Estudio experimental del efecto de las condiciones de funcionamiento de un compresor de pistón hermético en su rendimiento, trabajando con Propano y R407C. Análisis teórico de los resultados mediante un modelo matemático avanzado

Abstract

La presente tesis pretende seguir la línea de investigación sobre caracterización experimental y modelado de sistemas de refrigeración, usando hidrocarburos (HCs) como refrigerantes, iniciada en 1994 por el grupo IMST (Investigación y Modelado de Sistemas Térmicos) en el Instituto de Ingeniería Energética de la Universidad Politécnica de Valencia. Esta línea responde a la necesidad que existe de encontrar soluciones alternativas a la utilización de los refrigerantes CFCs y HCFCs por su efecto degradante de la capa de ozono y HFCs por su potencial al calentamiento global. El principal objetivo de esta tesis ha sido analizar, a partir de medidas experimentales y con la ayuda de un modelo matemático validado con dichas medidas, la interrelación entre las condiciones de funcionamiento y las diferentes pérdidas energéticas que existen en el interior del compresor al trabajar con R407C (HFC) y su posible sustituto, el Propano (HC) como refrigerante natural inocuo para el medio ambiente. El modelo matemático utilizado, puramente teórico, permite obtener las variables internas de un compresor de desplazamiento positivo a partir de las condiciones de funcionamiento. Para ello aborda los dos principales problemas físicos existentes, el de dinámica del fluido (problema hidráulico) y el de transmisión de calor entre elementos internos (problema térmico), calculando cada uno de ellos por separado y resolviendo el problema conjunto iterativamente. Su uso ha permitido explicar los comportamientos experimentales observados en las diferentes condiciones de operación, esclareciendo en cada una de ellas el efecto de las pérdidas energéticas en el interior del compresor. La caracterización experimental del compresor se ha llevado en un banco de ensayos calorimétrico, en el que se controlan automáticamente tanto las presiones de aspiración y descarga, como el recalentamiento y el subenfriamiento del ciclo.