Caracterización y validación experimental de la zona de baja presión de un sistema de refrigeración mediante CO2 operando a temperatura de consigna fija

Abstract

El alcance este trabajo es la caracterización y validación de un ciclo frigorífico experimental con dióxido de carbono o R744, como establece el nombre del refrigerante. Este es un ciclo supercrítico, que consta de los siguientes elementos para la producción de frío: evaporador, doble compresión, gas-cooler, tanque flash y válvulas para by-pass del líquido o seguridad. La caracterización tiene como objetivo describir los rasgos característicos de la instalación. Se analiza el control y funcionamiento del conjunto de producción de frío y en mayor profundidad del equipo principal que compone la zona de baja presión: el evaporador. El control y análisis se desarrolla a través de una aplicación informática que permite obtener todos los puntos de operación, presión y temperatura, de cada uno de los componentes que forman la instalación para posteriormente hacer una caracterización. Este proyecto centra la validación en el evaporador, y en concreto en la validación de la potencia frigorífica. La validación de potencia producida en la zona de baja presión tiene como función ‘vencer’ las cargas a las que está expuesta la cámara frigorífica. El cálculo de dicha potencia valida la igualdad de aplicación de dos modelos: el teórico basado en datos datos obtenido de forma teórica y el experimental que centra su desarrollo en puntos obtenidos a través del programa informático y teniendo en cuenta la descripción física del evaporador como es el número de tubos o área de intercambio. Tiene como finalidad validar que el modelo teórico es igual de valido que el uso de datos experimentales.

The scope of this work is the characterization and validation of an experimental refrigeration cycle with carbon dioxide or R744, as established by the name of the refrigerant. This is a supercritical cycle, consisting of the following elements to produce cold: evaporator, double compression, gas-cooler, flash tank and valves for liquid by-pass or safety. The purpose of the characterization is to describe the characteristic features of the installation. It analyzes the control and operation of the cold production set and in greater depth of the main equipment that makes up the low-pressure zone: the evaporator. The control and analysis are developed through a computer application that allows to obtain all the operating points, pressure, and temperature, of each of the components that make up the installation to subsequently make a characterization. This project focuses the validation on the evaporator, and specifically on the validation of the cooling capacity. The validation of the power produced in the low-pressure zone has the function of 'overcoming' the loads to which the cold room is exposed. The calculation of this power validates the equality of application of two models: the theoretical one based on data obtained theoretically and the experimental one that focuses its development on points obtained through the computer program and considering the physical description of the evaporator such as the number of tubes or exchange area. Its purpose is to validate that the theoretical model is as valid as the use of experimental data.