EQUIPO DE REFRIGERACION

Autor: GARCIA HERNANDO NESTOR.
Año: 2003.
Universidad: CARLOS III DE MADRID [www.uc3m.es].
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: En esta tesis doctoral se analiza el comportamiento térmico e hidrodinámico de los microintercambiadores de calor. Para ello, se han diseñado y construido dos prototipos caracterizados por microcanales de sección cuadrada de 100 y 200 micras de lado respectivamente. Igualmente se ha diseñado y construido la instalación de ensayos que permite la caracterización experimental de los microintercambiadores. Tras hacer una revisión del estado del arte de los microintercambiadores se estudia el proceso de cálculo clásico de intercambiadores y se evalúa su posible aplicación a los microintercambiadores. También se exponen algunos de los desarrollos teóricos específicos del flujo en microcanales, así como correlaciones experimentales del factor de fricción y del número de Nusselt en ellos. A partir de los resultados experimentales, se extrae el factor de fricción y el número de Nusselt del flujo en los microcanales, así como el coeficiente global de transferencia de calor de los microintercambiadores. Tras el análisis de los resultados, se propone una correlación propia para el número de Nusselt. Los coeficientes globales de transferencia de calor obtenidos son superiores a los que aporta la bibliografía específica de los intercambiadores de placas.

Autor: Salavera Muñoz Daniel.
Año: 2004.
Universidad: ROVIRA I VIRGILI [www.urv.cat].
Centro de lectura: E.T.S. d'Enginyeria Química.
Centro de realización: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Mecànica.

Resumen: El incremento de la demanda energética, que acompaña al crecimiento experimentado por la economía mundial en las últimas décadas, obliga a la búsqueda de tecnologías más eficientes que permitan mitigar los efectos negativos que sobre el medio ambiente causa este crecimiento. En España, una de las principales demandas energéticas se produce en los meses estivales, debido al aumento de aparatos de aire acondicionado. Para reducir esta demanda, la refrigeración por absorción activada por energía solar o calor residual se presenta como una de las opciones más interesantes de cara al futuro. Los fluidos de trabajo convencionales (agua + bromuro de litio y amoniaco + agua) presentan una serie de inconvenientes: la limitada solubilidad y elevada corrosividad del bromuro de litio, y la necesidad de rectificación para la separación de la mezcla amoniaco + agua que determinan las propias limitaciones del uso de estos sistemas. La adición de otros componentes puede paliar estos inconvenientes y mejorar así las prestaciones del ciclo. Así, el uso de sales de litio (cloruro, nitrato y ioduro) pueden reducir la corrosividad y aumentar la solubilidad del bromuro de litio, y el uso de hidróxidos alcalinos (de sodio y de potasio) aumentan la volatilidad relativa de la mezcla NH3+H2O y facilitar así la separación de ambos a la salida del generador. La información existente respecto a las propiedades termofísicas de estas nuevas mezclas es insuficiente para una precisa simulación del ciclo de absorción, por lo que el objetivo de este trabajo ha sido completar el estudio de las propiedades termofísicas más características de cada mezcla, así como la adaptación y puesta en marcha de los dispositivos y técnicas experimentales para realizar dicho trabajo. Para la mezcla H2O + (LiBr + LiNO3 + LiCl + LiI) se ha determinado experimentalmente la solubilidad, la capacidad calorífica y la densidad. La primera se ha llevado a cabo por medio de dos métodos politérmicos, uno visual y otro calorimétrico, este último por medio de un calorímetro Calvet. Este mismo calorímetro fue utilizado para la determinación experimental de las capacidades caloríficas a presión constante de las disoluciones acuosas por medio de un método incremental. Finalmente, las densidades de las disoluciones fueron determinadas por medio de un densímetro de precisión de tubo vibrante. Para las mezclas NH3 + H2O + NaOH y NH3 + H2O + KOH se ha realizado un estudio teórico-experimental del equilibrio líquido-vapor, a partir de las medidas de presión de vapor por el método estático a distintas composiciones y temperaturas de diferentes mezclas, determinandose la composición de las fases en equilibrio a través del método de Barker adaptado para sistemas ternarios. Además, los resultados se han correlacionado mediante el método Electrolyte-NRTL. Asimismo, se han determinado experimentalmente y correlacionado en función de la temperatura y composición las capacidades caloríficas a presión constante y las densidades de las disoluciones por el método calorimétrico y de tubo vibrante, respectivamente.

Autor: Cerezo Román Jesús.
Año: 2006.
Universidad: ROVIRA I VIRGILI [www.urv.cat].
Centro de lectura: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química.
Centro de realización: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química.

Resumen: En los últimos años ha aumentado la demanda de equipos de refrigeración por absorción de pequeña potencia con accionamiento térmico a baja temperatura. El desarrollo de estos equipos requiere altas prestaciones en los procesos de transferencia de calor y de materia en los componentes más críticos: absorbedor, generador y rectificador. Este trabajo forma parte del proyecto de investigación "Desarrollo de componentes avanzados para el diseño y fabricación de máquinas de refrigeración por absorción con NH3-H2O de pequeña potencia y activación térmica a baja temperatura", coordinado por el Centro de Innovación Tecnológica CREVER de la URV y subvencionado por el Plan Nacional de I&D del Ministerio de Ciencia y Tecnología. Esta tesis está dedicada al estudio teórico-experimental del proceso de absorción en burbujas en un intercambiador de calor de placas utilizando la mezcla amoniaco-agua. En primer lugar se ha desarrollado un modelo de un absorbedor de burbujas unidimensional basado en la discretización de un intercambiador de placas corrugadas de tres canales, en cuyo canal central tiene lugar la absorción. La formulación matemática del modelo se basa en los balances de materia y energía para cada volumen de control, las ecuaciones de transferencia de calor y masa, así como consideraciones de equilibrio. Los coeficientes de transferencia y otros parámetros físicos del modelo han sido estimados a partir de correlaciones empíricas de la bibliografía. La simulación proporciona, entre otros resultados, los perfiles longitudinales de la temperatura, concentración de la disolución y caudal másico de cada corriente, el flujo de vapor absorbido y la carga térmica del absorbedor. Además se realiza una comparación de las predicciones del modelo con los obtenidos para la mezcla NH3-LiNO3. El interés de esta mezcla es que su uso no requiere la rectificación de los vapores después del generador y permite asimismo reducir la temperatura de la fuente de calor de accionamiento. Para llevar a cabo el estudio experimental se ha diseñado y construido un banco de ensayos que permite caracterizar el absorbedor en distintas condiciones de operación y configuraciones de flujo, y generar una base de datos experimentales. Los ensayos fueron realizados en un intercambiador de placas corrugadas tipo L, Alfa Laval modelo NB51, de tres canales. Las condiciones de los ensayos son: presión del absorbedor de unos 2 bar, temperatura de absorción entre 32.4 y 38.4ºC, concentraciones másicas en NH3 de la solución a la entrada entre 29 y 33%, y diferentes condiciones térmicas de la solución a la entrada. Los resultados obtenidos en las distintas experiencias para el flujo de absorción se sitúan entre 0.002 y 0.007 kg/m2 s, el coeficiente de transferencia de calor de la solución entre 2.7 y 6.8 kW/m2 K, la carga térmica del absorbedor entre 0.46 y 1.32 kW, y la eficiencia másica del absorbedor entre 0.30 y 0.62. Estos resultados han sido comparados con los de un intercambiador de placas lisas de la bibliografía mostrando una mejora significativa del flujo de absorción conseguido de más del doble. La base de datos experimentales obtenida ha permitido establecer la capacidad predictiva del modelo elaborado. A pesar de su simplicidad, el modelo es capaz de interpretar correctamente la influencia de las distintas variables sobre los parámetros de eficacia del absorbedor, si bien las desviaciones en los resultados para el flujo de absorción y la carga térmica del absorbedor pueden llegar al 50%. La capacidad predictiva del modelo podrá mejorarse si se adoptan correlaciones para los coeficientes de transferencia, específicas al fluido de trabajo y de configuración de flujos. Basándose en los datos experimentales del coeficiente de transferencia de calor y del flujo de absorción obtenidos en el presente trabajo, se ha realizado 8 el dise 31c ño preliminar de un absorbedor de burbujas utilizando un intercambiador de placas para un equipo de refrigeración por absorción de NH3-H2O de 6 kW.

Autor: NAVARRO PERIS EMILIO.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA [www.upv.es].
Centro de lectura: Dep. Termodinamica Aplicada.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: La presente tesis tiene dos objetivos fundamentales, por un lado comprobar la viabilidad del uso de propano como refrigerante en compresores diseñados para trabajar con HFCs y utilizando un aceite POE como lubricante. Por otro realizar un estudio teórico que permita entender desde un punto de vista mas profundo los diferentes comportamientos de los refrigerantes ensayados (R290 y R407C) con el fin de poder dar ciertas directrices de diseño que permitan optimizar los compresores herméticos de pistón existentes actualmente para trabajar con propano. La parte experimental del trabajo incluyo los ensayos de caracterización de 5 compresores de pisto herméticos trabajando con propano y lubricados con POE así como las medidas de porcentaje de circulación de aceite, comparándose dichos resultados con los obtenidos cuando el compresor trabaja con R407C. Puesto que existe una mayor experiencia en el uso de propano con aceite mineral por ultimo se procedió a comparar el comportamiento de ambos aceites desde el punto de vista de la eficiencia de circulación de aceite y de emisión de aceite en el arranque. En la parte del análisis se desarrollo un modelo semiempírico de pistón válido para cualquier refrigerante que permite el análisis de los resultado obtenidos. Con dicho modelo se pudo evaluar la influencia de los distintos tipos de perdidas para ambos refrigerantes determinándose como el propano se comporta mejor a bajas relaciones de compresión como consecuencia de su menor densidad mientras que el R407C se comporta mejor a altas relaciones de compresión.