1 Curso Conceptos Basico Mecanico-1

7/25/2019 1 Curso Conceptos Basico Mecanico-1

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MAYEKAWA DE MEXICO

S.A. DE C.V.



PRINCIPIOSPRINCIPIOS

BASICOSBASICOS

DEDE

REFRIGERACIONREFRIGERACION



PRESENTACION

MAYEKAWA DE MÈXICO S. A. DE C. V., como firma

de Ingeniería dedicada al Diseño y fabricación de

Sistemas de Refrigeración Industrial para su

aplicación en los ramos Alimenticio, Bebidas,

Procesos uímicos y Acondicionamiento Industrial

tiene como ob!eti"o fundamental la satisfacción de

las necesidades de cada cliente #ue nos distinguen

con el inter$s en nuestros productos y ser"icios. Por

tal moti"o se complace en presentar el curso

%Principios B&sicos de Refrigeración', concebido

especialmente para todas a#uellas personas

relacionadas con el tema.

(n este curso trataremos #ue todo el personal de

)*+I-, #ue esta relacionada con el sistema de

refrigeración tenga los conocimientos teóricos y

pr&cticos re#ueridos del sistema y de sus

componentes, con el fin de #ue este sea operadoadecuadamente.



TEMARIOTEMARIO

II. INTRODUCCION. INTRODUCCION

1. Signifcado de rerigeración.2. Clasifcación de los rocesos.!. Clasifcación de las alicaciones.". Defniciones #er$odin%$icas.&. '(#odos de #ranserencia de calor.). '(#odos rerigeración

IIII..

REFRIGERANTESREFRIGERANTES

1. Defnición de rerigeran#e2. Eec#o rerigeran#e!. Proiedades *sicas". Rerigeran#es $%s co$+nes en la ind+s#ria

, s+ eec#o en el $edio a$-ien#e&. Cri#erios e$leados ara seleccionar el rerig

IIIIII.. REFRIGERACIÓN MECANICA POR COMPRESIONREFRIGERACIÓN MECANICA POR COMPRESION

1. er$odin%$ica del ciclo.2. Co$or#a$ien#o del rerigeran#e den#ro del c!. Proceso en el disosi#i/o de con#rol de 0+o". El roceso del e/aorador

&. El roceso del co$resor) El roceso en el condensador

IVIV.. COMPONENTES ADICIONALES AL CICLOCOMPONENTES ADICIONALES AL CICLO



I. INTRODUCCIONI. INTRODUCCION



1. SIGNIFICADO DE1. SIGNIFICADO DE

REFRIGERACIÓNREFRIGERACIÓN..

Se entiende por refrigeración al con!unto de

t$cnicas de la Ingeniería mec&nica #ue se

utilian para ba!ar la temperatura de unsustancia con respecto al ambiente #ue lo

rodea.

Por lo tanto el t$rmino refrigeración implica en

general el concepto de eliminar calor a una

sustancia, sin especificar el rango detemperaturas en el cual se traba!a.

-a finalidad de lo anterior es muy "ariada y "a

desde conser"ar un producto /asta llegar a un

proceso.



2.2. CLASIFICACIÓN DE LOSCLASIFICACIÓN DE LOS

PROCESOS.PROCESOS.

os rocesos de rerigeración seclasifcan en " gr+os 3+e son 4

A) ENFRIAMIENTO. Los sistemas de enfriamientooperan normalmente entre temperaturas ue !andesde "#$ %C &asta "' %C.

() REFRIERACI*N. Los ni!eles de temperatura deeste pro+eso +omprenden !alores entre "' %+ &asta

apro,imadamente los -# %C.

C) CONELACION. Este pro+eso opera entre -# %C / los-01%C.

D) CRIOENIA. Es un pro+eso ue opera desde -01 %C

&asta !alores +er+anos al +ero a2soluto.



3.3. CLASIFICACION DE LASCLASIFICACION DE LAS

APLICACIONESAPLICACIONES

En la ac#+alidad e5is#en & #ios de alicaciónde la rerigeración6 los c+ales son4

A) REFRIERACI*N DOME3TICA. Este +ampo esta limitadoprin+ipalmente a refri4eradores / +on4eladores +aseros.3in em2ar4o5 de2ido a la 4ran +antidad de unidades en

ser!i+io5 esta representa una parte mu/ si4nifi+ati!a de larefri4era+i6n industrial.

() REFRIERACI*N COMERCIAL. 3e refiere al dise7o5instala+i6n / mantenimiento de unidades de refri4era+i6ndel tipo ue se tienen en esta2le+imientos +omer+iales5

+on el fin de mostrar produ+tos pere+ederos para su!enta al menudeo5 restaurantes5 e institu+iones5 +on losmismos fines ue en el &o4ar.

C) REFRIERACI*N INDU3TRIAL. Mu/ similar a la+omer+ial5 in+luso la di!isi6n no es +lara5 una re4la

4eneral es ue en las instala+iones industriales son dema/or tama7o / por +onsi4uiente de ma/or +apa+idad.



3.3. CLASIFICACION DE LASCLASIFICACION DE LAS

APLICACIONESAPLICACIONES

D) REFRIERACI*N MARINA 8 TRAN39ORTACION. A !e+es se+onsidera a la refri4era+i6n apli+ada al transporte +omouna +ate4or:a a parte5 de2ida ue una parte +ae dentro de loue es refri4era+i6n +omer+ial / otra en industrial5 pero +on

el 4ran +re+imiento de ;sta se &a +onsiderado +omo otra+lasifi+a+i6n5 ue desde lue4o esta referida a latransporta+i6n de produ+tos ue se tienen a 2ordo de2ar+os.

E) ACONDICIONAMIENTO DE AIRE. Como su nom2re lo indi+a5

+on+ierne +on la +ondi+i6n del aire en al4una <rea 6 espa+iodesi4nado. 9or lo 4eneral esto in!olu+ra no solo +ontrol detemperatura5 sino tam2i;n de la &umedad / el mo!imiento

de aire in+lu/;ndose la limpie=a de ;ste. La apli+a+i6n4eneralmente es para +onfort 6 para uso industrial.



0. DEFINICIONE3 TERMODINAMICA30. DEFINICIONE3 TERMODINAMICA3

TERMODINAMICA.TERMODINAMICA.Es una rama de la +ien+ia ue +omprende el estudio de las

transforma+iones de ener4:a / las rela+iones entre las diferentespropiedades f:si+as de las sustan+ias ue sufren esastransforma+iones.

CALOR.CALOR.3e4>n la teor:a mole+ular / +in;ti+a5 el +alor es la +onse+uen+ia de

los mo!imientos in+esantes de las mol;+ulas5 las +uales5 en elseno de la materia5 se entre+&o+an +onstantemente. As: +uandoma/or es la ener4:a +in;ti+a de las mol;+ulas ma/or es tam2i;n la!iolen+ia del +&oue manifest<ndose en una ele!a+i6n detemperatura.

Calor es fre+uentemente definido +omo ener4:a en tr<nsitopor ue nun+a se mantiene est<ti+a5 /a ue siempre est<transmiti;ndose de los +uerpos +<lidos a los +uerpos fr:os.

En t;rminos 4enerales5 +alor es una forma de ener4:a uepuede transformarse en otras formas de ener4:a5 / ue es

transferida de un +uerpo o sistema &asta otro de2ido solo a unadiferen+ia de temperaturas entre los dos.

CALOR 3EN3I(LE.CALOR 3EN3I(LE.El +alor sensi2le se define +omo el +alor ue pro!o+a +am2io detemperatura en una sustan+ia. Este +alor puede per+i2irse por

medio de los sentidos por lo ue tam2i;n se le denomina CalorManifiesto o re+ono+i2le.



CALOR LATENTE.CALOR LATENTE.El +alor latente se define +omo el +alor ne+esario para+am2iar el estado f:si+o de una sustan+ia ? s6lida a l:uida5s6lida a !apor 6 l:uido a !apor )5 sin ue se manifiesten+am2ios en la temperatura. La pala2ra latente si4nifi+a@o+ulto5 lo ue uiere de+ir ue este +alor no es per+i2idopor los sentidos.

CALOR E39ECIFICO.CALOR E39ECIFICO.El +alor espe+:fi+o de una sustan+ia es su +apa+idad relati!ade a2sor2er +alor tomando5 / se define +omo la +antidad de+alor ne+esario para ele!ar la temperatura de un Bilo4ramo de+ualuier sustan+ia un 4rado +ent:4rado.

ENTAL9IA 8 ENTRO9IA.ENTAL9IA 8 ENTRO9IA.a entalpía es +om>n denominarla en la industria

de la refri4era+i6n +on la frase @+ontenido de +alor.?Estri+tamente &a2lando5 el +alor se4>n &emos !isto es unaforma de ener4:a ue entra o sale de un +uerpo / la entalp:a o+ontenido de +alor es una forma de ener4:a alma+enada en un+uerpo).

a entropía es una propiedad f:si+a de lassustan+ias rela+ionada +on la utili=a+i6n / la +onser!a+i6n dela ener4:a5 3e define +omo la rela+i6n entre el +alor a4re4adoa una sustan+ia / la temperatura a la +ual se a4re4a. Esimportante +omprender ue la entrop:a es una medida de laener4:a ue no esta disponi2le para reali=ar tra2ao.



TEM9ERATURA.TEM9ERATURA.

La temperatura de un sistema es una medida del mo!imientoaleatorio de las mol;+ulas tam2i;n se define +omo el estadot;rmi+o de un +uerpo +onsiderado +on referen+ia a su+apa+idad de transmitir +alor a otro +uerpo5 / en t;rminos4enerales se define +omo una medida del ni!el t;rmi+o de un+uerpo. Es importante distin4uir entre temperatura / entalp:a?+ontenido de +alor ). Cuando se le a4re4a +alor a un +uerpose ele!a su temperatura5 pero la entalp:a total o +ontenido de+alor de un +uerpo depende de la masa del mismo5 as: +omode su temperatura.

TEM9ERATURA DE (UL(O 3ECO.TEM9ERATURA DE (UL(O 3ECO.

Es la temperatura de la atm6sfera5 tam2i;n llamadatemperatura ordinaria5 se refiere a la temperatura de uname=+la 4as!apor ue se lee en un term6metro se+o demer+urio.

TEM9ERATURA DE (UL(O UMEDO.TEM9ERATURA DE (UL(O UMEDO.

Es una temperatura a la +ual el a4ua ?o el &ielo)5 pore!apora+i6n de una me=+la de aire!apor5 &a+e ue la me=+laal+an+e la satura+i6n a la misma temperatura en un pro+esode fluo en r;4imen permanente5 en ausen+ia de transferen+iade +alor del e,terior.



CONDUCTIVIDAD TERMICA 8 RE3I3TENCIA TERMICA.CONDUCTIVIDAD TERMICA 8 RE3I3TENCIA TERMICA.

La +ondu+ti!idad t;rmi+a de un material es el re+:pro+o de suresisten+ia. 3e puede pensar en la +ondu+ti!idad t;rmi+a +omo la+apa+idad de un material para transmitir +alor5 el si4nifi+ado+ontrario a la resisten+ia.

La +ondu+tan+ia t;rmi+a de la +apa del aire ad/a+ente a unasuperfi+ie se llama tam2i;n +oefi+iente de pel:+ula ?G+al.Hm'&r%)

DIARAMA DE 9RE3IONENTAL9IA.DIARAMA DE 9RE3IONENTAL9IA.

El dia4rama es una 4r<fi+a ue resulta de los datos +ontenidos enlas ta2las termodin<mi+as del refri4erante en estudio para +ada tipo

de refri4erante e,iste un dia4rama de Molliere / en ellos se muestranlos tres estados f:si+os diferentes5 las l:neas de frontera +on!er4enal aumentar la presi6n / finalmente se untan en el punto +riti+o5 el+ual representa la +ondi+i6n l:mite para la e,isten+ia de refri4erantel:uido. A temperaturas ma/ores ue la +riti+a el refri4erante puedee,istir solo en la fase 4aseosa.Estos par<metros se espe+ifi+an por una !ariedad de l:neas 4u:as

para &a+er los +<l+ulos reueridos para el fun+ionamiento de uneuipo de refri4era+i6n.



DIAGRA'A PRESION ENAPIA O DIAGRA'A DE 'O



CONDICION SATURADA, SUBENFRIADA, SOBRECALENTADA YCONDICION SATURADA, SUBENFRIADA, SOBRECALENTADA YCALIDAD.CALIDAD.

El vapor saturado es vapor a la temperatura de ebull!"#. Cua#do

la temperatura del vapor es superor a su temperatura de satura!"#$pu#to de ebull!"#%, se llama vapor sobre!ale#tado. Cua#do latemperatura del l&'udo es #(eror a su temperatura de satura!"# sellama l&'udo sube#(rado, la !aldad es el por!e#ta)e de masa de vapor e#u#a me*!la L&'udo vapor.

+OLUEN ES-ECIFICO Y DENSIDAD.+OLUEN ES-ECIFICO Y DENSIDAD.

El volume# espe!(!o de u#a susta#!a se de(#e !omo el #merode metros !b!os por u# /lo0ramo de esta susta#!a. E# otras palabrases el volume# por u#dad de masa de u#a susta#!a o be# es el re!&pro!ode la de#sdad. La de#sdad de u#a susta#!a se de(#e !omo el peso poru#dad de volume# 1 se e2presa #ormalme#te e# 3lo0ramos por metro!b!o.

TONELADA AERICANA DE REFRI4ERACI5N.TONELADA AERICANA DE REFRI4ERACI5N.

La to#elada de re(r0era!"# puede de(#rse !omo la !a#tdad de!alor absorbda para la (us"# de u#a to#elada de 6elo s"ldo puro e# 786oras. -uesto 'ue el !alor late#te de (us"# de u#a lbra de 6elo es 988

BTU, el !alor late#te de u#a to#elada $7::: lbras% de 6elo ser; 988 27:::, o sea 7<< ::: BTU por 78 6oras. -ara obte#er el !alor por 6ora es#e!esaro dvdr e#tre las 78 6oras lo !ual da la !a#tdad de 97 ::: BTU =6ora, 'ue re!be el #ombre de >to#elada de re(r0era!"#?.

-uesto 'ue el !alor late#te del 6elo e# el sstema m@tr!o es de <:/lo!alor&as 1 'ue u#a to#elada amer!a#a es 0ual a :.9< /los, lato#elada de re(r0era!"# es 0ual a <: 2 :.9< o sea 7. /lo

!alor&as por 78 6oras, o sea :78 /lo !alor&as por 6ora.



5. METODOS DE TRANSFERENCIA DE

CALOR

CODUCCION.El +alor se transfiere a tra!;s de una sustan+ia5 sin uee,ista nin4>n mo!imiento de la misma.

CONVECCION.El +alor se transfiere mediante el mo!imiento de unfluido5 /a sea un l:uido o un 4as.

RADIACION.

El +alor se transfiere al i4ual ue la lu=5 sin +ontar +onnin4>n !e&:+ulo.



. METODO3 DE REFRIERACION

#) M;todo de refri4era+i6n +on apro!e+&amiento del +alor de fusi6nutili=ando el &ielo.

') M;todo de refri4era+i6n +on apro!e+&amiento del +alor dee!apora+i6n utili=ando el sistema de refri4era+i6n natural

J) M;todo de refri4era+i6n +on apro!e+&amiento del +alor de desu2lima+i6n utili=ando el &ielo se+o.

0) M;todo de refri4era+i6n +on apro!e+&amiento del efe+to 9eltreutili=ando refri4era+i6n por termopares.

$) M;todo de Refri4era+i6n por a2sor+i6n5

) M;todo de Refri4era+i6n Me+<ni+a por +ompresi6n de !apores

DIVER3O3 3I3TEMA3 DE REFRIERACION (A3ADO3 EN LACOM9RE3ION DE VA9ORE3

El tipo de sistema de refri4era+i6n se define por el tipo dee!aporador ue se emplea. En t;rminos 4enerales los sistemas mas

+omunes son los si4uientes.

#) 3istema tipo inundado') 3istema de tipo e,pansi6n dire+ta J) 3istema indire+to



II.II. REFRIERANTE3REFRIERANTE3



#. DEFINICION DE REFRIERANTE

Es +ualuier sustan+ia5 +omo lo es el &ielo5 el a4ua5 el aire5 lasalmuera5 et+. Las +uales tienen la +apa+idad dea2sor2er / +eder +alor +on 4ran fa+ilidad. En este tema&a2laremos solamente de auellos ue se puedanadaptar a la refri4era+i6n me+<ni+a.

Como la refri4era+i6n me+<ni+a se 2asa en la e!apora+i6n / lasu2se+uente +ondensa+i6n del fluido para a2sor2er /disipar el +alor5 el refri4erante de2e poseer tales+ara+ter:sti+as f:si+as para ue se pueda repetir en ella latransforma+i6n de l:uido en 4as / de 4as en l:uido.

3e reuiere tam2i;n ue las transforma+iones se reali+en a latemperatura ade+uada para los diferentes ser!i+ios5 / ala presi6n +on!eniente / ade+uada a la e+onom:a5 dise7o5+onstru++i6n / opera+i6n de los euipos.

Adem<s de las +ara+ter:sti+as f:si+as5 se de2en tomar en+uenta otros fa+tores +omo sonK las propiedadestermodin<mi+as5 u:mi+as de se4uridad5 e+on6mi+as5et+.



CO7

Earth

Freon

Ultra volet

Space

Earth

Ozone

Global Env!on"#n$ I%%&#%Global Env!on"#n$ I%%&#%

REDUCCION DE LA CA9A DE OONOLa +apa de o=ono esta siendo destruida. En 4ranmedida por el uso de refri4erantes CFC5 CFC.

E,isten 4randes <reas en la atm6sfera +arentes denuestro filtro natural ue nos prote4e de la a++i6nde los ra/os ultra !ioleta so2re la superfi+ie de latierra.

Como resultado el in+remento en los +asos de+<n+er de piel5 el in+remento en la de2ilidad a lasinmuni=a+iones / la 2aa produ++i6n en los +amposde +ulti!o.

Es nuestra responsa2ilidad detener el uso de estosprodu+tos +reados por el &om2re.

CALENTAMIENTO LO(ALEl uso de los +om2usti2les f6siles +omo el petr6leo5el +ar26n / la tala inmoderada de los 2osues5 &adado +omo resultado el in+remento en los ni!elesde CO'5 NO5 3O en la atm6sfera. 8 por lo tanto unele!ado en la atm6sfera / la produ++i6n de llu!ias<+idas.

El +alentamiento 4lo2al es +ausado tam2i;n por los

refri4erantes CFC / CFC.Esta pronosti+ado +on esto el in+remento de latemperatura de $%F por a7o. Esto esta pro!o+andopues5 ue el ni!el del mar este por arri2a de '.# ft.

Tam2i;n nos +orresponde redu+ir la forma+i6n de4ases o,idados apro!e+&ando meor la ener4:ael;+tri+a +reada +on el +om2usti2le f6sil.



Alternative Refrigerants(Non-regulated) Regulated

R717

Ammonia

R290

Propane R134a R407C R404A R507A R410A R22 R502

ODP (Ozone Depletion) 0 0 0 0 0 0 0.055 0.33

GWP (Global Warming) (100year) 3 1300 1500 3300 3300 1700 1700 500

ASHRAE SAFET GRO!P !2 A3 A1 A1"A1 A1"A1 A1 A1"A1 A1 A1

#e$%.&lide - - - 5.0' 0.34 0.04 0.0 - 0.01

#C"#

40"0C

(104"32)

"apa#ity *+,al"$3

Po$er *+,al"$3

"OP

''4

153

5.7'

4

123

5.40

495

90

5.51

7''

147

5.35

'00

159

5.03

'07

12

4.97

1193

221

5.40

795

143

5.55

74'

149

5.01

#eore

ti,al

Refrig

C/,le#C"#

40"-20C(104"-4)

"apa#ity *+,al"$3

Po$eer *+,al"$3 "OP

401

1223.2'

322

1073.02

213

93.09

35

11'3.01

3'

1342.75

371

1372.70

57

1903.04

3'3

1213.17

353

12'2.7

Sat%rate& Pre''%re

*+g",$2A

-0C

-40C

-20C

0C

20C

40C

0C

0. 22

0.73

1. 94

4.3'

'.74

15.'

2.

0.43

1.13

2.49

4.'4

'.55

14.00

21.0

0.1

0.52

1.35

2.9'

5.'3

10.3'

17.19

0.3

1.05

2.52

5.24

9.7'

1.'0

27.09

0.51

1.3'

3.12

.19

11.13

1'.53

29.02

0.53

1.43

3.23

.3'

11.45

19.00

29.'

0.5

1.7'

4.07

'.13

14.9

24.54

3'.57

0.3'

1.07

2.50

5.0'

9.29

15.'

24.'2

0.50

1.33

2.9

5.'2

10.39

17.21

2.92

REFRIGERANES



Refri4erant OD9 9

CFC'' 1.1$$ #11

CFC#'J 1.1' PJ

FCJ' 1 $$1

FC'J 1 #'111

FC#'$ 1 J011

FC#J0a 1 #J11

R010A 1 J1

R01C 1 #$1

R0#1A 1 #P1

R$1A 1 J$1

Ammonia ?R#) 1 Q#

9ropane ?R'P1) 1 J

CO' ?R00) 1 #

9rop/lene ?R#'1) 1 J

Et&ane ?R#1) 1 J

Air ?R'P) 1 1

3team ?R#) 1 1

ODP Y GWPs de variosrefrigerantes

7CFC7CFC

7FC7FC

Rerigeran#es

Na#+rales



Refri4erant OD9 93afet/+lass

CO9ratio

Cap.ratio

9res.?9d)Mpa

Temp.?Td )℃

R'' 1.1$$ #11 A# # # #.$J $.$

R#J0a 1 #J11 A# 1.PP 1.P# #.1' 00.$

R010A 1 J1 A#HA# 1.P 1. #.J 00.

R01C 1 #$1 A#HA# 1.PP 1.PP #.0 $J.

R0#1A 1 #P1 A#HA# 1.PJ #.1 '.0# $.'

R$1 1 J$1 A# 1. 1.$ #. 00.0

Ammonia ?NJ) 1 Q# (' #.10 .P1 #.$$ PJ.J

9ropane ?R'P1) 1 J AJ 1.P #.# #.J 00.'

Iso2utane ?R11a) 1 J AJ #.1# #. 1.$J 01.1

CO' ?R00) 1 # A# 1.J 1.$ P.1 '.1

Sae#, Gro+4 A4 o8 B4 7ig9 #o5ici#, 14 In0a$$a-le 2 4Slig9#l, !4Fla$$a-le

Características de Refrigerantesalternativos y natrales



Rangos de te!peratra deoperaci"n y Conveniencia de los

refrigerantes natrales

R# R00 R'P1 R#'1 R#1 R'P

% C % C NJ CO' CJ3 CJ C' AIRE

1 #1 REFRIERADOR F F F F G G F F G

'$ J$ REFRIERADOR F F F F G G F H G

J$ 0$ FREEER F F F F G G F G G

0$ $$ FREEER DR8 H H H H H H H G H

1 1 ATUN G G G G F F G G F

JJ $ 0' 0 #P0J 0 $'. '

# '$ NO '0 #1.J '.J P$ J.J #'.$ NO NO NO NO

(' A# AJ AJ AJ A# A#HA# A#HA# A#

Q# # 1 J$1 #J1 #'111

REFRIERANTE3

ALTERNATIVO3

A9LICACI*N

TEM9.

CAMARA

TEM9.

EVA9

REFRIERANTE3 NATURALE3

9

?#11 AO3)

R010a R0#1a R'J

J

LIMITE (ASO DE FLAMA(ILIDAD

?)

RU9O DE 3EURIDAD

?E3TNDAR J0 A3RAE)

9UNTO DE E(ULLICION ?%C)

:; OPI'O< =; NO OPI'O< >;CAS?A



'. EFECTO REFRIERANTE

El efe+to de refri4era+i6n de un refri4erante se mide por

la +antidad de +alor ue es +apa= de a2sor2er desde ueentra al e!aporador +omo l:uido5 &asta ue sale +omo

!apor.9or lo tanto5 los l:uidos ue poseen un alto +alor latente dee!apora+i6n poseen un 2uen efe+to refri4era+i6n.3e puede de+ir5 por lo anterior5 ue el efe+to de refri4era+i6n

es la diferen+ia entre +alor ue +ontienen el l:uido / el +alor+ontenido en el !apor despu;s de pasar por el e!aporador.

J. 9RO9IEDADE3 FI3ICA3 DEL REFRIERANTE.J. 9RO9IEDADE3 FI3ICA3 DEL REFRIERANTE.

a) 9unto de e2ulli+i6n.2) 9unto de +on4ela+i6n.+) Volumen espe+:fi+o.d) Densidade) 9resi6n +r:ti+a.

f) Temperatura +r:ti+a.4) Calor latente de e!apora+i6n.&) Mis+i2ilidad.i) Dete++i6n de fu4as.



0. REFRIERANTE3 M3COMUNE3 EN LA INDU3TRIA .



&. CRIERIOS E'PEADOS PARA ASEECCI@N DE REFRIGERANE

#. Efe+to Refri4erante

'. Costo

J. Disponi2ilidad

0. Flama2ilidad

$. To,i+idad

. Densidad

. Vis+osidad

. 9unto de E2ulli+i6nP. 9unto de +on4elamiento



III. REFRIERACI*N MECANICAIII. REFRIERACI*N MECANICA

9OR COM9RE3ION DE VA9ORE39OR COM9RE3ION DE VA9ORE3



1. ER'ODINA'ICA DE CICO

El fnciona!iento del siste!a de refrigeraci"n sedeter!ina e#a!inando s cicloter!odin$!ico%

Este ciclo esta representado por la serie co!pletade procesos o ca!&ios físicos 'e e#peri!enta

el refrigerante en el siste!a%

En cada co!ponente del e'ipo ca!&ian algnaspropiedades físicas del refrigerante( esto es)ca!&ian las condiciones%

Estos ca!&ios se conocen con el no!&re deprocesos) de&ido a 'e el refrigerante circlaen n circito cerrado) a la serie de ca!&ios sele lla!a ciclo% Esto es) cando el refrigeranteretorna al !is!o lgar en el siste!a) reco&rata!&i*n la !is!a condici"n física%

+ esta sitaci"n se le aplica el no!&re deoperaci"n de estado nifor!e%

El refrigerante ,ye en n r*gi!en constante) yss propiedades en cal'ier pnto sonsie!pre las !is!as%



2. CO'PORA'IENO DEREFRIGERANE DENRO DE CICO

(l ciclo de refrigeración por compresión consiste en

efectuar la refrigeración apro"ec/ando el calor #ue se generaal e"aporarse un refrigerante lí#uido, frío y a ba!a presión.

Para poder e0plicar el comportamiento del refrigerante

en el ciclo, lo representaremos en el diagrama de presión1

entalpía del refrigerante, en el cual se indica la ubicación de

cada proceso en la figura 234

(l ciclo consiste de cuatro procesos #ue identificaremos

como A1B, B15, 51D y D1A.

(stos procesos son como sigue6

-ínea Proceso 7ermodin&mico (#uipo en

donde ocurre

A1B (ntalpía constante Dispositi"o de

control de flu!o

B15 Presión constante ("aporador

51D (ntropía constante 5ompresor

D1A Presión constante 5ondensador



!. PROCESO EN E DISPOSIIO DE CONRODE F?O A?AS DE E=PANSION

El pu#to >A? represe#ta la !o#d!"# del re(r0era#te 'ue sale del!o#de#sador 1 e#tra al dspostvo de !o#trol de (lu)o, puesto 'ue se supo#e 'ue

#o te#e# lu0ar !ambos de !alor e# la tuber&a. El re(r0era#te sale del!o#de#sador 1 e#tra al dspostvo de !o#trol de (lu)o !omo u# l&'udo saturado ala temperatura de !o#de#sa!"#.

Cua#do el re(r0era#te (lu1e a trav@s de la restr!!"# e# el dspostvo de!o#trol de (lu)o, su pres"# !ae sbtame#te 6asta la pres"# del lado de ba)a, e#>B?. A este pro!eso a ve!es se le llama estra#0ula!"# o e2pa#s"#, Debdo a 'ueel re(r0era#te (lu1e !o# 0ra# rapd@* 1 a 'ue el dspostvo de !o#trol de (lu)o te#eu#a super(!e mu1 pe'uea, #o e2ste pr;!t!ame#te #ter!ambo al0u#o de !alore#tre el re(r0era#te 1 el medo !r!u#da#te.

-uesto 'ue #o 6a1 tra#s(ere#!a de !alor de o 6a!a el re(r0era#te, #o!amba su e#talp&a.

La l&#ea AB, del pro!eso, es por lo ta#to u#a l&#ea vert!al 'ue ba)a 6asta

la pres"# de evapora!"# $pres"# del lado de ba)a%, !orrespo#de#te a latemperatura de evapora!"#. Esta pres"# es la pres"# de satura!"#.

El re(r0era#te 'ue e#tra al dspostvo de !o#trol de (lu)o es u# l&'udosaturado a u#a temperatura relatvame#te alta. A la salda del dspostvo see#!ue#tra a u#a ba)a temperatura, 1 es u#a me*!la de l&'udo 1 vapor $pu#to B%.Como el re(r0era#te #o !ede ##0# !alor al medo !r!u#da#te 1 te#e la msmae#talp&a se puede pre0u#tar !omo es 'ue se e#(r&a. La respuesta estrba e# el

6e!6o de 'ue u#a parte de l&'udo se evapora debdo a la sbta !a&da de pres"#.El !alor late#te de evapora!"# #e!esaro para 'ue esto o!urra se toma de lapropa me*!la, pro!ede#do as& a su e#(rame#to.



-% E. PROCESO E/ E. E0+POR+DOR

(n el ciclo ideal, la condensación en el punto %B', a la salida del

dispositi"o de control de flu!o se supone #ue es la condición o la entrada del

e"aporador. Se supone así mismo #ue no /ay caída de presión a tra"$s del

e"aporador.

-a carga #ue se debe enfriar est& en una temperatura m&s ele"ada

#ue la del refrigerante en el e"aporador, por consiguiente, el calor fluye a

tra"$s de las paredes de los tubos del e"aporador, de la carga al

refrigerante.

5omo el refrigerante lí#uido en el e"aporador ya se encuentra en un

estado lí#uido saturado, el calor ad#uirido /ace #ue se e"apore cuando

fluye por el e"aporador.

-a línea del proceso B15 en el e"aporador es por consiguiente, una

línea /oriontal 2a presión constante4, y dirigida /acia la derec/a, puesto

#ue el refrigerante gana calor y aumenta entalpía. (l refrigerante sale del

e"aporador como un "apor saturado 2punto 54 en el ciclo ideal figura 8.

(l aumento de entalpía 2/4, del refrigerante en el e"aporador se

conoce como efecto refrigerante 2 E.R. 4

Se le llama efecto refrigerante debido a #ue representa así mismo la

cantidad de calor remo"ido del medio #ue se debe enfriar por cada

9ilogramo de refrigerante #ue fluye.

(.R. : /5 1 /B

Donde6

(.R. : (fecto refrigerante/5 : entalpía del refrigerante a la salida del

e"aporador

/B : entalpía del refrigerante a la entrada del

e"aporador



7IPS D( (+APRADR(S7IPS D( (+APRADR(S

5AS5 ; 7*B5AS5 ; 7*B

DI<*SRDI<*SR

DI<*SR(SDI<*SR(S



&. E PROCESO EN E CO'PRESOR

Se supone #ue en al ciclo ideal no /ay cambios en la línea de succión,

como la caída de presión o el intercambio de calor. Por consiguiente la

condición %5' del refrigerante es igual a la salida del e"aporador, y así mismo la

condición a la entrada del compresor.

(n el proceso ideal de compresión no e0iste intercambio de calor entre

el refrigerante y el medio circundante 2llamado un proceso adiab&tico4, adem&s,

no e0iste fricción.

Se puede demostrar #ue un proceso adiab&tico sin fricción, no /ay

cambio en la entropía del gas, cuando este se comprime. *n proceso a

entropía constante, se conoce tambi$n como un proceso isentrópico.

-a línea 51D del proceso a entropía constante. Se muestra en el

diagrama p-h, de la figura =. Se traa una línea de entropía constante desde el

punto 5, #ue corresponde a la condición a la entrada del compresor, la presión

de descarga a la salida del compresor, es la presión de condensación.

Por lo tanto el punto D, #ue corresponde a la condición de salida del

compresor, se localia en la intersección de las líneas de entropía constante y

de presión de condensación.

5uando se comprime el refrigerante, aumenta su presión, temperatura y

entalpía. (l calor del compresor 2C.C.4 se define como el aumento de entalpía

del refrigerante como resultado de la compresión y es igual al traba!o del

compresor 2 W 4.

W ' C.C. ' (D ) *+Don,#-5.5. : 5alor del compresor.

/D : (ntalpía del refrigerante a la salida del compresor.



COMPRESOR*ERMETICO

COMPRESOR SEMI*ERMETICOCOMPRESOR SEMI*ERMETICO



COMPRESOR ROTATORIO Y CENTRIFUGOCOMPRESOR ROTATORIO Y CENTRIFUGO



). PROCESO EN E CONDENSADOR

Se supone #ue en el ciclo ideal no /ay caída de presión o

intercambio de calor en la línea de descarga del gas caliente. Por

consiguiente, la condición %D' del refrigerante a la salida del compresores tambi$n la condición a la entrada del condensador. Se supone, así

mismo #ue no /ay caída de presión a tra"$s del condensador.

(l proceso del ciclo ideal a tra"$s del condensador es un proceso

a presión constante. donde se remue"e calor del "apor sobrecalentado

#ue entra al condensador para primero reducir su temperatura al punto

de saturación, y luego condensarlo. Se pro"ee con este fin, un fluido de

enfriamiento a una temperatura m&s ba!a #ue la temperatura de

saturación.

(l refrigerante sale del condensador como un lí#uido saturado,

punto A. (n muc/os sistemas, el refrigerante se subenfría toda"ía m&s,

por deba!o de la temperatura de saturación.

-a línea de proceso D1A, en el condensador figura >, es porconsiguiente, una línea /oriontal en el diagrama p-h, dirigida de

derec/a a i#uierda 2remoción de calor4, a la presión del lado de alta

2de condensación4. (l refrigerante /a complementado un ciclo, y se

encuentra en las mismas condiciones #ue cuando se inició el an&lisis.

(l calor rec/aado 2 C.R. 4 se define como la cantidad de calor

remo"ido por ?ilogramo de refrigerante, en el condensador,

5R : /D @ /A.

5omo se "e en la figura >, esto e#ui"ale a la disminución en la

entalpía del refrigerante.



CONDENSADOR POR AIRECONDENSADOR POR AIRE

CONDENSADOR DE A/O ALETADOCONDENSADOR DE A/O ALETADO

IPOS DE CONDENSADORES



CONDENSADOR EVAPORATIVO



ETAPAS DEL CICLO



IV. COM9ONENTE3 ADICIONALE3IV. COM9ONENTE3 ADICIONALE3

AL CICLOAL CICLO



S(PARADR(S D( A5(I7(S(PARADR(S D( A5(I7(

En la opera+i6n de los +ompresores es ne+esariolu2ri+ar las partes m6!iles de la mauina in+luso en las

+<maras de +ompresi6n5 por lo +ual el refri4erante / el a+eitese me=+lan de2ido a la !elo+idad / temperatura +on ue salela me=+la5 es ne+esario enton+es5 tener un sistema uesepare el a+eite para retornarlo al +ompresor.

REFRIERANTEDEL COM9RE3OR

REFRIERANTELI(RE DE ACEITE

ACEITE



()<RIADR(S D( A5(I7(()<RIADR(S D( A5(I7(

El acei#e se es#a recirc+lando en el

co$resor or la -o$-a de acei#el+-ricando las ieas 3+e es#%n encons#an#e roa$ien#o or #an#o la#e$era#+ra del acei#e se ele/a erdiendoas* s+s carac#er*s#icas de /iscosidad ,l+-ricación or lo 3+e se de-e re#irar es#ecalor del acei#e. a #e$era#+ra de es#ede-e es#ar en +n rango de " a && C ,ara enriarlo se +#iliar los sig+ien#es$edios4 aire seren#*n con /en#ilador6ag+a6 rerigeran#e o in,ección direc#a deli3+ido6 es#a a s+ /e /a direc#a a las+cción del co$resor.



R(5IBIDR D( -I*IDR(5IBIDR D( -I*ID

En el reci-idor de li3+ido se al$acenaro/isional$en#e el rerigeran#e li3+idoreci(n condensado. Es#e er$i#e 3+e las/ariaciones en el /ol+$en de rerigeran#e en

el e/aorador no aec#en la oeracióncorrec#a del sis#e$as.



7RAPA D( S*55I)7RAPA D( S*55I)

Los +ompresores est<n dise7ados para manear 4asesrefri4erantes por lo ue se de2e e!itar a toda +osta un re4resode liuido5 para esto se usan trampas de su++i6n tam2i;nllamadas trampas de liuido5 estos re+ipientes tienen +omo

fun+i6n redu+ir la !elo+idad del refri4erante en estado4aseoso5 +on lo +ual se pre+ipitan al fondo por 4ra!edad las4otas de l:uido ue no pueden fluir unto +on el !apor a lasu++i6n del +ompresor. El l:uido / a+eite ue fueronseparados se e,traen por la pur4a u2i+ada en la parte mas2aa del tanue.



7*B(RIA PARA (- SIS7(A D(7*B(RIA PARA (- SIS7(A D(

R(<RI(RA5I)R(<RI(RA5I)

a #+-er*a ara el sis#e$a dererigeración es +n co$onen#e i$or#an#edel $is$o ,a 3+e conec#a los e3+ios #alesco$o el co$resor6 condensador6 /%l/+la dee5ansión6 e#c... ara co$le$en#ar elciclo de rerigeración.

Se +ede decir 3+e de ella deendeac#ores cla/es en +n e3+io dererigeración co$o son la caacidad6 ella caacidad6 el+nciona$ien#o6 la es#a-ilidad en la+nciona$ien#o6 la es#a-ilidad en laoeración , el rendi$ien#o.oeración , el rendi$ien#o.

as #+-er*as se clasifcan6 en lassig+ien#es ca#egor*as4

1 +-er*a de gas de s+cción a -aaresión

2 +-er*a del gas en la descargaa al#aresión

! +-er*a del li3+ido a al#a resión

" +-er*a del li3+ido a -aa resión



'AERIA PARA AS ?BERIAS

os $a#eriales ara #+-er*a de-e

sa#isacer las sig+ien#e condiciones4

1 +e no se de#eriore a ca+sa de laacción #an#o 3+*$ica co$o *sica delrerigeran#e , del acei#e l+-rican#e.

2 +e se seleccione el $a#erial adec+adoara el #io de rerigeran#e.

! +e las #+-er*as 0e5i-les #engan

s+fcien#e resis#encia ala resión.

" +e las #+-er*as ara -aa resiónes#(n 9ec9as de $a#eriales con a laresis#encia.

& +e los $a#eriales de reerenciade-en de ser sin cos#+ra.



VALVULA3 8 ACCE3ORIO3VALVULA3 8 ACCE3ORIO3

9or ser el refri4erante un fluido en un sistema &erm;ti+o5

este de2e ser +ontrolado mediante la utili=a+i6n de !<l!ulas/ a++esorios. Los +uales pueden ser +on!en+ionales5 pero

los materiales de2en ser apropiados al refri4eranteutili=ado.

Al4unos de los dispositi!os mas usados en los di!ersossistemas de refri4era+i6n sonK

J V<l!ulas solenoides

J V<l!ula re4uladora piloto

J Filtro RH3

J V<l!ula de 3e4uridad



+A-+*-A S-()ID(S+A-+*-A S-()ID(SE%$a% v0lv&la% %on o1#!a,a% 1o! &na %#2al #l3+$!+a 4&#

!#+b# &na bobna la +&al ab!# la v0lv&la.



+A-+*-A D(+A-+*-A D(

(CPA)SI)(CPA)SI)



+A-+*-A R(*-ADRA D(+A-+*-A R(*-ADRA D(

PR(SI)PR(SI)



<I-7RS<I-7RS



+A-+*-A D(+A-+*-A D(

S(*RIDADS(*RIDAD



A4RADECE SUATENCI5N

1 Curso Conceptos Basico Mecanico-1

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