Hoztezikloak eta bero ponpa Egilea Iaki Gmez Arriaran

Hozte-zikloak eta bero ponpa Egilea: Iñaki Gómez Arriaran 1

© Iñaki Gómez Arriaran Zer da hotza ekoiztea? u Hotza = sistema tenperatura atmosferiko azpitiko tenperaturan egotea u Hotza-ekoizpena = tenperatura atmosferiko azpitiko giroa mantentzea – Nola? Energía termikoa (beroa) erauziz T T Q ON/OFF T Sistema T T’ Sistema HOZKETA-MAKINA 2

© Iñaki Gómez Arriaran Hozketa-makina Motor termikoa Foku Beroa q 1 w w q

© Iñaki Gómez Arriaran Carnot-en C. O. P. -a Bero-ponpa Foku Beroa q 1

© Iñaki Gómez Arriaran Lurrun-konpresio bidezko hozketa-zikloa Carnot-en ziklo alderanztua egiteko modu sinpleena breo trukeak isobarikoak (eta derrigorrez, isotermikoak) fase-aldaketan zehar Carnot-en ziklo alderanztua lurrun-hezearen kanpaiaren barne burutu: kondentsazioa T 3 2 TFB Baina ez da bideragarria TFH 4 1 lurrunketa Rankineren ziklo alderanztua 5

© Iñaki Gómez Arriaran Rankineren ziklo alderanztua 1 -2 : konpresio isentropikoa konpresorean 2 T 2 3 2 -3 : gasaren hozketa kondentsazioa kondentsagailuan 3 -4 : laminazio isoentalpikoa laminazio-balbulan Carnot Rankine 4 4 1 4 -1 : lurrun hezearen lurrunketa lurrungailuan P 1 s Erosoago suertatzen da P-h diagrama erabiltzea Sustantziaren lurrinketa q 1 3 4 q 2 2 1 h 6

Lurrungailua © Iñaki Gómez Arriaran P q 1 3 4 Hozkarria (lurrun hezea egoeran) Lurruntzerakoan. . . (>Patm) q 2 2 1 h Hozkarria (lurrun ase edo gainberotu egoeran) . . . Q 2 absorbatzen du foku hotzatik 7

© Iñaki Gómez Arriaran Lurrun-konpresio bidezko hozketa-zikloa Ziklo burutzen duen sustantziari, hozkarria deritzo q 2 2 3 P Kondentsagailua (>θatm) 3 4 4 q 1 2 K Hortaz Pkond. > Plurrung. w 1 q 2 h Lurrungailua (>Patm) 1 q 2 8

© Iñaki Gómez Arriaran u Hozkarriak bete behar dituen baldintzak 1 - Asetasun tenperatura baxua presio atmosferikoan 2 - Lurruntze bero-sor handia 3 - Asetasun presio baxua kondentsazio tenperaturan 4 - Tenperatura kritiko altua, gasa likidotu ahal izateko 5 - Bolumen espezifiko baxua, konpresorearen zilindrada baxua izan dadin 6 - Eroankortasun termiko altua 7 - Liskatasun baxua 8 - Lurrunaren erresistentzia dielektriko handia (konpresore hermetikoak) 9 - Zirkuitoaren materiale, ura eta olioarekin kimikoki geldoa eta egonkorra 10 - Uran disolbagarria, ura absorba dezala 11 -Olioan disolbagaitza, nahastezina 12 - Ozono geruza apurtzeko potentzialik gabe 9

© Iñaki Gómez Arriaran Bi talde nagusi: u Sustantzia puruak - hozkarri kriogenikoak (O 2, He) - konposatu inorganikoak ( NH 3) - konposatu organikoak: u u Klorofluorokarbonatuak edo CFC: CH 4 eta C 2 H 6 gasen deribatu halogenatuak (hidrogeno atomoak kendu eta F eta Cl-az ordezkatu) u Hidroklorofluorokarbonatuak edo HCFC: CH 4 eta C 2 H 6 gasen deribatu partzialki halogenatuak (hidrogeno atomo batzuk kendu eta F eta Cl-az ordezkatu, baina H atomo batzuk gelditzen dira) u Hidrofluorokarbonatuak edo HFC: halogenazioa partziala eta soilik F-ekin egiten denean, Cl-rik agertu gabe Nahasteak – Azeotropikoak – Ez azeotropikoak TL GLIDE TV h Ez-AZEOTROPIKOA 10

© Iñaki Gómez Arriaran u Hozkarrien izendaera (R. S. P. I. F. -en arabera ): • hozkarri organikoak R - 11 4 F atomo-kopurua H atomo-kopurua + 1 C atomo-kopurua - 1 Cl kopurua= (2 + 2 C - H - F) • hozkarri inorganikoak: R - 717 masa molarra Nahaste azeotropikoak 500 ez-azeotropikoak 400 Inorganikoak 700 11

© Iñaki Gómez Arriaran • R-12: Diklorodifluorometano (CF 2 Cl 2) • Lurruntze-bero sor baxua ( 165 k. J/kg – 30 ºC-tan), baina lurrunaren dentsitate handia • Lurrunketa tenperatura – 30 ºC • Asetasun presioa 25 ºC-tan: 6, 5 bar • Guztiz disolbagarria olioan eta disolbagaitza urakin • Konpresio erlazio handiak onartzen ditu birberoketa handirik gabe irteeran • Aplikazioak: • Kondentsazio presioa mugatua behar duen aplikaziotan (etxebizitza eta komertzial aplikaziotan, autoen aire-girotzean) • tenperatura ertain eta altuko aplikazio industrialetan • Ekoizpena debekatuta dago 1. 995. urtetik, 1. 987. ko Montrealeko hitzarmena ezkeroztik 12

© Iñaki Gómez Arriaran • R-22: Monoklorodifluorometano (CHF 2 Cl) • Lurrintze-bero sor ona ( 235 k. J/kg – 41 ºC-tan) eta dentsitate handia lurrun egoeran (R-12 baino handiago) hotz-ekoizpen bolumetriko handiagoa • – 41 ºC • 25 ºC-tan 10, 5 bar • Urarekin R-12 a baino gehiago nahasten da • Birberoketa handiagoa • Aplikazioak: • Tenperatura baxuetan • Etxebizitzetarako aire-girotzea • Ekoizpena debekatuta 2. 010. etik aurrera 13

© Iñaki Gómez Arriaran • R-717: Amoniakoa NH 3 • Konzentrazio altuetan, toxiko, lehergaitza, eta sugargarria izan liteke. Kontzentrazio baxuetan, irritante • Lurrintze bero-sor handia ( 1. 369 k. J/kg –-78 ºC-tan) • – 78 ºC • 10 bar • Kuprea eta bere aleazioak erasotzen ditu, baina burnia eta altzairua ez • Uran zeharo disolbagarria eta olioarekin nahastezina • Ihesak oso errez detektatzen dira • Merkea • Birberoketa handiak • Industria aplikazio handietan • ODP = 0 14

© Iñaki Gómez Arriaran CFC y HCFC-en eragina ingurumenean • Ozono-geruza hondatu • berotegi-efektua 1. Ozono-geruzaren hondamena UVA erradiazioa O 3 O 2 UVA erradiazioa CF 2 Cl 2 O CF 2 2 Cl Cl. O O 2 15

© Iñaki Gómez Arriaran Ordezko hozkarriak: u R-134 a (R-12 -ren ordezkoa ) u R-404 A (R-502 -ren ordezkoa ) u R-407 C (R-22 -ren ordezkoa ) Azken biak, HCF-32, -125, -134 a, eta -143 a-ren nahaste ez-azeotropikoak dira. 16