1 tema 11. refrigeración tema 11: refrigeración
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Termodinámica Aplicada Ingeniería Química TEMA 11. REFRIGERACIÓN TEMA 11: REFRIGERACIÓN BLOQUE II. Análisis termodinámico de procesos industriales PROCESOS INDUSTRIALES ANÁLISIS PROCESOS CALOR TRABAJO Y POTENCIA REFRIGERACIÓN PSICROMETRÍA OBJETIVOS CICLOS DE CICLOS POTENCIA DE 1. Comprender GENERALIDADES la importancia y POTENCIA las aplicaciones de la refrigeración en la industria DE VAPOR GAS Y OTROS CICLOS 2. Entender el funcionamiento de los ciclos básicos de producción de frío: ciclos de compresión de vapor (ciclo de Carnot invertido), los ciclos de refrigeración de gas (ciclo de Brayton invertido), los ciclos de absorción y los sistemas de refrigeración 3. Representar los ciclos descritos por el refrigerante en los diagramas termodinámicos T-S y P-H y calcular propiedades de los mismos con esta herramienta 4. Calcular los coeficientes de operación y la capacidad de refrigeración 5. Conocer los refrigerantes más empleados, los criterios de selección de los mismos y sus propiedades más importantes Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 1 TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓ INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓ REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 2 Introducción: Refrigeración en la industria • Operación destinada a mantener la T de un sistema más baja que Tambiente • <<Refrigeración a baja T>> , para distinguir de agua de refrigeración • APLICACIONES: • Op. Separación: • rectificación a baja T, vacío … • Cristalización (concent. de zumos, recic. neumáticos) y fusión selectiva • Liofilización • Licuación de gases (aire, gas natural, etileno) para transporte o producción • Conservación de perecederos • Acondicionamiento de aire • PRODUCCIÓN DE FRÍO: • Compresión→enfriamiento→expansión: ciclos de compresión • Absorción en un líquido→compresión→desorción: ciclos de absorción • Alto coste debido a la utilización de trabajo/electricidad como energía primaria Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Introducción • REFRIGERADORES/BOMBAS DE CALOR Dispositivos cíclicos que transfieren el calor de una región de baja temperatura a una de alta temperatura empleando como fluido de trabajo un refrigerante El objetivo de un refrigerador es mantener el espacio refrigerado a una T baja y extraer el calor de él El objetivo de una bomba de calor es mantener un espacio calentado a T alta Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 3 TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓ COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prá Prácticos. cticos. Cálculo. lculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Ciclos de compresión de vapor: ideales CICLOS DE COMPRESIÓN (IDEALES) & T ↑ qC • Método predominante • Principio: máquina de Carnot invertida 2 Condensador 4 S q& F q& C P T ↓ q& F 1 3 4 1 Turbina 3 2 q&C 2 1 3 w& T ↓ q& F q& C T T ↑ q&C w& Compresor 4 q&F Evaporador • Compresión y expansión isoentrópicas q& F Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 • Condensación y evaporación isotérmicas H • Compresión y expansión en dos fases Tema 11. Refrigeració Refrigeración 4 Ciclos de compresión de vapor: ideales CICLOS DE COMPRESIÓN (IDEALES) BOMBA DE CALOR COPBC ,Carnot q 1 = C = wneto ,e 1 − TF TC TC = TC − TF REFRIGERADOR COPREF ,Carnot = qF 1 TF = = wneto ,e TC / TF − 1 TC − TF Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Ciclos de compresión de vapor: prácticos CICLOS DE COMPRESIÓN (PRÁCTICOS) ASPECTOS IMPRÁCTICOS ASOCIADOS AL CICLO DE CARNOT INVERTIDO • Ciclo invertido de Carnot no es un modelo realista para los ciclos de refrigeración • Los procesos de TQ a T = cte no son díficiles de alcanzar en la práctica • Compresión → mejor en una sola fase (admisión: vapor saturado) • Expansión: puede hacerse en dos fases a través de una válvula (...) , pero ... • No se recupera el trabajo (expansión isoentálpica, o de Joule-Thomson) • El fluido se enfría menos para la misma ΔP Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 5 Ciclos de compresión de vapor: prácticos CICLOS DE COMPRESIÓN (PRÁCTICOS) P 2 1 CICLO IDEAL DE COMPRESIÓN DE VAPOR • La turbina se sutituye por un dispositivo de estrangulamiento (válvula, tubo capilar) Æ EXPANSIÓN ISOENTÁLPICA (irreversible) • Evaporar el refrigerante por completo antes de que se comprima (1 fase) 4 3 • El enfriamiento-condensación es isobárico, no isotérmico. Evaporación a T y P ctes H 1 T 2 3 4 S P, T ↑ 1-2: Rechazo de calor a P = cte en el condensador hasta líquido saturado (T2>Tamb) 2-3: Expansión isoentálpica hasta obtener una mezcla L+V baja calidad a P, T ↓ la Pevap (la T3 < Tespacio refrigerado) 3-4: Absorción a P = cte en un evaporador hasta obtener vapor saturado 4-1: Compresión isoentrópica hasta vapor sobrecalentado a la Pcond = P1 Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Ciclos de compresión de vapor: prácticos CICLOS DE COMPRESIÓN (PRÁCTICOS) Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 6 Ciclos de compresión de vapor: prácticos CICLOS DE COMPRESIÓN (PRÁCTICOS) • Equipo sencillo, barato y duradero • Cálculos y propiedades: diagrama P-H → wcomp=h1-h4 ; qc=h1-h2 ; qF=h4-h3 (/kg o molg) • Eficacias → Coeficientes de aprovechamiento: alejamiento del ciclo ideal h −h q&F q&F = = 4 3 , w& q&C − q& F h 1− h 4 q& q&C h −h C.O.P.B.C. = C = = 1 2 , w& q&C − q&F h 1− h 4 C.O.P.REF = ( Carnot ) = TF TC − TF P 1 T 2 1 T ( Carnot ) = C > 1 TC − TF 4 3 H qc: Área bajo la curva proceso 1-2 2 qF: Area bajo la curva en el proceso 3-4 3 Wneto: Área encerrada por el ciclo 4 S Wneto ↓ (COP ↑) cuando Tevap ↑ o Tcond ↓ Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Ciclos de compresión de vapor: reales CICLOS REALES DE COMPRESIÓN FUENTES DE IRREVERSIBILIDADES • Caídas de presión (fricción del fluido) • TQ desde o hacia los alrededores 1- Vapor entra al compresor ligeramente sobrecalentado 2- Proceso de compresión: los efectos friccionantes aumentan la entropía (proceso 12) y la transferencia de calor puede aumentar o disminuir la entropía (1-2’): deseable proceso 1-2’ Æ menor requerimiento de trabajo 3- El refrigerante se subenfría ligeramente antes de entrar al evaporador Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 7 TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selecció Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Refrigerantes • REFRIGERANTE: “El cuerpo que se emplea para absorber calor y retirarlo del sistema, ya sea en forma de calor latente (habitual) o calor sensible” • REFRIGERANTES MÁS COMUNES (con TSAT a 1 atm): • NH3 (-33ºC) • Freones (CFC): R12 (CCl2F2,-29), R22 (CHClF2 ,-41), R114 (C2Cl2F4,+4), R134a (CF3CH2F,-30) Los freones completamente halogenados destruyen la capa del ozono (efecto invernadero, calentamiento global); los no halogenados completamente, menor capacidad de destrucción (R-134a, libre de cloro) • Hidrocarburos: propano (-42ºC), etano, etileno • CO2 (Tsub= -78ºC) • Aire • H2O (hielo, hielo con salmueras) • Salmueras (problemas de corrosión Æ sustituidos por anticongelantes: etilen-propilen-glicol, metanol, glicerina Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 8 Selección de refrigerantes • SEGURIDAD: • Inertes, no explosivos, no tóxicos (NH3 prohibido en núcleos poblados) • No contaminantes: CFC → Capa de ozono. → nuevos refrigerantes no (Cl y F) • CRITERIOS TÉCNICOS: • Entalpía de vaporización elevada • Densidad del vapor reducida • Capacidades caloríficas de líquido y vapor altas • Relación de compresión favorable • SELECCIÓN DE REFRIGERANTES: • TEVAP (mínima) → PSAT (mínima) > 1 atm para evitar infiltraciones de aire • Transferencia de calor razonable evaporador → ΔT mínima = 10ºC • TCOND =TAMBIENTE+ΔTCOND ; debe ser << que T crítica Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Propiedades de refrigerantes Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 9 Propiedades de refrigerantes APLICACIONES Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓ REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneració Regeneración (economizadores) economizadores) • Licuefacció Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 10 1. Procedimientos en sistemas de refrigeración: cascadas CASCADAS • Aplicaciones industriales que requieren T moderadamente bajas (gran nivel de presión en el ciclo) Æ ciclo en una etapa no práctico • Dos o más ciclos de refrigeración que operan en serie • Dos etapas: intercambiador de calor conecta los dos ciclos: evaporador del ciclo superior y condensador del ciclo inferior • Mejoran el rendimiento (pero mas inmovilizado): wcompresor disminuye y la capacidad de refrigeración aumenta • Un solo refrigerante o distintos • Permiten grandes variaciones de T (con distintos refrigerantes) Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración PROBLEMA: cascadas CASCADA: 2 ETAPAS 1.6 MPa En el problema que nos ocupa se sabe que la presión de alta (condensador) es 1.6 MPa y la presión de baja (evaporador) es 100 kPa. El flujo másico de Freón 12 que sale del evaporador es 0.6 kg/s. En estas condiciones se pide: a) b) Pi = ( Palta · Pbaja ) 0.5 0.1 MPa La presión intermedia (presión del cambiador de calor) viene dado por la siguiente expresión: Pi = ( Palta · Pbaja ) 0.5 Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 c) d) e) f) g) Representar gráficamente en un diagrama P-H el doble ciclo descrito por el refrigerante R-12 Determinar el estado en el que se encuentra el refrigerante en cada una de las etapas del ciclo especificando el valor de su de presión, temperatura, entalpía, entropía y título Calcular la capacidad de refrigeración (kW) Determinar el coeficiente de operación Calcular el flujo másico de vapor de agua utilizado para enfriar el Freón 12 en el condensador si se sabe que ΔTw = 15ºC Calcular la capacidad de refrigeración y el coeficiente de operación si el ciclo de refrigeración se llevase a cabo en una sola etapa Justificar cualitativamente si compensa trabajar con dos etapas de refrigeración para el caso planteado Tema 11. Refrigeració Refrigeración 11 PROBLEMA: cascadas CASCADA: 2 ETAPAS 1.6 MPa 7 1.6 MPa 6 3 0.4 MPa 0.4 MPa 8 2 5 0.1 MPa 1 4 0.1 MPa (a) Representación diagrama P-H ciclo descrito por el refrigerante Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración PROBLEMA: cascadas (b) Estado del refrigerante en cada una de las etapas TABLA DE CORRIENTES 1 2 3 4 5 6 7 8 ESTADO V.Sat. V. sobr. L. sat. L-V V.Sat. V. sobr. L. sat. L-V P (MPa) 0.1 0.4 0.4 0.1 0.4 1.6 1.6 0.4 T (ºC) -30.10 18.78 8.15 -30.10 8.15 68.8 62.19 8.15 H (kJ/kg) 174.15 197.95 43.64 43.64 190.97 215.60 98.19 98.19 S (kJ/kg·K) 0.7171 0.7171 0.1691 0.1802 0.6928 0.6928 0.3329 0.3630 100 100 0 21 100 100 0 37 Título (%) Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 12 PROBLEMA: cascadas (c) Calcular la capacidad de refrigeración (kW) Q& = m& ( H − H ) = 78.3 kW REF baja 1 4 (d) Determinar el coeficiente de operación COP = Q& REF w& COMP w& COMP = m& baja ( H 2 − H 1 ) + m& alta ( H 6 − H 5 ) Balance de energía al cambiador de calor Æ malta m& alta = m& baja (H 2 − H3 ) = 0.998 kg / s (H5 − H8 ) Con la ecuación (3) obtenemos el trabajo de compresión y con la ecuación (2) el COP w& COMP = 38.9kW COP = 2.01 Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración PROBLEMA: cascadas (e) Calcular el flujo másico de agua de refrigeración utilizado para enfriar el Freón 12 en el condensador si se sabe que ΔTw = 15ºC Balance de energía al condensador Æ mw m& w = m& alta (H 6 − H 7 ) = 1.87 kg / s Cp w ΔTw Cp w = 4.184 kJ kg º C Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 13 PROBLEMA: cascadas (f) Capacidad de refrigeración y coeficiente de operación si hubiese una sola etapa 1 2 3 4 ESTADO Vapor saturado Vapor sobrecalentado Líquido saturado Mezcla L-V P (MPa) 0.1 1.6 1.6 0.1 -30.10 T (ºC) -30.10 78.65 62.19 H (kJ/kg) 174.15 224.03 98.19 98.19 S (kJ/kg·K) 0.7171 0.7171 0.3329 0.4046 100 100 0 54.07 Título (%) CICLO REFRIGERACIÓN 1 ETAPA Q& REF = m& baja ( H 1 − H 4 ) = 45.6 kW w& COMP = m& baja ( H 2 − H 1 ) = 29.93 kW COP = Q& REF = 1.52 w& COMP Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 2. Regeneración (economizadores) • Sistemas multietapa: el intercambiador de calor entre las etapas (cascada) se sustituye por una CÁMARA DE VAPORIZACIÓN INSTANTÁNEA (cámara de mezcla mejores características de TQ) • Sistema de cascada con refrigerante único y transmisión de calor directa (mezcla) • Reducen el flujo en la zona de alta presión • Compresión se asemeja a una compresión en dos etapas con interenfriamiento (disminuye w) • Proporcionan varios niveles de T Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 14 3. Licuefacción de gases • Área importante de la refrigeración Æ PROCESOS CRIOGÉNICOS (T < -100ºC) dependen de gases licuados: • Separación de O2 y N2 del aire • Estudio de propiedades a bajas T • GASES LICUADOS COMUNES: He, N2 e H2 (Tc,He = -268ºC; Tc,H2 = -240ºC y Tc,N2 =-147ºC (no existirán en forma líquida en condiciones atmosféricas) • ¿Cómo reducir la T de estos gases por debajo de la Tc? • Ciclos en licuefacción de gases Æ CICLO DE LINDE-HAMPSON Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 3. Licuefacción de gases • Ciclos en licuefacción de gases Æ CICLO DE LINDE-HAMPSON 2-3: Compresión multietapa con refrigeración intermedia 3-4: Primer enfriamiento 4-5: Segundo enfriamiento en el regenerador 5-6: Expansión en la válvula hasta mezcla L-V 7: Producto líquido deseado 8-9: Vapor se calienta en el regenerador El gas 9 +gas de reposición 1 = gas 2 (inicia el ciclo) Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 15 3. Licuefacción de gases Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • Propiedades • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓ REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 16 Sistemas de refrigeración • Aplicaciones que requieren refrigeración a más de una T • Disposiciones muy complejas, buscando la eficacia • Unos pocos elementos básicos Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Sistemas de refrigeración: EJEMPLO UNIDAD REFIGERADOR-CONGELADOR CON UN COMPRESOR • Enviar todas las corrientes de salida de los evaporadores a un solo compresor • El compresor realiza el trabajo de compresión • Válvula de expansión a P más alta (T más alta) Æ ESPACIO REFRIGERADO • Válvula de expansión hasta Pmínima Æ CONGELADOR Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 17 TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓ REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Ciclos de refrigeración de gas • Ciclo de BRAYTON INVERTIDO 1-2: Compresión isoentrópica CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS 2-3: Enfriamiento a P = cte 3-4: Expansión isoentrópica 4-1: Calentamiento a P = cte Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 18 Ciclos de refrigeración de gas • Incluyen componentes simples más ligeros (aviones) COPBrayton,inv = qL qL = wneto,e wcomp ,e − wturb , sal • Pueden incorporar regeneración (licuefacción de gases) COPBrayton,inv < COPCompresión < COPCarnot CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS CON REGENERACIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración TEMA 11: REFRIGERACIÓN • INTRODUCCIÓN: REFRIGERACIÓN EN LA INDUSTRIA • CICLOS DE COMPRESIÓN DE VAPOR • Ideales • Prácticos. Cálculo. Coeficientes de aprovechamiento • Reales • REFRIGERANTES • Selección • PROCEDIMIENTOS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • Cascadas • Regeneración (economizadores) • Licuefacción de gases • SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • CICLOS DE REFRIGERACIÓN DE GAS • CICLOS DE ABSORCIÓ ABSORCIÓN Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 19 Sistemas de refrigeración por absorción • Forma de refrigeración económica cuando existe una fuente de energía térmica barata (100 a 200ºC) Æ “aprovechamos calor de baja T para producir frío” • Energía geotérmica • Energía solar • Calor desecho de cogeneración o planta de vapor de proceso • Implica absorción de un refrigerante por un medio de transporte • NH3 (ref)-Agua • Agua (ref)-bromuro de Li; Agua (ref)-cloruro de Li • Similar al ciclo de compresión de vapor Æ COMPRESOR: Absorbedor + Bomba + Regenerador + Generador vapor + Rectificador y una válvula • VENTAJAS • Se comprime un líquido en vez de un vapor (wflujo ↓ suele ser despreciable) • Trigeneración: calor; frío; energía eléctrica • INCONVENIENTES • Costosos, complejos, ocupan espacio • Menos eficientes • Requieren torres de enfriamiento más grandes para liberar qresidual Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Sistemas de refrigeración por absorción CICLO DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN DE AMONIACO Alta P Ds. Diluida NH3 Ds. Concentrada NH3 Baja P Absorción + Reacción Reacción exotérmica Retirar q para disolver la mayor cantidad NH3 posible Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración 20 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Comprender la importancia y las aplicaciones de la refrigeración en la Industria Química 2. Entender el funcionamiento básico de los ciclos de compresión de vapor ideales basados en el ciclo de Carnot invertido: aspectos imprácticos, ciclos prácticos de compresión, ciclos reales, representación T-S y P-H y calculo COP 3. Conocer los refrigerantes más empleados, los criterios de selección y las propiedades más importantes 4. Comprender el funcionamiento de los procedimientos más empleados en sistemas de refrigeración: cascadas de refrigeración, utilización de economizadores (regeneración) y licuefacción de gases 5. Entender el funcionamiento básico de los ciclos de compresión de gas (ciclo de Brayton invertido):representación T-S y P-H y cálculo del COP 6. Conocer los fundamentos de los sistemas de refrigeración por absorción y las principales ventajas e inconvenientes frente a los ciclos de compresión de vapor convencionales Termodiná Termodinámica Aplicada 06/07 Tema 11. Refrigeració Refrigeración Termodinámica Aplicada Ingeniería Química TEMA 11. REFRIGERACIÓN 21
