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El compresor de una máquina refrigerante trabaja entre 150 kPa y 750 kPa con un caudal de 0,1 kg/s y un rendimiento isoentrópico del 70% de R-12. Se pide:
a) Esquema de componentes y estados, y su representación en los diagrama T-s y p-h.
b) Estado a la salida de la válvula de expansión.
c) Eficiencia térmica del ciclo.
d) Capacidad de refrigeración y temperatura mínima alcanzable en la carga frigorífica.

Datos:

>	read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):

>	su1:="CCl2F2":dat:=[p1=150e3*Pa_,p2=750e3*Pa_,mR12=0.1*kg_/s_,eta=0.7];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	gdat:=get_gas_data(su1):ldat:=get_liq_data(su1):dat:=op(dat),gdat,ldat,Const,SI2,SI1:get_pv_data(su1):

a) Esquema de componentes y estados, y su representación en los diagrama T-s y p-h.

(Ver arriba). Consideramos estados saturados para el 1 y el 3, y determinamos las temperaturas correspondientes a esas presiones por Antoine.

Tomamos como referencia para entalpías y entropías el líquido en el punto triple (da igual si son valores reales o no).

b) Estado a la salida de la válvula de expansión.

>	T1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,solve(p1=pv(T),T))));T3_:=subs(dat,evalf(subs(dat,solve(p2=pv(T),T))));h3_:=subs(dat,subs(dat,T=T3_,hl(T)));eqBE34:=h3=(1-x4)*h4l+x4*h4v;h4v:=h1;h1_:=subs(dat,subs(dat,T=T1_,hv(T)));h4l_:=subs(dat,subs(dat,T=T1_,hl(T)));x4_:=(h3_-h4l_)/(h1_-h4l_);

i.e. a la salida de la válvula hay un 30% de masa vaporizada.

c) Eficiencia térmica del ciclo.

>	T2s_:=subs(dat,T1_*(p2/p1)^((gamma-1)/gamma));h2s_:=subs(dat,subs(dat,T=T2s_,hv(T)));h2_:=subs(dat,h1_+(h2s_-h1_)/eta);W12:=mR12*(h2-h1);W12_:=subs(dat,mR12*(h2_-h1_));Q41:=mR12*(h1-h4);Q41_:=subs(dat,mR12*(h1_-h3_));eta[e]:='Q41/W12';eta[e]:=Q41_/W12_:eta[e]:=evalf(%);

i.e. por cada vatio consumido se extraen 2,6 vatios de la carga a refrigerar.

d) Capacidad de refrigeración y temperatura mínima alcanzable en la carga frigorífica.

Esta máquina es capaz de evacuar 11 kW de una carga que no esté a menos de T1=253 K, aunque en realidad será algo mayor (e.g. 256..260 K) para optimizar el evaporador. Del mismo modo, sólo podrá funcionar echando el calor del condensador a un ambiente a menos de T3=303 K (e.g. 295..300 K).

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