Bases Teoricas

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2. BASES TEÓRICAS 2.1 Calor Para Cengel (2011) “El calor es la forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura”. (p. 2). De lo anterior se puede interpretar que el calor es un estado que permite transmitir energía entre un cuerpo y otro que se encuentran a diferentes temperaturas, y está asociado a los movimientos de los átomos, moléculas y otras partículas que forman la materia de dichos materiales. Por otro lado se puede señalar a Giacosa (1970), el cual se refiere al calor como “La energía térmica de transición a través de las superficies que limitan un sistema. Para que haya una transmisión de calor es necesario que exista una diferencia de temperatura entre el sistema considerado y el medio que lo circunda. ” (p. 22). Podemos inferir de esta definición que el calor es una energía, es decir una capacidad para realizar un trabajo, y por ende, existe un desplazamiento de naturaleza pasajera y no puede ser almacenado en un cuerpo o un sistema, mientras que el medio en que se encuentre colocado el cuerpo este a una temperatura diferente a él. De Sears (1952), se puede interpretar el calor como una energía mecánica capaz de transformase continuamente y conservarse en un cuerpo, hasta que se mezclan sustancias diferentes a diferentes temperaturas y por tanto existe una transferencia de energía entre ambos cuerpos. Es decir, el proceso se constituye principalmente por el principio de conservación de la energía, donde la energía mecánica se transforma continuamente en energía de calor, conservándose más nunca destruyéndose. 2.1.1 Calor específico

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2. BASES TERICAS2.1 CalorPara Cengel (2011) El calor es la forma de la energa que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura. (p. 2). De lo anterior se puede interpretar que el calor es un estado que permite transmitir energa entre un cuerpo y otro que se encuentran a diferentes temperaturas, y est asociado a los movimientos de los tomos, molculas y otras partculas que forman la materia de dichos materiales. Por otro lado se puede sealar a Giacosa (1970), el cual se refiere al calor como La energa trmica de transicin a travs de las superficies que limitan un sistema. Para que haya una transmisin de calor es necesario que exista una diferencia de temperatura entre el sistema considerado y el medio que lo circunda. (p. 22). Podemos inferir de esta definicin que el calor es una energa, es decir una capacidad para realizar un trabajo, y por ende, existe un desplazamiento de naturaleza pasajera y no puede ser almacenado en un cuerpo o un sistema, mientras que el medio en que se encuentre colocado el cuerpo este a una temperatura diferente a l.De Sears (1952), se puede interpretar el calor como una energa mecnica capaz de transformase continuamente y conservarse en un cuerpo, hasta que se mezclan sustancias diferentes a diferentes temperaturas y por tanto existe una transferencia de energa entre ambos cuerpos. Es decir, el proceso se constituye principalmente por el principio de conservacin de la energa, donde la energa mecnica se transforma continuamente en energa de calor, conservndose ms nunca destruyndose.2.1.1 Calor especficoEl calor especfico es una energa requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia.(Yunus Cengel, 2011, p. 6). En general esta energa depende de la manera en que se ejecutan los procesos. Suele tenerse inters en dos tipos de calores especficos: el calor especfico a volumen constante, cv, y el calor especifico a presin constante, cp. El calor especfico a volumen constante se puede concebir como la energa requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia mientras el volumen se mantiene constante. La energa para hacer lo mismo cuando la presin se mantiene constante es el calor especfico a presin constante. El calor especifico a presin constante es mayor que a volumen constante, porque, en esta condicin, se permite que el sistema se expanda y porque la energa para este trabajo de expansin tambin debe suministrarse al sistema.2.1.2 Calor latente de fusinSe denomina al calor latente de fusin a la cantidad de calor que se necesita para cambiar el estado de una sustancia (slido o lquido) sin variar la temperatura. (Juan Ramrez, 2000, p. 36). Viene referido a los efectos latentes calricos que acompaan a los cambios de estado a presin constante, para sustancias puras, porque no se manifiestan cambios de temperatura. Algunos ejemplos son los calores de fusin, vaporizacin, sublimacin y de cambio de forma cristalina.2.2 RefrigeracinLa refrigeracin tiene diversas aplicaciones dependiendo del mbito en que se desee emplear, aplicaciones mdicas, industriales, alimenticias y domesticas son algunos ejemplo de ella. Para estas distintas utilidades es necesario emplear un sistema de refrigeracin que se adecue a las exigencias y propiedades del medio en que se colocara. La refrigeracin es un proceso por el que se reduce la temperatura de un espacio determinado y se mantiene a temperatura baja (Torres, 2011, p. 3). En otras palabras podemos entender que la refrigeracin es la produccin y mantenimiento de una temperatura inferior a la ambiente de un medio determinado que se quiera enfriar. 2.2.1 Mtodos de refrigeracinLos mtodos ms utilizados se basan en la vaporizacin de fluidos condensables que se recuperen. Entre los cuales se encuentran la refrigeracin por compresin mecnica y la refrigeracin por absorcin.2.2.1.1 Refrigeracin por compresin mecnicaEn la actualidad el fro se produce principalmente mediante sistemas de refrigeracin por compresin mecnica, de forma que el calor se transmite desde la cmara de refrigeracin hasta una zona en la que pueda eliminarse ms fcilmente. La transferencia de calor se realiza mediante un fluido refrigerante que cambia de estado, de lquido a vapor, a una temperatura de ebullicin muy baja y con una entalpa o calor latente de vaporizacin alto. Una vez que el refrigerante est en estado de vapor se comprime mecnicamente (aumentando su presin) de forma que vuelve al estado lquido y vuelve a utilizarse cclicamente. Se establece as un ciclo termodinmico cuyo lmite terico sera el ciclo de Carnot. El sistema de refrigeracin se denomina entonces como sistema de compresin de vapor. De Miranda y Rodriguez (2010) clasifican los componentes bsicos de un sistema de instalacin de refrigeracin por compresin mecnica de la siguiente manera:Tabla 2.1 Componentes principales de una instalacin de refrigeracin por compresin mecnica.ComponenteFenmeno simple que se desarrollaFuncin principal desarrollada

Evaporador-Ebullicin.-Transformacin del vapor saturado hmedo en vapor saturado seco, hacia el final del evaporador.-Hacer absorber al fluido refrigerante el calor del medio a refrigerar.

Compresor-Compresin del gas.-Recuperar el fluido--Llevar al gas, por compresin, a un estado tal que se le pueda quitar el calor absorbido, por medio de un fluido fro.

Condensador-Condensacin o licuacin.-Llevar al gas al estado lquido quitndole calor y evacuar ste por medio de un fluido fro (agua o aire).

Vlvula de regulacin-Laminacin o pulverizacin.-Dejar pasar exactamente la cantidad de lquido, correspondiente al volumen de vapor que es capaz de aspirar el compresor.

2.2.1.2 Refrigeracin por absorcinOtro mtodo que se est implantando es el de refrigeracin por absorcin. Se trata, en realidad, de un proceso bien conocido. De hecho la primera mquina de refrigeracin, patentada en 1834 por J. Perkins, consista en una mquina de absorcin que utilizaba ter. La idea bsica de la refrigeracin por absorcin consiste en sustituir la compresin mecnica del vapor por una absorcin de ste en una disolucin. Una de las ventajas de ste mtodo es que el coste energtico es mucho menor. Para liberar el vapor de la disolucin comprimida debe suministrarse calor. Esto hace posible el que, por ejemplo, se utilice la energa solar como energa primaria (se consigue enfra a partir del calor del Sol). En cambio, el rendimiento es inferior al conseguido mediante el mtodo de compresin. Desde el punto de vista prctico, el conjunto formado por el evaporador, el condensador y la vlvula de expansin se mantiene igual que en la mquina de compresin. La nica diferencia est en la sustitucin del compresor por un sistema absorbedor-generador, cuyos componentes bsicos se muestran en la figura. En el generador, que suele ser una columna de destilacin, existe una mezcla lquida formada por un lquido absorbente y un vapor refrigerante disuelto en l. Preferiblemente dichos fluidos deben tener temperaturas de ebullicin diferentes. Como mezclas de trabajo refrigerante-absorbente se suele utilizar comercialmente amoniaco-agua o bromuro de litio-agua. La primera mezcla se utiliza para temperaturas de evaporaciones inferiores a 0 C, y la segunda para temperaturas superiores. En este segundo caso la instalacin cambia ligeramente de diseo.2.3 Sistemas de aire acondicionadoExisten equipos acondicionadores condensados por aire y condensados por agua. Los de mejor aplicacin para el caso de viviendas o pequeos locales son los condensados por aire. Las unidades de aire acondicionado pueden ser compactos y partidos. Los primeros constan de una sola unidad, mientras que los partidos estn formados por dos o ms unidades. Mientras que el servicio que prestan, los equipos se denominan unitarios, si se trata de equipos independientes en cada habitacin, o individuales, cuando un solo equipo atiende al conjunto de la vivienda o local. 2.3.1 Tipos de aires acondicionados Tipo Consola o de Pared: es un equipo unitario, compacto y de descarga directa. Normalmente se coloca uno por habitacin o, si el local es de gran superficie, se colocan varios segn las necesidades. La instalacin se realiza en ventana o muro. La seccin exterior requiere toma de aire y expulsin a travs del hueco practicado. La dimensin del hueco ha de ajustarse a las dimensiones del aparato.

Acondicionador Porttil: es un equipo unitario, compacto o partido, de descarga directa y transportable de una habitacin a otra. Slo requiere, para su instalacin, una sencilla abertura en el marco o el cristal de la ventana o balcn. Resuelve de forma adecuada las necesidades mnimas de acondicionamiento en habitaciones de viviendas y en pequeos locales.

Equipos Partidos (split o multi-split): son equipos unitarios de descarga directa. Se diferencian de los compactos en que la unidad formada por el compresor y el condensador va al exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala en el interior. Ambas unidades se conectan mediante las lneas de refrigerante. Con una sola unidad exterior, se puede instalar una unidad interior (sistema split) o varias unidades interiores (sistema multi-split). Las unidades interiores pueden ser de tipo mural, de techo y consolas, y todas ellas disponen de control independiente. El hueco necesario para unir la unidad interior y la exterior es muy pequeo. As, un hueco de 10 x 10 cm es suficiente para pasar los dos tubos del refrigerante, el tubo de condensacin de la unidad evaporadora y el cable de conexin elctrica.

Equipo Compacto Individual: es un equipo de descarga indirecta, mediante red de conductos y emisin de aire a travs de rejillas en pared o difusores en techo. Generalmente se instala un equipo para todo el conjunto de una vivienda o local. El control es individual por equipo, y se realiza de acuerdo con las condiciones de confort de la habitacin ms representativa (por ejemplo, en una vivienda, la Sala de Estar). El equipo necesita una toma de aire exterior. Se puede colocar en un falso techo o en un armario, existiendo modelos horizontales y verticales.

Equipo Partido Individual: es tambin un equipo de descarga indirecta, mediante red de conductos y emisin de aire a travs de rejillas en pared o difusores en techo. Al igual que los equipos partidos unitarios, est formado por dos unidades: el compresor y el condensador se sitan en la unidad exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala en el interior, conectada a la red de conductos. Ambas unidades se conectan mediante las lneas de refrigerante. Como en el caso anterior, se suele instalar un equipo para toda la vivienda o local. El control es individual por equipo, y se realiza de acuerdo con las condiciones de confort de la habitacin ms representativa. Para asegurar una correcta ventilacin de las dependencias acondicionadas, la unidad interior precisa una toma de aire exterior. Esta unidad suele ser, en general, de tipo horizontal, para facilitar su colocacin oculta por un falso techo.

BIBLIOGRAFIACengel, Y. y Ghajar, A. (2011). Transferencia de calor y masa. (4ta ed.). Mxico. McGraw-Hill.Giacosa, D. (1970). Motores Endotermicos. (3ra ed.). Barcelona. Cientifico Tcnica.Sears, F. y Zemansky, M. (1952). Fsica General. (1ra ed.). Madrid. Ediciones Madrid.Ramirez, J. (2000). Refrigeracin. (1ra ed.). Madrid. Ediciones CEAC.De Miranda, B. y Rodriguez, C. (2010). Instalaciones frigorficas. Centro Nacional De Formacin. Instituto Social de la Marina. Unin Europea.