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Simulación de ciclos de refrigeración por adsorción continua con refrigerante Isobutano y carbón activado
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Fecha
2024-05-30
Autores
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Resumen
Este trabajo de investigación buscó simular ciclos de refrigeración por adsorción básica
continua, con recuperación de calor y masa haciendo uso del par de trabajo R600a – Carbón
activado evaluando aspectos como su eficiencia energética y capacidad frigorífica específica a
diferentes condiciones de trabajo. Se partió del diseño y fabricación de un equipo volumétrico
de obtención de isotermas de adsorción, abarcando también la codificación y montaje de los
sensores y dispositivos electrónicos usados. Posteriormente se detalló la forma de
tratamiento de los datos de presión y temperatura para el cálculo de constantes necesarias
para el modelo de isoterma de Dubinin-Astakhov. Por último, se realizó la codificación en el
programa EES del cálculo de calores involucrados en los ciclos básico continuo, con
recuperación de calor, con recuperación de masa y con recuperación de calor y masa a la vez.
De las ecuaciones implementadas se realizan gráficas de COP y SCE versus temperatura de
regeneración a diferentes temperaturas de evaporación y condensación para verificar cómo
evolucionan. Se observó que un ciclo con recuperación de masa tuvo más eficiencia hasta los
88°𝐶 aproximadamente en comparación con uno con recuperación de calor, a partir de este
punto los roles se invierten. En cuanto al coeficiente de desempeño (COP), para un ciclo básico
con una temperatura de evaporación de −5°𝐶, condensación y adsorción de 25 °𝐶 y
regeneración de 90°𝐶 fue de 0.16; respecto a este índice se concluye que solo con la
implementación de la recuperación de calor y masa dicho ciclo logra valores que se asemejan
a los de otros pares de trabajo. El valor del efecto de enfriamiento específico (SCE) para un
ciclo básico con una temperatura de evaporación de 5°C, condensación y adsorción de 30 °C
y regeneración de 90°C fue de 16.09
𝑘𝐽
𝑘𝑔𝑎𝑑𝑠𝑒
; el SCE calculado resulta ser bastante bajo en
comparación con los de otros pares de trabajo.
Descripción
Palabras clave
Refrigeración, Adsorción, Isobutano, Rendimiento