EXPOSICIÓN N°1 - GRUPO M

7/26/2019 EXPOSICIN N1 - GRUPO M

1/12

Anlisis experimental de una nueva mezcla de refrigerante como

reemplazo exacto para el CFC12 y HFC134a

(raducido al espa!ol por estudiantes de la "scuela de #ngenier$a Agroindustrial de la

%&'')

*+ 'ani , -+ elladurai

Departamento de Ingeniera Mecnica,Laboratorio de Refrigeracin y Aire Acondicionado,Instituto de Tecnologa Coimbatore, Coimbatore !" #"!, India$

Recibido el % de &ulio del '##() recibido en forma re*isada el ' de octubre del '##() aceptado

el '% de no*iembre del '##($

Disponible en lnea "# de enero del '##+

.esumen

n estudio del rendimiento e-perimental en un sistema de refrigeracin de compresin de

*apor con la nue*a me.cla de refrigerante R'%#/R##a como reempla.o fue reali.ado ycomparado con el C0C"' y 10C"2!a$3l sistema de refrigeracin de compresin de *apor fue

dise4ado inicialmente para funcionar con el R"'$ Los resultados e-perimentales mostraron 5ue

el refrigerante R'%#/R##a tu*o "%$% 6 a 7#$" 6 ms alta capacidad de refrigeracin 5ue R"'

y '+$ 6 a +($' 6 5ue el R"2!a$3l refrigerante R"2!a mostr una capacidad de refrigeracion

ligeramente menor 5ue el R"'$La me.cla R'%#/R##a consumi $+ 6 a "($! 6 ms energa

5ue el R"'$ 3l refrigerante R"' consumi ligeramente ms energa 5ue el R"2!a a

temperaturas de e*aporacin ms altas$ 3l coeficiente de rendimiento de la me.cla

R'%#/R##a aumenta de 2$% 6 a '7$" 6 5ue el R"' a temperaturas de e*aporacin menores y

""$+ 6 a "($ 6 a temperaturas de e*aporacin ms altas$3l refrigerante R"2!a mostr un

coeficiente de rendimiento ligeramente menor 5ue el R"'$La temperatura de descarga y la

presin de descarga de la me.cla R'%#/R##a estu*ieron muy cerca del R"'$ La me.cla

R'%#/R##a 8+/2' por el 6 de peso9 puede ser considerado como un refrigerante de

reempla.o para C0C"' y 10C"2!a$

: '##( 3lse*ier Masson ;A;$ Todos los derec Me.cla de


2/12

1+ #ntroducci/n

Tanto los refrigerantes clorofluorocarbonos 8C0Cs9 e


3/12

Fig. 1. Curvas de presin de vapor para el R12,R134a y R290/R600a (68/32.

2+ .evisi/n de literatura

Muc


4/12

R'%# mostr un incremento de 26 a !6 en eficiencia de energa y una *elocidad de

enfriamiento mas rpida en comparacin al R"' $3*elyn Hasin estudi diferentes eficiencias

de me.clas de 1C##a/1C'%# en refrigerador/congeladores residenciales $3l #/!#6 y

(#/2#6 8isobutano/propano9 fueron las me&ores me.clas totales .Fui&pers e! al. tericamente

mostr 5ue '"/(% en 6 en peso de la me.cla propano/isobutano debera ser considerada como

un sustituto para el C0CB"' $3sta composicin tiene una presin de e*aporacin y unacapacidad de refrigeracin *olumKtrica comparable con el C0CB"' $1ammad y Alsaad lle*aron

a cabo estudios e-perimentales con cuatro relaciones de propano ,butano e isobutano como

posible alternati*a para el R"' en un refrigerador domKstico R"' sin modificar $La me.cla de


5/12

e*aporador en orden para dar una indicacin *isual de la circulacin del refrigerante $Los

circuitos secundarios estu*ieron compuestos de una bomba, un medidor de flu&o y una unidad

de calentamiento elKctrico dentro del tan5ue aislado$ n tan5ue fue llenado con agua fra y

circul a tra*Ks de los tubos del condensador mientras 5ue el otro tan5ue fue llenado con

solucin salmuera y circul a tra*Ks de los tubos del e*aporador$ 3l agua caliente 5ue sale del

tubo del condensador fue suministrada a la torre de enfriamiento para ser enfriada$3ste aguaenfriada es bombeada otra *e. al tan5ue con agua fra a tra*Ks de una bomba separada$

Fig.2. "iagra#a es$ue#%!i&o de la disposi&in e'peri#en!al.

4. 0rocedimiento experimental

3l ob&eti*o de estudio fue comparar la eficiencia de refrigeracin de diferentes refrigerantes en

tKrminos de capacidad de refrigeracin, consumo de energa del compresor y C?=$Los

rotmetros fueron usados para medir la *elocidad de flu&o del agua fra y de la solucin de

salmuera con una precisin de N #$#7 lpm $ 3l rotmetro del refrigerante fue usado para medir

la *elocidad del flu&o del refrigerante con una precisin de N #$#"'7 g/min $Las termocuplas

tipo RTD fueron usadas para medir las temperaturas con una precisin de N #$"OC y las

presiones fueron medidas usando manmetros calibrados con una precisin de N " psi $Las

termocuplas fueron locali.adas en los bolsillos en la superficie de los tubos y cada sensor fuecalibrado para reducir las incertidumbres e-perimentales $ 3l rango y la precisin del e5uipo

usado en la prueba e-perimental dispuesta esta resumida en la Tabla "$

Las temperaturas y presiones del refrigerante y las temperaturas de los fluidos secundarios

fueron medidas en *arias locaciones en la disposicin e-perimental como se muestra en la 0ig $

'$ 3l consumo de energa del compresor se midi utili.ando un *atmetro con una e-actitud de

N ' s para "# re*oluciones del disco medidor de energa$n dispositi*o de e-pansin de tipo


6/12

manual fue usado para regular la tasa de flu&o msico del refrigerante y para establecer la

diferencia de presin$

3l refrigerante fue cargado despuKs 5ue el sistema


7/12

.1. Capa&idad de rerigera&in.

La 0ig$ 2 muestra las *ariaciones de la capacidad de refrigeracin contra la temperatura de

e*aporacin para temperaturas de condensacin de 27 C y !7 C$ ;e obser* 5ue la me.cla

de refrigerante R'%#/R##a 8+/2'9 tu*o la ms alta capacidad de refrigeracin 5ue el R"' y el

R"2!a$ La capacidad de refrigeracin de la me.cla R'%#/R##a 8+/2'9 fue del "%,%6 B 7#,"6

mayor 5ue R"' y '+,6 B +(,'6 mayor 5ue R"2!a para temperaturas de e*aporacin

inferiores por deba&o de B7 C$3l R'%#/R##a refrigerante 8+/2'9 mostr mayor capacidad de

refrigeracin en el rango de '",'6 B '+,76 mayor de R"' y 2#,(6 B !",26 mayor 5ue R"2!a

para temperaturas de e*aporacin superiores por encima de B7 C$ R"2!a mostr unacapacidad de refrigeracin ligeramente menor 5ue R"' para todas las condiciones de

operacin$ ;e obser* 5ue la me.cla R'%#/R##a 8+/2'9 mostr una tasa de enfriamiento

ms rpida 5ue el R"' a temperaturas de e*aporacin superiores por encima de B7 C$ ;e

obser* de la 0igura 2 5ue el aumento en la temperatura de condensacin disminuye la

capacidad de refrigeracin de los refrigerantes$


8/12

Fig.3.RC vs. !e#pera!ura de evapora&in para & 3C y 4C

.2. l &onsu#o de energa del &o#presor.

La 0ig$ ! mostr 5ue la energa consumida por el compresor aumenta a medida 5ue la

temperatura de e*aporacin y de condensacin aumenta$ Los resultados del ensayo mostraron

5ue la energa consumida por el sistema con la me.cla R'%#/R##a 8+/2'9 me.cla fue mayorpor ,+6 B "(,!6 5ue R"' y +,%6 B '#6 ms alto 5ue R"2!a para todas las condiciones de

operacin$ La energa consumida por el sistema con R"2!a fue ligeramente menor 5ue R"' a

temperaturas de e*aporacin superiores por encima de B"# C$ A temperaturas de e*aporacin

inferiores por deba&o de B"# C tanto R"' y R"2!a consumen casi la misma energa$


9/12

Fig. 4. CC vs.!e#pera!ura de evapora&in para & 3 C y 4C

.3. Coei&ien!e de rendi#ien!o.

La 0ig$ 7 muestra el coeficiente de rendimiento para R"', R"2!a y la me.cla R'%#/R##a

8+/2' en 6 en peso9 para *arias temperaturas de e*aporacin con temperaturas de

condensacin de 27 C y !7 C$ ;e obser* 5ue el C?= de la me.cla R'%#/R##a 8+/2' en6 en peso9 fue de 2,%6 B '7,"6 ms 5ue R"' a temperaturas de e*aporacin inferiores por

deba&o B+ C$ 3l refrigerante R'%#/R##a mostr "",+6 B "(,6 ms C?= 5ue R"' a las

temperaturas de e*aporacin superiores por encima de B+ C$ 3l C?= de R"2!a fue menor 5ue

el de R"' para todas las condiciones de operacin$


10/12

Fig.. C5 vs. !e#pera!ura de evapora&in para & 3 C y 4C.

.4. a ei&ien&ia de rerigera&in.

La 0ig$ mostr 5ue la eficiencia de refrigeracin del sistema aumenta con el aumento de la

temperatura de condensacin y de e*aporacin $A temperaturas de e*aporacin inferiores por

deba&o B"! C, la eficiencia de refrigeracin disminuye a medida 5ue la temperatura de

condensacin aumenta, mientras 5ue por encima de B"! C la eficiencia de refrigeracin

aumenta a medida 5ue aumenta la temperatura de condensacin$ La me.cla R'%#/R##a

8+/2' en 6 en peso9 mostr mayor R3 5ue el de R"' y R"2!a$


11/12

Fig.6. R vs. !e#pera!ura de evapora&in para & 3 C y 4C.

+ Conclusiones

;e reali. un anlisis de rendimiento en un sistema de refrigeracin por compresin de *apor

con la nue*a me.cla de refrigerantes como sustituto del C0C"' y 10C"2!a y se obtu*ieron lassiguientes conclusiones$

U La capacidad de refrigeracin de la me.cla R'%#/R##a 8+/2' en 6 en peso9 fue mayor en el

rango de "%,% a 7#,"6 en las temperaturas de e*aporacin ms ba&as y '",' a '+,76 en las

temperaturas de e*aporacin ms altas 5ue el R"'$U La capacidad de refrigeracin de la me.cla R'%#/R##a 8+/2' en6 en peso9 fue mayor en el

rango de '+, a +(,'6 en las temperaturas de e*aporacin mas ba&as y 2#,( a !",26 en las

mayor temperaturas de e*aporacin ms altas 5ue el R"2!a$U 3l consumo de energa de la me.cla R'%#/R##a 8+/2' en6 en peso9 fue mayor en el rango

de ,+ a "(,!6 5ue R"' y +,%B'#6 5ue R"2!a$U 3l C?= de la me.cla R'%#/R##a 8+/2' en 6 en peso9 fue mayor en el rango de 2,% de 2,%6

a '7,"6 en las temperaturas de e*aporacin ms ba&as y "",+ a "(,6 mayor en las

temperaturas de e*aporacin ms altas 5ue el R"'$U La eficiencia de refrigeracin del sistema aumenta con el aumento de la temperatura de

condensacin y de e*aporacin$U La temperatura y la presin de descarga de descarga de la me.cla R'%# /R##a 8+/2' en 6

en peso9 fue casi igual a los a5uellos del R"' y del R"2!a$


12/12

Durante la prueba e-perimental de la me.cla R'%#/R##a estu*o establecida para ser segura$

;in embargo se debe tener cuidado al usar la me.cla R'%#/R##a en un sistema de

refrigeracin/bomba de calor$ Desde los dos principales puntos de *ista de impacto ambiental

8destruccin de la capa de o.ono y calentamiento global9 esta me.cla R'%#/R##a 8+/2' en6

en peso9 puede ser usada como un refrigerante de reempla.o e-acto para el C0C"' y10C"2!a $

.eferencias

Q" P3=, Montreal protocol on substances t

EXPOSICIÓN N°1 - GRUPO M

Documents

Transcript of EXPOSICIÓN N°1 - GRUPO M