentes del refrigerante: líquido, hirviendo y gaseoso. Por lo tanto, por razones de simplificación de cationes, se introdujo el diagrama log ph.
Concepto de ciclo de refrigeración
En general, un diagrama log ph muestra el estado agregado de una sustancia, dependiendo de la presión y el calor. Para refrigeración, el diagrama se reduce a las regiones relevantes de líquido y gaseoso así como su forma mixta.
El eje vertical muestra la presión logarítmica y el eje horizontal muestra la entalpía c específica con escala lineal. En consecuencia, las isobaras son horizontales y los isoenthalps son verticales. La escala logarítmica permite representar procesos con grandes diferencias de presión.
La curva de vapor saturado y la curva del punto de ebullición se encuentran en el punto crítico K.
• presión pag
• entalpía específica h
• temperatura T
• volumen específico v
• entropía específica s
• contenido de gas X
Diagrama log ph
La característica distintiva del ciclo de refrigeración es que se desarrolla en el sentido contrario al de las agujas del reloj, es decir, al contrario del ciclo joule o vapor. Un cambio de estado ocurre cuando el refrigerante fluye a través de uno de los cuatro componentes principales de la planta de refrigeración. El ciclo de refrigeración real consta de los siguientes cambios de estado:
- Verde = compresor
- Rojo = condensador
- Amarillo = válvula de expansión
- Azul = evaporador
- 1 - 2 compresión politrópica a la presión de condensación (para comparación 1 - 2 'compresión isentrópica)
- 2 - 2 pulg. enfriamiento isobárico, descalentamiento del vapor sobrecalentado
- 2 '' - 3 ' condensación isobárica
- 3 '- 3 enfriamiento isobárico, superenfriamiento del líquido
- 3 - 4 expansión isentálpica a la presión de evaporación
- 4 - 1 ' evaporación isobárica
- 1 '- 1 calentamiento isobárico, sobrecalentamiento del vapor
Cantidades específicas de energía
La cantidades específicas de energía que pueden ser absorbidos y liberados para alcanzar los puntos de estado están marcados como líneas en el diagrama log ph. La entalpía específica h se puede leer para cada punto de estado separado directamente desde el diagrama log ph.
Si se conoce el caudal másico del refrigerante, el salida térmica se puede calcular por medio de la entalpía específica en el punto de estado respectivo.
- la línea h1 - h4 = q0 corresponde al enfriamiento y da como resultado la capacidad de refrigeración por multiplicación con el caudal másico.
- la línea h2 - h1 = pv corresponde al trabajo técnico del compresor, que en realidad se transfiere al refrigerante.
- la línea h2 - h3 = qC corresponde al calor emitido y da como resultado la capacidad del condensador por multiplicación con el caudal másico. Es el calor residual de una planta de refrigeración.
Limitar las isobaras
- pag1 presión de evaporación
- pag2 presión de condensación
Proceso de compresión
- identificar el punto de intersección de las isobaras p1 con la temperatura a la entrada del compresor T1 da al estado el punto 1.
- identificar el punto de intersección de las isobaras p2 con la temperatura a la entrada del condensador T2 da el punto de estado 2.
- la conexión entre los dos puntos de estado 1 y 2 describe el proceso de compresión
Expansión isntálpica
identificar el punto de intersección de las isobaras p2 con la temperatura T3 a la salida del condensador da el punto de estado 3.
La expansión es un proceso isentálpico. Por lo tanto, el punto de intersección marcado anteriormente se puede conectar a las isobaras p1 por una línea vertical. Esto da como resultado el último estado punto 4 con la temperatura de evaporación T4
Revelar los valores de entalpía específicos
Al calcular los estados operativos de una planta de refrigeración, es necesario determinar las entalpías específicas de los cambios de estado individuales. El procedimiento es el siguiente:
La entalpía específica se puede leer mediante una conexión vertical de los puntos de estado y el eje x.
- h1 Especificaciones. entalpía después del evaporador
- h2 Especificaciones. entalpía después del compresor
- h3 Especificaciones. entalpía después del condensador
- h4 Especificaciones. entalpía después de la válvula de expansión
La capacidad frigorífica específica q0 y la capacidad de condensación específica qC se puede leer directamente del diagrama log ph.
capacidad frigorífica específica q0 = h1 - h4
capacidad de condensación específica qC = h2 - h3
