SISTEMAS DE REFRIGERACION La Refri efrige gera raci ción ón es una una técn técnic ica a que que se ha desa desarrrolla ollado do co con n el transcurso del tiempo y el avance de la civilización; como resultado de las necesidades que la misma sociedad presenta a medida que avanza la tecnología y la invención en difer ere entes campos, contribuyendo a elevar el nivel de vida de las personas. La base sobre la que se fabrican nuevas sustancias y materiales la suministra la cien cienci cia, a, siend iendo o un tem ema a muy muy int inter eres esan ante te la selec elecci ción ón de los los refri efrige gera rant ntes es,, por por dos dos razo razone ness prin princip cipal ales es en prim primer er luga lugar, r, los los par!metros de operación que alcanza cada uno de ellos, esto es presión y temperatura de evaporación y condensación y en segundo lugar la contribución a la destrucción de la capa de "zono logrando aumentar el calentamiento global. Las aplicaciones de la Refrigeración son muy numerosas, siendo una de las m!s comunes la conservación de alimentos, acondicionamiento ambiental, enfriamiento de equipos y #ltimamente en los desarrollos tecnológicos de avanzada en el !rea de los ordenadores. ordenadores. La diversidad de equipos empleados para refrigeración ión y acondicionamiento de aire es muy grande, y su funcionamiento se a$usta a$usta,, en términ términos os genera generales les,, a cierto ciertoss proce procesos sos termod termodin! in!mic micos os tales tales como como evapor evaporació ación, n, compr compresió esión, n, conden condensac sación ión y e%pan e%pansió sión. n. &ada &ada sis sistem tema a tiene tiene sus caract caracterí erísti sticas cas partic particula ulare res. s. &a &ada da tipo tipo de comp co mprres esor or oper opera a se seg# g#n n dist distin into toss me meca cani nism smos os de co comp mprres esió ión n 'alternativos, rotativos, helicoidales, entre otros(. &ada dispositivo de control est! dise)ado para mantener alg#n par!metro de funcionamiento de un equipo entre deter erm minados límites, principalmente temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre otros fenómenos que se desea controlar. *lgunos sistemas logran eliminar el uso de compresores valiéndose de procesos de absorción, pero a su vez requieren de fuentes e%ternas directa e indirecta, como por e$emplo energía eléctrica, gas natural, vapor de agua o calor res esid idua ual. l. *sí *sí pues pues,, la se sele lecc cció ión n de sist sistem emas as de Refri efrige gera raci ción ón,, dependen en gran medida de cuanta carga térmica se desea e%traer, del tipo de instalación que se requiere y del costo tanto inicial como de mantenimiento.
BASES CONCEPTUALES PREVIAS: •
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&alor +s una forma de energía 'térmica(, generada por el movimiento molecular en la materia, esta energía se transere por una diferencia de temperatura. &alor latente La palabra latente se deriva del vocablo latino 'latin latens; de latere, estar escondido( que signica escondido. -or lo cual se trat trata a de un ca calo lorr es esco cond ndid ido, o, que que no lo pued puede e regis egistr trar ar un term termóm ómetr etro o ni se pued puede e se sent ntir ir.. ambié ambién n se deno denomi mina na co como mo la cantidad de calor absorbida o desprendida por un mol, o una unidad
de masa de una sustancia, durante un cambio de estado a temperatura y presión constantes. +n este caso estamos en presencia de un cambio de humedad en la sustancia. •
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/rio +s un término relativo que describe el nivel ba$o de energía o temperatura, de un ob$eto o !rea en comparación con un nivel de energía o temperatura conocido. 0n e$emplo de lo relativo es que una persona que viviera en el 1rtico diría que un ambiente que esté a una temperatura de 234& es caliente, pero para una persona en el +cuador sería fría. emperatura +s solo una indicación de la intensidad o grado de calor de una sustancia u ob$eto, por e$emplo, dos trozos de cobre uno de un 5ilogramo y otro de cincuenta 5ilogramos, indicar!n la misma temperatura independiente de la masa de cada trozo. &alor especico +s la capacidad de un cuerpo para absorber calor. Refrigeración +s la transferencia de calor de regiones de temperatura inferior a regiones de temperatura m!s altas. Refrigerantes 6on los 7uidos de traba$o utilizados en los ciclos de refrigeración, que tienen la característica principal de evaporarse a ba$as presiones y temperaturas y condensarse a altas presiones y temperaturas y son capaces de absorber calor de un ambiente. *ire atmosférico +st! compuesto de gases que constituyen el aire seco y vapor de agua en cantidades variables. -ara propósitos pr!cticos se considera el aire seco constituido por 89: de nitrógeno y 2: de o%igeno, por unidad de volumen. +l vapor de agua se encuentra siempre presente en el aire atmosférico en condiciones de saturado o sobrecalentado, y no obstante que su peso promedio es menor que el <: del peso del aire atmosférico, su in7uencia con el confort humano es bastante signicativa.
PRINCIPALES CAMPOS REFRIGERACIÓN •
DE
APLICACIÓN
DE
LA
Refrigeración doméstica =entro de este sistema se destacan las neveras, diversas combinaciones de nevera > congelador y congeladores. Las neveras y congeladores de mayor precio est!n equipadas con circuitos para su descongelamiento autom!tico, mientras que las combinaciones nevera?congelador siempre cuentan con este circuito au%iliar. *dem!s, las neveras y combinaciones de nevera?congelador pueden ser equipadas con sistemas autom!ticos fabricadores de hielo y otros dispositivos de confort, tales como puntos dispensadores de agua potable, proveniente de la red e%terna, circuitos de enfriamiento r!pido de productos, controles de funcionamiento sosticados basados en microprocesadores, e incluso interfaz
para cone%ión vía internet con el taller de servicio autorizado para realizar un pre diagnóstico antes del envío técnico de servicio. •
@everas =omésticas -ueden presentarse en dos conguraciones b!sicas una o dos puertas. =esde el punto de vista de comodidad de uso, se ofrecen dos opciones con y sin escarcha. +l tama)o de una nevera se dene en base a la capacidad interna del gabinete, que es igual a su volumen interno, y se e%presa en pies c#bicos 'sistema Anglés( o litros 'sistema internacional( . Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los pie< B 38 lts y llegan hasta los 2 pie< B
agua de deshielo se efect#a a través de un oricio en el piso obstruido por un tapón.
OTROS SISTEMAS DE REFRIGERACION: Los sistemas de refrigeración consisten en ciclos termodin!micos, mediante los cuales es posible tomar un 7u$o de calor de una fuente de ba$a temperatura y traba$o u otra fuente de energía para transmitir calor a un sumidero de mayor temperatura. +l ciclo termodin!mico se realiza utilizando una sustancia de traba$o que se denomina refrigerante, la cual cambia de estado durante el ciclo, permitiendo la transferencia de calor mencionada.
1. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE PROPÓSITO MÚLTIPLE CON UN SOLO COMPRESOR &onsiste en realizar la e%pansión del refrigerante en dos etapas, y en cada una utilizar el efecto frigoríco con distintos propósitos o para distintas temperaturas de refrigeración 2. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
Los sistemas de refrigeración por absorción dieren de los convencionales por compresión de vapor, en el hecho de que la etapa de compresión es reemplazada por procesos generación y absorción. +stos sistemas aprovechan la capacidad de absorción y desorción que tienen ciertas sustancias sobre otras 'por e$emplo agua y amoníaco( para generar el efecto de refrigeración. +l ciclo de absorción funciona así La mezcla de refrigerante y absorbente rica en refrigerante se bombea al generador, donde se calienta para evaporar gran parte del refrigerante, el cual pasa al condensador donde se enfría; el refrigerante sigue su camino por un dispositivo de e%pansión donde pierde presión y en consecuencia es enfriado a#n m!s; luego va al evaporador a ba$a presión, donde el refrigerante absorbe energía térmica del medio e%terno evapor!ndose y logrando el efecto de refrigeración requerido; seguidamente el refrigerante va al absorbedor donde se encuentra con una mezcla rica en absorbente que regresa del generador, allí se mezclan absorbente y refrigerante para ser bombeados una vez m!s al generador. 3. REFRIGERACIÓN POR OTROS SISTEMAS *dem!s de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor y de absorción, en ciertas aplicaciones se utilizan otros métodos para la obtención de ba$as temperaturas, estos métodos se basan en el efecto termoeléctrico o efecto 6eebec5, en la termoac#stica, en el ciclo del aire 'chorro de aire(, del vapor 'chorro de vapor(, etc. •
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Ch!! "# $%&!: -roducen agua fría entre 4& y D4& y tienen aplicación principalmente en procesos donde el producto a tratar se evapora directamente, como concentrados de $ugos naturales o alimentos que se deterioran con el calor. +n este sistema el efecto refrigerante se produce enfriando agua en el evaporador a e%pensas del agua evaporada a ba$a presión, y el incremento de la presión del vapor se logra mediante eyectores Ch!! "# %'!#: &onsiste en generar un chorro de aire comprimido, tangencial a una placa, a velocidades pró%imas a la del sonido; de esta forma se separa el 7u$o en dos corrientes, una interior, que se e%pande y enfría, y una e%terior que se calienta por la disipación de calor del interior. +l enfriamiento del aire interno es el que se aprovecha para refrigerar, con un rendimiento del 2D: de un ciclo de compresión de vapor comparable. 6in embargo es un sistema sencillo y seguro con aplicaciones en sistemas electrónicos principalmente C'()* "# A"*!('+,: +s una alternativa energética utilizada por e$emplo, para el acondicionamiento de aire, donde de usa
un dispositivo deshumidicador que posee desecantes 'en este caso sílica gel, que adsorbe agua(, una recuperador de calor sensible, un calentador y un par de humidicadores
