Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 21, no. 1, January-June 2017.
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v21n1a08
Aplicación de la teoría del costo exergético para el análisis de un sistema de refrigeración con subenfriamiento por un enfriador termoeléctrico
Application of Exergetic Cost Theory to Analyze a Refrigeration System with Subcooling by a Thermoelectric Cooler
Recibido 26-04-2016, aceptado 29-10-2016.
Resumen
En este trabajo se presentan los resultados del análisis termoeconómico realizado a un sistema de refrigeración por compresión de vapor con una capacidad de 1 tonelada de refrigeración, al que se le ha instalado un enfriador termoeléctrico para subenfriar el refrigerante a la salida del condensador. Se estudiaron dos condiciones de subenfriamiento: de 5 y de 8°C. Para el análisis termoeconómico se aplicó la Teoría del Costo Exergético desarrollada por el doctor Antonio Valero Capilla de la Universidad de Zaragoza, España. Los resultados experimentales mostraron que al instalar el enfriador termoeléctrico aumenta el efecto refrigerante del sistema sin requerir mayor trabajo por parte del compresor, lo que incrementa el coeficiente de desempeño (COP) del sistema de refrigeración hasta 7.2%. Sin embargo, del estudio termoeconómico se observó que los costos exergéticos unitarios resultantes de subenfriar el refrigerante con un enfriador termoeléctrico, se incrementan hasta 26% con respecto a la operación normal del sistema sin subenfriamiento. Se concluye que es recomendable subenfriar el refrigerante con un enfriador termoeléctrico sólo en caso que para la alimentación de este dispositivo se aproveche alguna fuente alterna de energía que no implique un costo extra.
Abstract
This paper presents the results of thermoeconomic analysis of a vapor compression refrigeration system with a capacity of 1 ton of cooling, in which was installed a thermoelectric cooler to subcool the refrigerant at the condenser outlet. Two conditions of subcooling were studied with 5 and 8°C. For the thermoeconomic analysis the Theory of Exergetic Cost developed by Dr. Antonio Valero Chapel of University of Zaragoza, Spain, was applied. The experimental results showed that installing the thermoelectric cooler increases the cooling effect of the system without requiring further work by the compressor, which increases the refrigeration system coefficient of performance (COP) up to 7.2%. However, from the thermoeconomic study it was found that unit exergetic costs resulting from subcooled refrigerant using a thermoelectric cooler, increase to 26% with respect to the normal system operation without subcooling. We conclude that it is advisable to subcool the refrigerant with a thermoelectric cooler only in case that for the power of this device is used any alternative energy source that does not involve an extra cost.
Palabras clave: sistema de refrigeración, subenfriamiento,
enfriador termoeléctrico, análisis termoeconómico, teoría del
costo exergético.
Index terms: refrigeration system, subcooling, thermoelectric
cooler, thermoeconomic analysis, exergetic cost theory.
ISO 690 reference:
Carvajal-Mariscal, Ignacio;
Quinto-Diez, Pedro;
Flores-Ortega, José Eduardo;
Bravo-Cadena, Román;
Real-Ramírez, César Augusto;
Martínez-Espinosa, Eliseo,
2017,
Aplicación de la teoría del costo exergético para el análisis de un sistema de refrigeración
con subenfriamiento por un enfriador termoeléctrico,
Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 21, no. 2,
ISSN 2594-2921,
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v21n2a08
