3B SCIENTIFIC PHYSICS 1000820 Bedienungsanleitung Seite 28

7. Proceso cíclico de la bomba de calor
4
1
Fig. 4 Representación esquemática de la bomba
de calor con Compresor (1→2), Licuefactor
(2→3), Válvula
evaporador (4→1)
p / mbar
10
3
1
4
0.1
200 300
Fig. 5 Representación
idealizado de la bomba e calor en el
diagrama de Mollier (ver parágrafo 7)
El proceso cíclico de la bomba de calor se
idealiza dividido
Compresión (1→2),
expansión estrangulada (3→4) y evaporación
(4→1):
Compresión:
El fluido de trabajo en estado de gaseoso es
aspirado por el compresor y comprimido de una
presión p a una p , sin cambio de entropía (s
1 2
) y se recalienta en el proceso. La temperatura
s
2
aumenta de T a T
1
compresión por unidad de masa es Δw = h
Licuefacción:
En el licuefactor o compresor el fluido de trabajo
se enfría fuertemente y se condensa. El calor
liberado (calor de recalentamiento y calor de
condensación) calienta el colector circundante a
la temperatura T . Este es de Δq
2
unidad de masa.
3
2
de expansión (3→4)y
S / kJ/kg K
T
2
1
400 500
H / kJ/kg
del proceso
en los cuatro pasos:
Licuefacción (2→3),
. El trabajo mecánico de
2
– h
2
= h – h
2 2
Expansión estrangulada:
El fluido de trabajo condensado llega la válvula
de expansión, donde es expandido en forma
estrangulada (es decir, sin realizar trabajo
mecánico) a una presión menor. En este proceso
también se reduce la temperatura, porque se
debe realizar trabajo en contra de las fuerzas de
atracción moleculares en el fluido de trabajo
(efecto Joule-Thompson) La entalpía permanece
constante (h
Evaporación:
En el evaporador el fluido de trabajo se evapora
totalmente absorbiendo calor. Esto conduce a un
enfriamiento del recipiente o depósito circundante
a la temperatura T
de masa es de Δq
El fluido de trabajo es aspirado por el compresor
para realizar una nueva compresión.
8. Ejemplos experimentales
8.1 Rendimiento del compresor
El rendimiento η
la relación de la cantidad de calor ΔQ
le entrega al recipiente o depósito de agua
caliente por unidad de tiempo Δt, con respecto a
la potencia P de accionamiento del compresor.
Éste disminuye al aumentar la diferencia de
temperatura entre el condensador o licuefactor y
el evaporador.
Δ
Q
2
=
η
co
⋅ Δ
P
600
c = Capacidad calorífica específica del agua y
cíclico
m = Masa del agua.
Para la determinación del rendimiento:
• Se conecta la bomba de calor a la red
eléctrica.
• Se llenan los depósitos de agua, cada uno
con 2000 ml de agua y se colocan en las
chapas soporte.
• Se conecta el compresor y se deja funcionar
unos 10 min así que llegue a su temperatura
de trabajo.
• Se renueva el agua y se colocan los
=
termómetros
1
depósitos de agua.
• Durante todo el experimento se agita
.
1
siempre bien el agua en los depósitos.
• Se miden y anotan las temperaturas
iniciales en los depósitos de agua.
• Se pulsa 2 veces la tecla "Tiempo" en el
medidor de energía y al mismo tiempo se
pone en marcha el compresor.
por
3
4
= h ).
4 3
. El calor absorbido por unidad
1
= h – h .
1 1 4
del compresor se obtiene de
co
⋅ ⋅ Δ
c m T
2
=
⋅ Δ
t P t
en sus soportes
, que se
2
en los