Modelling and experimental validation of a CO2 concentric tube evaporator using heat transfer correlations and flow pattern maps

Abstract

Las regulaciones en materia de medio ambiente adoptan medidas cada vez más restrictas en aras de reducir la contaminación medioambiental, principalmente regulan dos aspectos en el mundo de la refrigeración, la carga máxima admisible de refrigerante en la instalación y el empleo de refrigerantes de bajo GWP. Por este motivo es importante disponer de una herramienta capaz de predecir el funcionamiento de los evaporadores de los sistemas de refrigeración dentro de las regulaciones estipuladas. En este artículo se presenta el modelo matemático generado para simular el funcionamiento de un evaporador de CO2 de tubos concéntricos y su validación experimental. La validación del modelo se realiza con el fin de generar una herramienta de cálculo capaz de optimizar el proceso de dimensionamiento de los evaporadores que se montan en los muebles frigoríficos en Frost-trol. Para realizar los cálculos de transferencia de calor se han introducido en el modelo correlaciones empíricas y correlaciones pseudoempíricas (patrones de flujo). Para la validación de los resultados del modelo se ha procedido al dimensionamiento y montaje de una instalación experimental. En este trabajo se realiza una comparación entre los resultados obtenidos para cada una de las diversas correlaciones y los datos medidos experimentales. El modelo final contendrá la correlación que más se ajuste a los datos experimentales.