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El diagrama de Mollier es la tabla en la cual pueden representarse en un punto las condiciones del refrigerante en cualquier estado termodinámico y en cualquier parte del ciclo. A veces esta tabla se menciona como «tabla P-h» o «tabla presión-entalpía».
El refrigerante cambia de estado a lo largo del ciclo frigorífico. Se representa sobre el diagrama de p-h las distintas transformaciones que sufre el refrigerante y logramos conclusiones a partir del mismo. Cada refrigerante tiene su propio diagrama ph.
En el eje vertical, se halla en la presión absoluta a escala logarítmica. Es importante destacar que hay que prestar especial atención en este tipo de escalas, puesto que las distancias entre los puntos no son iguales como en una escala decimal.
En el eje horizontal se representa la entalpía específica (h) en kJ por kg de refrigerante. La entalpía podemos definirla como la cantidad de calor que posee el refrigerante en un estado determinado. En el diagrama P-h se distinguen tres zonas bien diferenciadas que se corresponden con distintos estados físicos del refrigerante y que quedan delimitadas por la curva de Andrews:
En el diagrama la línea de saturación (borde de la campana de cambio de fase) es una línea de importancia. Separa la zona de líquido saturado de la zona de vapor sobrecalentado. Dentro de la campana de cambio de fase las isóbaras se confunden con las isotermas. Es decir si la condensación es a presión constante, también será a temperatura constante. Una propiedad importante de estas líneas de condensación es que son rectas.
El punto de origen del diagrama de Mollier (coordenadas 0) es a 1 atm. de presión y 0ºC de temperatura. Allí se fija a la entropía y entalpía con valor 0.
Los diagramas de Mollier habituales olo representan una porción del espacio completo H-S. Esta representación se limita a las temperaturas y presiones más comunes y en general se excluye la zona de líquido saturado o subsaturado.
Debemos iniciarnos desde el ciclo frigorífico que hemos dibujado para llevar a cabo cálculos elementales que nos permitirán comprender determinados aspectos del funcionamiento de la máquina: balance energético, coeficiente de eficiencia energética, relación de compresión y densidad del gas de aspiración.
Se estudia el intercambio de calor que tiene lugar durante todo el ciclo frigorífico. Para ello, consideraremos que los resultados que se obtengan son por cada kg de refrigerante que haya disponible. Ten en cuenta que en el eje de entalpía la unidad es kJ/kg. En Euroinnova ofrecemos una amplia oferta formativa donde puedes realizar el curso de diagrama de mollier para saber cómo usa. Para realizar el balnace energético deberemos hacer uso de las siguientes formulas que conocerás de forma experta a través de nuestra formación online:
Donde podremos concluir que el Coeficiente de Eficiencia Energética o coeficiente de rendimiento es la relación entre el frío que produce la máquina y la energía consumida para ello.
Si se compara el calor absorbido por el refrigerante durante la evaporación con el calor aportado al refrigerante por el compresor se observa que el calor de evaporación es mucho mayor que el calor necesario para el trabajo de compresión. El COP representa cuántas veces es mayor uno que otro. Cuanto más elevado sea el COP, menos calor hay que incluir por el compresor, por lo que el coste del frío que hemos producido será más reducido.
La relación de compresión es la relación entre la presión de condensación y la de evaporación. Para este cálculo se emplean presiones absolutas. Cuanto mayor sea la relación de compresión, más pequeña será la cantidad de refrigerante en circulación y la capacidad.
La densidad del gas de aspiración (kg/m3) se calcula mediante la inversa del volumen específico (m3/kg). Durante el proceso de compresión, cuanto mayor sea la densidad del gas absorbido en los cilindros, mayot es la cantidad de refrigerante en circulación y la capacidad obtenidas. Por consiguiente, cuanto menor sea el volumen específico del gas de aspiración, mayor es la capacidad.
El Caudal másico es la cantidad de refrigerante que circula por toda la instalación en un cantidad de tiempo. Se expresa en Kg/seg. Se calcula por la fórmula:
CAUDAL MÁSICO = POTENCIA FRIGORÍFICA/Qevaporador
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Cristina Polo Calvo
COPYWRITER
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