Fundamentos de Refrigeración Basica

Fundamentos de Refrigeración Fundamentos de Refrigeración Material de Educación Básica

Por Por qué qué ref refri rige gera rarr ? Para Para prot proteg eger er los los alim alimen ento toss cont contra ra::  – Microorganismos  – Bacterias  – Descomposición química

Para mantener el aire fresco  – Crear condiciones de confort

Sistema de Refrigeración: necesidades • refrigeración

1000000

Crecimiento bacteriano

100000  – disminuye la  proliferación de 10000    d   a micro-organismos    d    i 1000    t

  n  – reduce la   a    C destrucción de la comida

30°C

100

25°C

10

20°C 18°C

1

15°C

0,1 0

10

20 30 40 Tiempo en horas

Refrigeration Fundamentals

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Fundamentos de Refrigeración • Enfriamiento evaporativo • Refrigerantes • Diagrama de Molliere • Sistema de Refrigeración

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Enfriamiento evaporativo: historia • Egipto >1000 a.C.  – Agua para beber   – poros en la cerámica de la vasija • el agua se evapora en la superficie

 – tejados de las casas • al aire seco evapora bajando la temperatura de las tejas

 – evaporación superficial • a veces en las capas de hielo

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Enfriamiento evaporativo: natural • Cuerpo humano  – sudor   – permite temperatura corporal inferior a la temperatura ambiente

• Plantas  – evaporan 10 veces el agua que necesitan  – mantienen el ambiente estable Refrigeration Fundamentals

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•

Enfriamiento evaporativo: Evaporación  proceso  – fuera del recipiente  – parte del líquido sale

• Transporte de calor   – alto calor de evaporación  – buen contacto térmico  – enfriamiento efectivo

?

• ¿Como conseguir la continuidad en este  proceso? Refrigeration Fundamentals

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Enfriamiento evaporativo: ebullición 200

   C    ° 150   n   e   a   r   u    t   a   r 100   e   p   m   e    T

50 0

liquido

2 fases

vapor 

Tiempo de calentamiento

• Temperatura constante  – calor de evaporación  – presión constante = temperatura constante Refrigeration Fundamentals

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Refrigerantes: Puntos de ebullición

Refrigerante R 718 R 600a R 717 R 290

Temp ebullicion +100 °C -11.7 °C -33.3 °C -42.1 °C

Comentarios Agua iso-Butano Amoniaco Propano

R 11 R 12 R 13 R 22 R 500 R 502 R 134a R 125 R 32 R 404A R 407C R 410A R 507

+23.8 °C -29.8 °C -81.4 °C -40.8 °C -33.5 °C -45.4 °C -26.1 °C -48.6 °C -51.8 °C -45.8 / -46.6 °C -36.7 / -43.8 °C -51.5 / -51.6 °C -47.1 °C

CFC CFC CFC H- CFC CFC CFC CFC sustituye a R 12 CFC sin mezcla / sustituye R 502 CFC sin mezcla CFC sustituye a R 22 / R 502 CFC sustituye a R 22 en AC CFC nuevo para AC CFC sustituye a R 22 / R 502

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Refrigerantes: punto de ebullición

• Presión de vapor 

89°C 3000 m

• punto de ebullición diferente • +89 °C • a 675 mbar  • 3000 m sobre el nivel del mar 

• punto de ebullición normal • +100 °C

100°C

• a 1013 mbar  • presión a nivel del mar 

Nivel del mar 

Refrigerantes: presiones de vapor    r   a    b   n   e   r   o   p   a   v   e    d   n    ó    i   s   e   r    P

Temperatura en °C

Refrigerantes: presiones de vapor    r   a    b   n   e   r   o   p   a   v   e    d   n    ó    i   s   e   r    P

Temperatura en °C

Regla de refrigerante

Manómetro

Punto de ebullición del agua    a    r    u     t    a    r    e    p    m    e      T

Líquido

120 C

2 bar

100 C

1 bar

Vapor

Líquido + Vapor 80 C

0.47 bar

Calor  Entalpia

Diagrama de fases Refrigerantes   n 6.2 bar = 160 ºC    ó    i   s   s   e   r    P

2 bar = 120 ºC Liquido

Liquido + Vapor 

Vapor  Q

0.47 bar = 80ºC 1 bar = 100 ºC

Refrigerantes: diagrama de • Diagrama detrabajo Molliere ( diagrama h, log p )  – presión ( p )  – temperatura ( t )  – entalpia ( h o i ) • contenido energetico especifico • calor de evaporación

 – otros valores • entropía, volumen especifico ...

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Diagrama de Molliere

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Diagrama de Molliere

Refrigeration Fundamentals

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Sistema de Refrigeración:  principio • Máquina de refrigeración  – saca calor de una fuente fria (p. e. frigorífico)  – transporta calor a un sumidero caliente (p.e. al ambiente)

Sumidero caliente Ambiente . Q

RM P

 – eleva la temperatura

. Q

 – Necesita un aporte de energía  para el transporte

Fuente fría Refrigeration Fundamentals

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•

Sistema de Refrigeración: flujo de calor  El refrigerador se debe 50

natural heat

mantener a + 5º C

flow

• Flujo natural de calor:  – de calor a frío  – desde el ambiente al frigorífico  – desde el frigorífico al evaporador   – desde el condensador al ambiente

   C    °   n 25    i   e   r   u    t   a   r   e   p   m 0   e    t

• Máquina de refrigeración -25    t

 – bombea calor   – del evaporador al condensador 

  r   o    t   a   r   o   p   a   v   e

  e   g    d    i   r    f

  n   e    i    b   m   a

   t   n   e    i    b   m   a

  r   e   s   n   e    d   n   o   c

Refrigeration Fundamentals

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Sistema de refrigeración: proceso

• evaporador ( 1 )  – baja temperatura

. Q

 – baja presión

• condensador ( 2 )

2

 – alta temperatura  – alta presión

P

3

• tubo capilar ( 3 )  – “estrangulación”

4

 – mantiene la diferencia de presión

• compresor ( 4 )  – bombeo de refrigeración

. Q

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1 20

Sistema de refrigeración sencillo Lado de alta presión

Lado de baja presión

Compresor  Evaporador 

Condensador 

Sistema expansor 

Sistema de refrigeración sencillo Condensador 

Válvula expansión

Cede calor al ambiente

 Aumenta la presión

Enfria el aire / agua Compresor 

Reduce presión

Evaporador 

Ciclo refrigeración Recipiente

Condensador

     n        ó        i      s      e      r       P

Compresor

Entalpia

Evaporador