REFRIGERADORES Y LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA. La Segu Segunda nda ley ley de la ter termodin modinámi ámica ca enun enunci cia a lo sigui siguien ente te:: No es posible que el calor fuya desde un cuerpo río hacia un cuerpo más caliente, sin necesidad de producir ningún trabajo que genere este fujo La ener energí gía a no fuye fuye espo espont ntán ánea eame ment nte e desd desde e un obje objeto to a baja baja temperatura, hacia otro objeto a más alta temperatura !sto se opone al perecto rerigerador Las declaraciones sobre los rerigeradores, se aplican a los acondicionadores de aire y a las bombas de calor, que encarnan los mismos principios
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REFRIGERACI-N. La rerigeraci"n es una de las principales áreas de la termodinámica, es la transerencia de calor de una regi"n de temperatura inerior hacia una de temperatura superior Los dispositi#os que producen rerigeraci"n se llaman rerigeradores y los ciclos en los que operan se llaman ciclos de rerigeraci"n $n sistema de rerigeraci"n comercial comprende cuatro elementos principales: %El refrigerador , llamado comúnmente armario o cámara ría !s el espacio aislado dentro del cual se mantiene una temperatura baja %El evaporador , en cuyo interior se e#apora el fuido rigorígeno, absorbiendo en el rerigerador el calor que procede de los productos que se han de enriar %El grupo compresor , que es la máquina encargada de comprimir los #apores del fuido rigorígeno que procede del e#aporador y que, por la acci"n de compresi"n, permite la condensaci"n del fuido comprimido %El dispositivo de expansión, que regula la cantidad de fuido rigorígeno que ha de admitir el e#aporador
CICLO CONTNUO DE REFRIGERACI-N. & 'egulaci"n !l ciclo de regulaci"n ocurre entre el condensador y el e#aporador, en eecto, el rerigerante líquido entra en el condensador a alta presi"n y a alta temperatura, y se dirige al e#aporador a tra#(s del regulador La presi"n del líquido se reduce a la presi"n de e#aporaci"n cuando el líquido cru)a el regulador, entonces la temperatura de saturaci"n del rerigerante entra en el e#aporador y será en este lugar donde se enría $na parte del líquido se e#apora cuando cru)a el regulador con el objeti#o de bajar la temperatura del rerigerante a la temperatura de e#aporaci"n * !#aporaci"n !l calor penetra en el rerigerador, como ya se ha indicado: a por radiaci"n sobre las paredes e+teriores del rerigerador b por conducci"n, a tra#(s del aislamiento
c por con#ecci"n, transportado por el aire en el interior del rerigerador y aportado por los productos que han de enriarse !sta aportaci"n de calor se eectúa en orma de calor sensible y pro#oca la ebullici"n del líquido rerigerante en el interior del e#aporador, quedando absorbido por el fuido rigorígeno bajo la orma de calor latente de #apori)aci"n - .ompresi"n Los #apores que se han ormado durante la e#aporaci"n son aspirados por el compresor, que los descarga al condensador La cantidad de calor contenida en este #apor aumenta, así como tambi(n su temperatura, por el hecho mismo de la compresi"n La presi"n aumenta al mismo tiempo que la temperatura / .ondensaci"n La temperatura de condensaci"n es superior a la del medio de enriamiento 0aire o agua1 !l #apor comprimido cede el calor que contiene 0marcha siempre del cuerpo más caliente hacia el cuerpo más rio1 y se condensa en el condensador !l líquido se #ierte en el dep"sito de donde sale para iniciar un nue#o ciclo 2 tra#(s de la condensaci"n del fuido rigorígeno el medio de condensaci"n debe absorber 0bajo orma sensible1 el calor latente de condensaci"n correspondiente a la temperatura de condensaci"n del fuido rigorígeno en cuesti"n !l fuido rigorígeno se e+pele a baja presi"n 3or otra parte, los #apores que emite un fuido en su ebullici"n no pueden licuarse si no se mantiene una presi"n ele#ada en el condensador 3or tanto, se tienen dos presiones distintas en un circuito rigorí4co:
%La parte de baja presi"n, que comprende la parte del sistema despu(s de la salida del dispositi#o de e+pansi"n, el e#aporador, la tubería de aspiraci"n y el compresor, justo hasta la #ál#ula de aspiraci"n del mismo %La parte de alta presi"n, desde la #ál#ula de descarga, el condensador, el dep"sito de líquido hasta la entrada de la #ál#ula de e+pansi"n Los cilindros del compresor y la #ál#ula de e+pansi"n son los dos elementos que separan los lados de alta presi"n y baja presi"n de un circuito rigorí4co
FLUIDOS FRIGORGENOS. 2 4n de asegurar una continuidad de ser#icio para las instalaciones e+istentes, los abricantes de fuidos rigorígenos han elaborado me)clas llamadas de transici"n a base de HCFC 0hidroclorofuorocarbono, que contiene cloro cloro pero que no es del todo hal"geno como son: '**, &/*b, &*/1, que tienen una duraci"n de #ida alrededor de #einte a5os, y a #eces de HFC 0hidrofuorocarbono, que no contiene cloro como: *-, -*, &*6, &-/a, &/-a, &6*a1
!stos productos permiten la con#ersi"n del fuido original por un producto con una d(bil acci"n sobre la capa de o)ono $n sistema de rerigeraci"n ormado por el e#aporador la #ál#ula de e+pansi"n el compresor y condensador el motor etc(tera es solamente una unidad mecánica que tiene la 4nalidad de acilitar el cambio de estado de un fuido rigorigeno absorbiendo calor del #apor y e+pulsándolo en el condensador !l fuido rigorigeno es el elemento que cumple esta transerencia !l estudio de las características ísicas de los fuidos rigorigenos que se emplean actualmente en la rerigeraci"n comercial y dom(stica ayuda interpretar mejor la rerigeraci"n en sí $n fuido rigorigeno perecto debe presentar las condiciones siguientes: • •
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.alor latente de e#aporaci"n muy ele#ado 3unto de ebullici"n, a la presi"n atmos(rica y lo su4cientemente bajo habida cuenta de las condiciones de uncionamiento deseadas 0temperatura de e#aporaci"n1 $na baja relaci"n de compresi"n, es decir, una peque5a relaci"n entre las presiones de compresi"n y de aspiraci"n 7ajo #olumen especí4co del #apor saturado que haga posible la utili)aci"n de un compresor y de tuberías de dimensiones reducidas 8emperatura crítica muy alta No debe actuar sobre el lubricante empleado en combinaci"n con el fuido .omposici"n química estable dentro de las condiciones de uncionamiento de la máquina rigorí4ca No debe actuar sobre las partes metálicas que componen el circuito 0como por ejemplo el amoníaco que ataca el cobre1 tampoco sobre las juntas No debe ser infamable ni e+plosi#o en contacto con el aire No debe perjudicar la salud del personal 8ampoco debe actuar sobre los productos que se conser#an 9ebe ser inodoro o con un olor d(bil que no sea desagradable ugas que sean áciles de detectar y de locali)ar por medios #isuales Ninguna a4nidad con la constituci"n de la atm"sera Ser de un coste poco ele#ado y de ácil apro#isionamiento
Ninguna acci"n sobre la capa de o)ono
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Ninguno de los fuidos empleados posee todas estas cualidades
FIC/A T0CNICA DEL REFRIGERANTE 123a. !l gas rerigerante '&-/a es un ;. que sustituye al '&* en instalaciones nue#as, como todos los rerigerantes ;. no da5a la capa de o)ono 8iene una gran estabilidad t(rmica y química, una baja to+icidad y no es infamable, además de tener una e+celente compatibilidad con la mayoría de los materiales !s un líquido incoloro, ininfamable e ine+plosi#o, muy estable a las temperaturas de utili)aci"n Se puede descomponer dentro de un circuito rigorí4co ante condiciones anormales de empleo
Toxicología: producto químicamente inerte, no t"+ico límite de e+posici"n &<<< ppm =>!? ante concentraciones importantes puede causar di4cultades respiratorias y cardíacas unidas a la insu4ciencia de o+ígeno en el aire 0ano+ia1 !n cambio, combinado con un gas infamable, puede dar me)clas que, infamadas conducen a su descomposici"n y a la liberaci"n de los productos t"+icos 0ácido fuorhídrico1 Los eectos son id(nticos ante una llama #i#a o por contacto con super4cies metálicas muy calientes
Detección: no se detecta con una lámpara haloide 9ebe emplearse: • •
$n detector electr"nico adaptado a la detecci"n de fúor La inyecci"n de un tra)ador en el circuito re#elado por rayos ultra#ioleta
>iscibilidad: con ;*@ superior a la del '&* no es miscible, es decir, me)clable con los aceites minerales y alquilbenceno, debiendo utili)arse con aceites poli(steres
4ro$iedades del 123a.
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