Desarrollo de un modelo matemático del proceso de escarchado y deshielo en un sistema de refrigeración por compresión de vapor

Abstract

RESUMEN: Los evaporadores usados en refrigeradores domésticos comúnmente son evaporadores de tubos con alteas rectas sin embargo existe poca literatura en evaporadores de tubos con aletas tipo espina. En el presente trabajo se estudia experimentalmente y analíticamente la transferencia de calor del evaporador de aletas tipo espina con tubos en configuración de v invertida para condiciones secas y húmedas. La superficie extendida se compone de un tubo de aluminio y una cinta con cortes, del mismo material, que forman aletas tipo espina al enrollarla al tubo. El tubo forma un serpentín con una configuración de tubos tipo V invertida de acuerdo a la dirección del flujo de aire. La caracterización experimental en condiciones húmedas se realizó en un refrigerador comercial de 512 dm3 para un flujo de aire constante de 0.22 m/s del ciclo de refrigeración real. La caracterización experimental de la superficie en condiciones secas se realizó en un túnel de viento en el intervalo de velocidades del flujo de aire de 0.5 a 5 m/s, para un flujo constante de agua caliente con una temperatura de 40°C que circula en el interior del serpentín. En base a los resultados experimentales se determinaron las correlaciones para el cálculo de crecimiento de escarchado y deshielo en la superficie extendida con aletas tipo espina y configuración de tubos en V invertida. En conclusión se presenta un modelo matemático que une el proceso del escarchado y deshielo en condiciones reales de un refrigerador de 512 dm3 que tiene un evaporador de aletas tipo espina con tubos en configuración de v invertida. ABSTRACT: The evaporators used in domestic refrigerators are commonly evaporators of tube with straight fins, however there is little literature on evaporators of tubes with spine fins. In the present work, the heat transfer of the evaporator of tubes with spine fins in inverted v configuration for dry and wet conditions is studied experimentally and analytically. The extended surface consists of an aluminum tube and a ribbon with cuts, of the same material, which form spine fins when rolled up to the tube. The tube forms a coil with an inverted type V tube configuration according to the direction of the air flow. The experimental characterization in humid conditions was carried out in a commercial refrigerator of 512 dm3 for a constant air flow of 0.22 m/s of the real refrigeration cycle. The experimental characterization of the surface under dry conditions was carried out in a wind tunnel in the velocity range of the air flow of 0.5 to 5 m / s, for a constant flow of hot water with a temperature of 40 ° C circulating in the inside of the coil. Based on the experimental results, the correlations were determined for the calculation of frosting grow and defrosting on evaporator of tubes with spine fins in inverted v configuration In conclusion, a mathematical model is presented that unites the frosting and defrosting process in real conditions of a 512 dm3 refrigerator that has a evaporator of tubes with spine fins in inverted v configuration