Mezclas de refrigerantes para la obtencion de bajas y muy bajas temperaturas en ciclos de cascada

Résumé

Para la obtención de bajas y muy bajas temperaturas del orden de -60 a -80 C, actualmente existen dos métodos que son la compresión por doble etapa y el ciclo en cascada. La Tesis presenta una nueva alternativa para la producción de bajas temperaturas mediante un solo compresor de frío, único y de simple etapa, utilizando mezclas de refrigerantes cuya tensión de vaporización sea lo más diferente posible y que la mezcla no forme una azeótropo, tales como el R134a y el R23. Se trata por lo tanto de emplear una mezcla para su posterior separación utilizando una columna de separación, una vez separada la mezcla se puede evaporar cada refrigerante por separado en un evaporador independiente a la misma presión de aspiración del compresor. El primer evaporador sería el condensador del R23. Este refrigerante se evapora a la misma presión de aspiración. Se ha realizado un estudio teórico de varios modelos de cálculo de propiedades termodinámicas de los refrigerantes para llegar a justificar el modelo empleado que es el modelo de los estados correspondientes extendidos. Se realizó el diseño y la construcción de un prototipo experimental que trabaje con esta mezcla llegando después de realizar algunas mejoras a la instalación a obtener temperaturas de hasta -75 C con una mezcla de 62% R134a, 38%R23 con un rendimiento (CEE o COP) de la instalación de 1.1. El concepto del presente trabajo de investigación es aplicable a mezclas de más de dos refrigerantes obteniendo entonces con un solo compresor simple y de una sola etapa temperaturas del orden de -90 a -95 C. El trabajo presentado es un trabajo novedoso y viable para aplicarlo en varias aplicaciones industriales tales como son los liofilizadores en la industria farmacéutica y como trampa de frío en la industria del vacío. La Tesis está presentada en seis capítulos, el primero es un estudio termodinámica de mezclas de gases, pasando