Análisis exergético de sistemas de refrigeración con compresión simple etapa, doble etapa y con inyección de vapor - López Solano, Andres Steve; Paredes Altamirano, Paolo Vinicio (2025)
El objetivo del presente estudio es realizar un análisis exergético de tres configuraciones de sistemas de refrigeración: sistema con compresión en una sola etapa, sistema con compresión doble etapa y sistema con compresión con inyección de vapor. Para ello, se desarrollaron modelos termodinámicos basados en ecuaciones de balance de energía y exergía, los cuales fueron validados con referencias bibliográficas para garantizar su confiabilidad. La validación de los modelos termodinámicos mostró una desviación del 6% en el COP y un 4% en el ratio de eficiencia exergética, confirmando la precisión de los modelos desarrollados. Posteriormente, se realizó el análisis de un caso de estudio correspondiente a un túnel de refrigeración para productos cárnicos, considerando tres escenarios refrigeración, congelación y ultracongelación. Se simularon diversas condiciones operativas a diferentes temperaturas de condensación y evaporación; además, se analizó la influencia del tipo de refrigerante, considerando en las simulaciones siete refrigerantes ampliamente utilizados en la actualidad en sistemas de refrigeración industrial. Los resultados indicaron que el refrigerante R-600 presentó la mayor eficiencia exergética cuando se empleó en el sistema con inyección de vapor con un aumento del 7% respecto al refrigerante R404A. En la condición nominal de operación, dicho sistema alcanzó una eficiencia exergética del 46.74%, lo que se atribuye a su diseño optimizado para mejorar el rendimiento en condiciones extremas, obteniendo una diferencia del 6% respecto al sistema simple etapa. En conclusión, el análisis exergético permitió identificar la configuración de refrigeración más eficiente en términos de aprovechamiento energético y exergético, destacando que el sistema de compresión con inyección de vapor trabajando con el refrigerante R-600 ofrece el mejor desempeño en las condiciones evaluadas