GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA (GR. 1, 4) CURSO 2013

GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA (GR. 1, 4)
Enunciados de problemas de Termodinámica Técnica
CURSO 2013-2014
Sistemas de refrigeración y bomba de calor
9.1.- Un ciclo de Carnot de refrigeración utiliza R-134a como fluido de trabajo. El refrigerante
entra al condensador en estado de vapor saturado a 28 ºC, y sale de él como líquido saturado.
Sabiendo que el evaporador funciona a -10 ºC, determine las siguientes variables específicas
(es decir, por unidad de masa de refrigerante): el trabajo consumido por el compresor, el
trabajo desarrollado por la turbina y el calor absorbido por el refrigerante a su paso por el
evaporador. Obtenga, además, el coeficiente de operación del ciclo.
9.2.- Un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor opera en situación estacionaria
con R-134a como fluido de trabajo. Se sabe que al compresor entra vapor saturado a -15 ºC y
del condensador sale líquido saturado a 25 ºC. Si el flujo másico medido es de 5 kg/min,
determine:
a. La potencia del compresor
b. La capacidad de refrigeración
c. El coeficiente de operación del ciclo.
9.3.- Se emplea amoniaco como fluido de trabajo en un ciclo de refrigeración por compresión
de vapor. La temperatura del evaporador es de -20 ºC y la presión del condensador es 12 bar.
En el compresor, cuyo rendimiento isentrópico tiene un valor de 0.85, entra vapor saturado,
mientras que del condensador sale líquido a 28 ºC. Calcule:
a. La potencia del compresor
b. La capacidad de refrigeración
c. El coeficiente de operación
d. Las exergías destruidas en el compresor y en la válvula de expansión si la temperatura del
ambiente es T0 = 28 ºC.
9.4.- Una vivienda necesita una potencia de calefacción de 12 kW para mantener la
temperatura interior a 20 ºC cuando la temperatura exterior es de 5 ºC. Para cubrir estas
necesidades se emplea una bomba de calor por compresión de vapor con refrigerante R-22.
Determine las presiones de evaporación y condensación necesarias para esta aplicación
tomando una diferencia de temperaturas de diseño de 5 K en los intercambiadores. Sabiendo
que la salida del evaporador se tiene vapor saturado y a la salida del condensador, líquido
saturado; calcule el flujo másico de refrigerante, la potencia del compresor y el coeficiente de
operación de la máquina.