Análisis energético y
exergético de la planta de hielo de baja capacidad del
Combinado Lácteo de Pinar del Río
RESUMEN
Uno de los aspectos fundamentales en el desarrollo de
un país lo representa el nivel de la actividad industrial,
dentro de ellas una de las actividades más importantes es
la de la refrigeración, sobre todo en los
países tropicales.
Desde los primeros años de la década del
80, en Cuba se
planteó la necesidad de establecer una política
energética, orientada alcanzar una máxima eficiencia y
ahorro de
energía, específicamente el aprovechamiento de los
recursos
energéticos nacionales.
Este trabajo aborda
el cálculo
y el análisis exergético y
energético de una fábrica de hielo
El mismo consta de 3 capítulos
fundamentales:
- Aspectos teóricos de la termodinámica de la refrigeración,
así como conceptos teóricos de la exergía
y principales aspectos a tener en cuenta en el análisis
energético. - Análisis energético de las
instalaciones de refrigeración. - Aplicación especifica del análisis
energético a la fábrica de hielo.
Capítulo
1.Termodinámica de la
refrigeración
- Termodinámica de la
Refrigeración.
Si se cuenta con un sistema cuya
temperatura
sea inferior a la del medio en que se encuentra, observaremos que
hacia el fluye calor
espontáneamente. Por tanto la misión de
la técnica frigorífica es la de absorber calor a
este sistema y mantener baja su temperatura, donde este calor
absorbido debe ser cedido al medio ambiente
exterior.Según el segundo principio de la
termodinámica este proceso no es
espontáneo, ya que contradice precisamente la
definición del principio. Por lo tanto, para alcanzar y
mantener temperaturas por debajo de la temperatura ambiente
será necesario emplear una cierta energía. La
absorción de calor a temperaturas inferiores a la ambiente
recibe el nombre de refrigeración o técnica del
frío.
Máquina frigorífica.
Según el segundo principio, la trasmisión
espontánea de calor de un recinto frío que esta a
una temperatura T0, hacia el medio ambiente exterior
que se encuentra a la temperatura superior Tu, es un
fenómeno imposible. Para realizar este proceso,
será necesario emplear una cierta cantidad de
energía que provenga del exterior. La instalación a
emplear es una maquina frigorífica.
Una máquina frigorífica absorbe del
recinto frío el calor Q0, a la temperatura
constante T0< Tu y cede, al medio
ambiente exterior, el calor Q a la temperatura Tu.
Para accionar la maquina se deberá ceder trabajo
técnico Wt desde el exterior. Su misión
no es la de transformar calor en trabajo, sino elevar el calor de
un nivel de temperatura inferior a otro superior, para lo cual se
precisa de consumo de
trabajo.
La producción de frío según el
sistema de refrigeración mecánica se basa en los 3 principios
siguientes:
- Todos los líquidos al evaporarse absorben
calor de cuanto los rodea. - La temperatura a la que hierve o se evapora un
líquido depende de la presión
que se ejerce sobre dicho líquido. - Todo vapor puede volver a condensarse, convertirse en
líquido si se comprime y se enfría
debidamente.
En efecto, el sistema de refrigeración mecánica, para enfriar u local o producto se
hace evaporar un determinado liquido en un aparato adecuado, con
el fin de que el calor latente necesario para la
evaporación se extraiga de ese local o producto que se
desea refrigerar. Además variando la presión sobre
el líquido que se evapora, produciendo frío, se
modifica la temperatura de ebullición, y por consiguiente
se podrá regular la temperatura del local o producto a
enfriar. Por otro lado se recoge el vapor formado durante la
ebullición del líquido refrigerante,
comprimiéndolo en un compresor adecuado y
enfriándolo en un condensador, se convierte nuevamente en
líquido el cual puede repetir el proceso formando un
ciclo.
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