MÀQUINES TÈRMIQUESCONSUMIDORES D’ENERGIA MECÀNICA

davidctecno

MT consumidores d’ energia mecànica

• Una màquina que consumeix energia mecànica fa treball sobre el sistema

•Extreuen calor d’ una font tèrmica de baixa temperatura

•Cedeixen calor a una font tèrmica a alta temperatura

•Operen dins un cicle.

Característiques generals

MT consumidores d’ energia mecànica

Màquina frigorífica o refrigerador

Objectiu: extreure calor de la font freda

Bomba de calor

Objectiu: aportar calor a la font calenta

La refrigeració consisteix a fer que la temperatura d’una càmara baixi i es mantingui per sota de la de l’ambient. Per fer-ho cal provocar un flux d’energia tèrmica antinatural, extraient la calor d’un focus fred i cedint-la a un de calent.

Això només és possible mitjançant una màquina que faci un treball sobre el sistema

Màquina frigorífica o refrigerador

Aquestes màquines funcionen amb un circuit tancat, en el qual un gas se sotmet a una compressió que el fa condensar i a una expansió que el vaporitza.

Durant la vaporització s’extreu calor de l’espai que cal refrigerar (font freda) i en la condensació se’n cedeix cap a l’exterior (font calenta).

Màquina frigorífica o refrigerador

El gas (fluid refrigerant) és un fluid criogènic, amb una calor latent de vaporitzacio elevada, una pressió d’evaporació superior a l’atmosfèrica i teòricament inocu pel mediambient, al contrari que els antics CFCs (clorofluorocarbonats), molt agressius per a la capa d’ozó.

•Evaporador : Extreu calor (Qc) en forma de gas de la font que cal refrigerar ( Tc)•Compressor: Aspira el gas ( fa W) procedent de l’ evaporador cap al condensador•Condensador: Liqua el gas i cedeix calor (Qh) cap a l’ exterior ( Th)•Sistema d’ expansió: Disminueix la Tª i P del líquid i comença a vaporitzar-se.

Màquina frigorífica o refrigerador

Diagrama P V : Cicle de Carnot invers

Coeficient d’eficàcia

Màquina frigorífica o refrigerador

Qc + W = Qh W = ǀQhǀ-Qc

QcQh

Qc

W

QcCOP

TcTh

TcCOPc

Com Qc pot ser > W COP > 1

Bombes de calor

Són essencialment refrigeradors on s’aprofita la calor cedida al condensador per escalfar un recinte.

S’anomena bomba perquè bombeja calor des d’una font freda a una de calenta.

Tanmateix, també pot actuar a l’inrevés, com a refrigerador. Així, hi ha sistemes que a l’hivern cedeixen la calor del condensador a un corrent d’aire i escalfen una estança. A l’estiu es fa passar l’aire per l’evaporador i s’obté una refrigeració.

Coeficient d’eficàcia

Qc + W = Qh Qc= ǀQhǀ -W

W

WQh

W

QcCOP

COP

QhW

1

Com Qc pot ser > W COP > 1

En una bomba de calor ens interessa coneixer el treball necessari, no tant per extreure la calor Qc, sino

per cedir-la a la font calenta Qh.

Bombes de calor